JP5866215B2 - Dither control circuit - Google Patents
Dither control circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP5866215B2 JP5866215B2 JP2012017943A JP2012017943A JP5866215B2 JP 5866215 B2 JP5866215 B2 JP 5866215B2 JP 2012017943 A JP2012017943 A JP 2012017943A JP 2012017943 A JP2012017943 A JP 2012017943A JP 5866215 B2 JP5866215 B2 JP 5866215B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- dither
- control circuit
- region
- range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 40
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 26
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
本発明は、ディザ制御回路及び音声出力システムに関する。 The present invention relates to a dither control circuit and an audio output system.
従来より、ΔΣDAC(Digital Analog Converter)を含むシステムが知られている。例えば、特許文献1には、デルタシグマ変調器とアナログLPF(Low Pass Filter)を備えたDACが開示されている。デルタシグマ変調器は、入力されたデジタルオーディオ信号について1ビット化を行い、デジタル信号に変換して出力する。アナログLPFは、デルタシグマ変調器から出力されたデジタル信号をアナログのオーディオ信号に変換する。このアナログのオーディオ信号がDACの出力となる。 Conventionally, a system including a ΔΣ DAC (Digital Analog Converter) is known. For example, Patent Document 1 discloses a DAC including a delta-sigma modulator and an analog LPF (Low Pass Filter). The delta-sigma modulator converts the input digital audio signal into one bit, converts it into a digital signal, and outputs it. The analog LPF converts the digital signal output from the delta sigma modulator into an analog audio signal. This analog audio signal becomes the DAC output.
しかしながら、従来のΔΣDACを含むシステムによると、歪率が悪化してしまう場合があった。歪率とは、信号の歪みの程度を表す値であり、高調波成分全体の基本波成分に対する比で表される。歪率が悪化するのは、DACアナログ部を制御するパルス信号(DACアナログ部の入力信号)の立上がりと立下がりの非対称性によって、パルス密度に誤差が生じることが原因であると考えられる。 However, according to the system including the conventional ΔΣ DAC, the distortion rate may be deteriorated. The distortion rate is a value representing the degree of distortion of the signal, and is represented by the ratio of the entire harmonic component to the fundamental wave component. It is considered that the distortion rate is deteriorated due to an error in the pulse density due to the asymmetry of the rise and fall of the pulse signal that controls the DAC analog part (the input signal of the DAC analog part).
すなわち、図10(a)は、従来のΔΣDACを含むシステムの入力信号の波形を示している。符号101はフルスケール付近を意味し、符号102はゼロクロス付近を意味している。図10(b)(c)は、DACアナログ部を制御するパルス信号の波形を示すグラフである。図10(b)は、フルスケール付近101のパルス信号を示し、図10(c)は、ゼロクロス付近102のパルス信号を示している。
That is, FIG. 10A shows a waveform of an input signal of a system including a conventional ΔΣ DAC.
パルス信号は、図10(b)(c)に示すように、立上がりと立下がりで非対称となっている。フルスケール付近101では、図10(b)に示すように、パルス信号の変化量が少ないため、レベル変換誤差が小さい。一方、ゼロクロス付近102では、図10(c)に示すように、パルス信号の変化量が多いため、レベル変換誤差が大きい。そのため、入力レベルを小さくしていくと、次第にゼロクロス付近102のレベル変換誤差が歪として見えてくるようになり、ダイナミックレンジを悪化させていると考えられる。
As shown in FIGS. 10B and 10C, the pulse signal is asymmetric at the rise and fall. In the vicinity of
本発明の目的は、歪率を改善することが可能なディザ制御回路及び音声出力システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a dither control circuit and an audio output system capable of improving the distortion rate.
本発明の一態様によれば、ディザ信号を発生させるディザ発生回路と、入力信号のレベルを検出するレベル検出回路と、前記レベル検出回路の検出結果に応じて係数を制御する係数制御回路と、前記ディザ発生回路から出力されるディザ信号に前記係数制御回路から出力される係数を乗算する乗算器とを備え、前記レベル検出回路は、前記入力信号が大信号域、中信号域、小信号域のいずれのレベルに属するかを検出し、前記係数制御回路は、前記中信号域に属する入力信号にだけ前記ディザ信号が付加されるように制御し、前記大信号域または前記小信号域から前記中信号域にシーケンスが移る場合、前記ディザ信号が徐々に大きくなるようにソフト遷移させ、前記中信号域から前記大信号域または前記小信号域にシーケンスが移る場合、前記ディザ信号が徐々に小さくなるようにソフト遷移させるディザ制御回路が提供される。 According to one aspect of the present invention, a dither generation circuit that generates a dither signal, a level detection circuit that detects a level of an input signal, a coefficient control circuit that controls a coefficient according to a detection result of the level detection circuit, A multiplier that multiplies the dither signal output from the dither generation circuit by the coefficient output from the coefficient control circuit, and the level detection circuit has the input signal having a large signal area, a medium signal area, and a small signal area. The coefficient control circuit performs control so that the dither signal is added only to the input signal belonging to the middle signal range, and from the large signal range or the small signal range, the coefficient control circuit When the sequence shifts to the middle signal range, the soft transition is made so that the dither signal gradually increases, and when the sequence moves from the middle signal range to the large signal range or the small signal range, Dither control circuit for soft transition to serial dither signal gradually decreases is provided.
本発明によれば、歪率を改善することが可能なディザ制御回路及び音声出力システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dither control circuit and audio | voice output system which can improve a distortion can be provided.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness of each component and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention include the material, shape, and structure of each component. The arrangement is not specified below. Various modifications can be made to the embodiment of the present invention within the scope of the claims.
[実施の形態]
以下、図1〜図9を用いて実施の形態を説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, embodiments will be described with reference to FIGS.
本実施の形態に係る音声出力システムは、入力信号に所定のオーディオ信号処理を施すオーディオDSP(Digital Signal Processor)10と、入力信号のサンプリング周波数の8倍の周波数でデータをオーバーサンプリングする8倍オーバーサンプリングフィルタ20と、入力信号のレベルに応じてディザ信号を生成するディザ制御回路70と、入力信号にディザ信号を付加する加算器30と、ディザ信号が付加された入力信号にデジタル−アナログ変換処理を施すΔΣDAC40,DACアナログ部60とを備える。
The audio output system according to the present embodiment includes an audio DSP (Digital Signal Processor) 10 that performs predetermined audio signal processing on an input signal, and an 8 × oversampling of data at a frequency 8 times the sampling frequency of the input signal. A
また、ディザ制御回路70は、入力信号が大信号域P3、中信号域P1,P2、小信号域P0のいずれのレベルに属するかを検出し、中信号域P1,P2に属する入力信号にだけディザ信号が付加されるように制御しても良い。
Further, the
また、ディザ制御回路70は、大信号域P3または小信号域P0から中信号域P1,P2にシーケンスが移る場合、ディザ信号が徐々に大きくなるようにソフト遷移させ、中信号域P1,P2から大信号域P3または小信号域P0にシーケンスが移る場合、ディザ信号が徐々に小さくなるようにソフト遷移させても良い。
Further, when the sequence shifts from the large signal region P3 or the small signal region P0 to the middle signal region P1, P2, the
また、ディザ制御回路70は、各ソフト遷移に要する時間t11,t12,t13,t14が個別に設定されていても良い。
In the
また、ディザ制御回路70は、中信号域P1,P2から大信号域P3にシーケンスが移る場合のソフト遷移に要する時間t14が他のソフト遷移に要する時間t11,t12,t13に比べて短く設定されていても良い。
In the
また、ディザ制御回路70は、大信号域P3の状態において中信号域P2の入力信号を所定時間連続して検出したら大信号域P3から中信号域P2にシーケンスを移し、中信号域P1,P2の状態において小信号域P0の入力信号を所定時間連続して検出したら中信号域P1,P2から小信号域P0にシーケンスを移しても良い。
The
また、ディザ制御回路70は、小信号域P0の状態において中信号域P1の入力信号を検出したら直ちに小信号域P0から中信号域P1にシーケンスを移し、小信号域P0または中信号域P1,P2の状態において大信号域P3の入力信号を検出したら直ちに小信号域P0または中信号域P1,P2から大信号域P3にシーケンスを移しても良い。
Further, the
また、ディザ制御回路70は、8倍オーバーサンプリングフィルタ20と並列に接続されていても良い。
Further, the
(音声出力システムの構成)
図1は、本実施の形態に係る音声出力システムの構成を例示する模式的ブロック図である。この音声出力システムは、図1に示すように、オーディオDSP10と、8倍オーバーサンプリングフィルタ20と、加算器30と、ΔΣDAC40と、64bitシフトレジスタ50と、DACアナログ部60と、ディザ制御回路70とを備えている。
(Configuration of audio output system)
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating the configuration of an audio output system according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the audio output system includes an
オーディオDSP10は、デジタル信号を入力して、例えばゲインコントロールやトーンコントロールなどのオーディオ信号処理を施し、PCM(Pulse Code Modulation)方式のデジタルオーディオ信号を生成して8倍オーバーサンプリングフィルタ20に出力する。
The
8倍オーバーサンプリングフィルタ20は、デジタル信号をオーバーサンプリングして加算器30に出力する。具体的には、オリジナルの入力信号のサンプリング周波数fsの8倍の周波数(8fs)でデータをサンプリングして、例えば、48kHzまたは44.1kHzのサンプリング周波数を384kHzまたは352.8kHzのPWM周波数に変換する。
The 8-
8倍オーバーサンプリングフィルタ20は、2倍×3段で構成されたFIR(Finite Impulse Response:有限インパルス応答)フィルタを含む。各FIRフィルタは、入力した信号(オリジナル)のサンプリング周波数の2倍の周波数でサンプリングする。ここで、8倍オーバーサンプリングフィルタ20における1fs期間の8倍オーバーサンプリング処理は、図2に例示するようなA〜Nまでの演算タイミングにより実現される。各演算タイミングA〜Nは、以下のように演算動作を行う。
The 8 ×
演算タイミングA:2倍オーバーサンプリング1回目(2fs)
演算タイミングB:2倍オーバーサンプリング2回目(2fs)
演算タイミングC:2倍オーバーサンプリング1回目(4fs)
演算タイミングD:2倍オーバーサンプリング2回目(4fs)
演算タイミングE:2倍オーバーサンプリング3回目(4fs)
演算タイミングF:2倍オーバーサンプリング4回目(4fs)
演算タイミングG:2倍オーバーサンプリング1回目(8fs)
演算タイミングH:2倍オーバーサンプリング2回目(8fs)
演算タイミングI:2倍オーバーサンプリング3回目(8fs)
演算タイミングJ:2倍オーバーサンプリング4回目(8fs)
演算タイミングK:2倍オーバーサンプリング5回目(8fs)
演算タイミングL:2倍オーバーサンプリング6回目(8fs)
演算タイミングM:2倍オーバーサンプリング7回目(8fs)
演算タイミングN:2倍オーバーサンプリング8回目(8fs)
ディザ制御回路70は、オーディオDSP10から出力されたデジタルオーディオ信号のレベルに応じてディザ信号を生成し、加算器30に出力する。ディザ制御回路70の詳細については後述する。
Arithmetic timing A: 2 times oversampling 1st time (2fs)
Calculation timing B: 2nd oversampling second time (2 fs)
Calculation timing C: 2 times oversampling first time (4 fs)
Calculation timing D: 2 times oversampling second time (4 fs)
Arithmetic timing E: 3rd oversampling (4fs)
Calculation timing F: 4 times oversampling (4fs)
Arithmetic timing G: 2 times oversampling 1st time (8fs)
Calculation timing H: Second oversampling second time (8 fs)
Calculation timing I: 2 times oversampling third time (8 fs)
Arithmetic timing J: Double oversampling 4th time (8fs)
Calculation timing K: 5 times oversampling (8 fs)
Calculation timing L: 6 times oversampling (8 fs)
Arithmetic timing M: 7 times oversampling twice (8fs)
Calculation timing N: 2 times oversampling 8th time (8fs)
The
加算器30は、8倍オーバーサンプリングフィルタ20から出力されたデジタルオーディオ信号にディザ制御回路70から出力されたディザ信号を加算(付加)してΔΣDAC40に出力する。
The
ΔΣDAC40は、デルタシグマ(ΔΣ)型のDACのデジタル部であり、図3に示すように、例えば5個の積分器41〜45と、量子化器46とを備えている。積分器41〜45は、デジタル信号に1サンプリング周期前のデジタル信号を加算することでデジタル信号の積分値を出力する。量子化器46は、積分値を1ビットで量子化してパルス信号を出力する。すなわち、積分値が正の数である場合は0を出力し、負の数である場合は1を出力するようになっている。ここでは、ΔΣDAC40は、オリジナルの入力信号のサンプリング周波数fsの128倍の周波数(128fs)で動作しているものとする。
The
64bitシフトレジスタ50は、ΔΣDAC40から出力されたデジタル信号を一時的に記憶する。DACアナログ部60は、DACのアナログ部であり、64bitシフトレジスタ50に記憶されたデジタル信号をアナログ信号に変換して出力する。
The 64-
(ディザ制御回路の構成)
既に説明した通り、従来は、ΔΣDACを含むシステムにおいて、歪率が悪化してしまう場合があった。具体的には、入力信号の大きさが−30dBから−70dB程度のとき、歪率が悪化してしまう。そこで、本実施の形態では、入力信号を大信号域(0dB〜−10dB)P3、中信号域(−10dB〜−80dB)P1,P2、小信号域(−80dB以下)P0に分け、中信号域P1,P2にだけディザ信号を付加するようにしている。大信号域P3でディザ信号を付加しない理由は、付加しなくても歪率が悪化しないことと、付加するとオーバーフローするからである。小信号域P0でディザ信号を付加しない理由は、付加するとS/Nが悪化するからである。
(Configuration of dither control circuit)
As already described, conventionally, in a system including a ΔΣ DAC, the distortion rate may be deteriorated. Specifically, when the magnitude of the input signal is about −30 dB to −70 dB, the distortion rate is deteriorated. Therefore, in the present embodiment, the input signal is divided into a large signal range (0 dB to −10 dB) P3, a medium signal range (−10 dB to −80 dB) P1 and P2, and a small signal range (−80 dB or less) P0. A dither signal is added only to the areas P1 and P2. The reason why the dither signal is not added in the large signal range P3 is that the distortion does not deteriorate even if the dither signal is not added, and overflows if added. The reason why the dither signal is not added in the small signal area P0 is that the S / N deteriorates if added.
図4は、本実施の形態に係るディザ制御回路70の構成を例示する模式的回路ブロック図である。この図に示すように、ディザ制御回路70は、ディザ発生回路71と、レベル検出回路72と、係数制御回路73と、乗算器74とを備えている。
FIG. 4 is a schematic circuit block diagram illustrating the configuration of the
ディザ発生回路71は、方形波のディザ信号を発生させて乗算器74に出力している。レベル検出回路72は、入力信号が大信号域P3、中信号域P1,P2、小信号域P0のいずれのレベルに属するかを検出して、その検出結果を係数制御回路73に出力する。係数制御回路73は、レベル検出回路72の検出結果に応じて係数を制御する。例えば、レベル検出回路72が中信号域P1,P2の入力信号を検出した場合、係数制御回路73は、係数1を乗算器74に出力する。また、レベル検出回路72が小信号域P0または大信号域P3の入力信号を検出した場合、係数制御回路73は、係数0を乗算器74に出力する。係数1はディザ信号ONに相当し、係数0はディザ信号OFFに相当する。乗算器74は、ディザ発生回路71からのディザ信号に係数制御回路73からの係数を乗算して出力する。
The
(ディザシーケンス)
図5(a)は、本実施の形態に係る小信号域P0、中信号域P1,P2、大信号域P3の説明図である。この図に示すように、中信号域P1,P2に属する入力信号にだけディザ信号を付加(ディザON)するようにしている。符合P1は、小信号域から中信号域に移った状態を意味し、符号P2は、大信号域から中信号域に移った状態を意味する。
(Dither sequence)
FIG. 5A is an explanatory diagram of the small signal region P0, the middle signal regions P1 and P2, and the large signal region P3 according to the present embodiment. As shown in this figure, a dither signal is added (dither ON) only to input signals belonging to the middle signal ranges P1 and P2. The symbol P1 means a state where the signal is shifted from the small signal region to the middle signal region, and the symbol P2 means a state where the signal is shifted from the large signal region to the middle signal region.
大信号域P3とは、入力信号の大きさを3つのレベルに分類した場合の最も大きなレベルであり、ここでは0dB〜−10dBとする。中信号域P1,P2とは、入力信号の大きさを3つのレベルに分類した場合の真ん中のレベルであり、ここでは−10dB〜−80dBとする。小信号域P0とは、入力信号の大きさを3つのレベルに分類した場合の最も小さなレベルであり、ここでは−80dB以下とする。 The large signal range P3 is the largest level when the magnitude of the input signal is classified into three levels, and is 0 dB to −10 dB here. The middle signal ranges P1 and P2 are levels in the middle when the magnitude of the input signal is classified into three levels, and are set to −10 dB to −80 dB here. The small signal region P0 is the smallest level when the magnitude of the input signal is classified into three levels, and is set to −80 dB or less here.
もちろん、信号域の分類方法はこれに限定されるものではない。すなわち、歪率が悪化してしまう信号域にディザ信号が付加される構成であれば、他の分類方法を採用してもかまわない。 Of course, the signal region classification method is not limited to this. That is, other classification methods may be adopted as long as the dither signal is added to the signal region where the distortion rate is deteriorated.
図5(b)は、本実施の形態に係るシーケンスの状態遷移図である。この図に示すように、レベル検出回路72が大信号域P3の状態において中信号域P2の入力信号を数十ms連続して検出したら、係数制御回路73は、大信号域P3から中信号域P2にシーケンスを移す。また、レベル検出回路72が中信号域P2の状態において小信号域P0の入力信号を数十ms連続して検出したら、係数制御回路73は、中信号域P2から小信号域P0にシーケンスを移す。
FIG. 5B is a state transition diagram of the sequence according to the present embodiment. As shown in this figure, when the
ここでは、数十ms連続して検出したときにシーケンスを移すこととしているが、シーケンスを移すタイミングはこれに限定されるものではない。すなわち、50ms,100ms,200ms,400ms等、コマンドで任意のタイミングを設定することが可能となっている。 Here, the sequence is shifted when detection is continuously performed for several tens of ms, but the timing of shifting the sequence is not limited to this. That is, it is possible to set an arbitrary timing with a command such as 50 ms, 100 ms, 200 ms, 400 ms or the like.
一方、レベル検出回路72が小信号域P0の状態において中信号域P1の入力信号を検出したら、係数制御回路73は、直ちに小信号域P0から中信号域P1にシーケンスを移す。また、レベル検出回路72が大信号域P3の入力信号を検出したら、係数制御回路73は、どの状態からも大信号域P3に移す。言い換えると、レベル検出回路72が小信号域P0または中信号域P1,P2の状態において大信号域P3の入力信号を検出したら、係数制御回路73は、直ちに小信号域P0または中信号域P1,P2から大信号域P3にシーケンスを移すようになっている。
On the other hand, when the
図5(c)は、ヒステリシスを持たせた場合の説明図である。すなわち、大信号域P3を0dB〜−10dB、中信号域P1,P2を−10dB〜−80dB、小信号域P0を−80dB以下としているが、−80dBまたは−10dBの信号を扱う際に、その信号がどの信号域にあたるかが不定になると考えられる。 FIG.5 (c) is explanatory drawing at the time of giving a hysteresis. That is, the large signal range P3 is set to 0 dB to −10 dB, the middle signal ranges P1 and P2 are set to −10 dB to −80 dB, and the small signal range P0 is set to −80 dB or less. When a signal of −80 dB or −10 dB is handled, It is considered that which signal range the signal is indeterminate.
そこで、大信号域P3、中信号域P1,P2、小信号域P0を遷移する際にヒステリシスを持たせる。つまり、大信号域P3から中信号域P2に遷移する場合は−16dBを下回った時点で遷移し、中信号域P2から大信号域P3に遷移する場合は−10dBを超えた時点で遷移すると判定する。同様に、中信号域P1から小信号域P0に遷移する場合は−80dBを下回った時点で遷移し、小信号域P0から中信号域P1に遷移する場合は−74dBを超えた時点で遷移すると判定する。このようにヒステリシスを持たせた制御をすることで、上記のような場合でも判定が可能となる。 Therefore, a hysteresis is provided when the large signal region P3, the middle signal regions P1 and P2, and the small signal region P0 are transited. That is, when the transition from the large signal range P3 to the middle signal range P2 is made, the transition is made when it falls below −16 dB, and when the transition is made from the middle signal range P2 to the large signal range P3, it is judged that the transition is made when it exceeds −10 dB. To do. Similarly, when the transition is made from the middle signal range P1 to the small signal range P0, the transition is made when it falls below −80 dB, and when the transition is made from the small signal range P0 to the middle signal range P1, the transition is made when it exceeds −74 dB. judge. By performing control with hysteresis in this way, determination can be made even in the above case.
なお、大信号域P3を0dB〜−10dB未満、中信号域P1,P2を−10dB〜−80dB未満、小信号域P0を−80dB以下としてもよい。このように、各信号域で重なる部分を持たせない方法であれば、単純に判定することも可能である。 The large signal range P3 may be set to 0 dB to less than −10 dB, the middle signal ranges P1 and P2 may be set to −10 dB to less than −80 dB, and the small signal range P0 may be set to −80 dB or less. Thus, if it is a method which does not have the part which overlaps in each signal area, it can also determine simply.
(音声出力システムの動作)
図6は、本実施の形態に係る音声出力システムの動作を例示するタイミングチャートである。ここでは、図6(a)に示すように、入力信号の大きさが大、中、小の順に変化する場合について説明する。
(Operation of audio output system)
FIG. 6 is a timing chart illustrating the operation of the audio output system according to this embodiment. Here, as shown in FIG. 6A, the case where the magnitude of the input signal changes in the order of large, medium, and small will be described.
この場合、レベル検出回路72が大信号域P3の状態において中信号域P2の入力信号を数十ms連続して検出したら(t1)、係数制御回路73は、図6(b)に示すように、大信号域P3から中信号域P2にシーケンスを移す。具体的には、図6(c)に示すように、ディザ信号をOFFからONに遷移させる。また、レベル検出回路72が中信号域P2の状態において小信号域P0の入力信号を数十ms連続して検出したら(t2)、係数制御回路73は、図6(b)に示すように、中信号域P2から小信号域P0にシーケンスを移す。具体的には、図6(c)に示すように、ディザ信号をONからOFFに遷移させる。
In this case, when the
このようなディザ信号のON/OFFはソフト遷移で行うのが望ましい。すなわち、図6(c)に示すように、大信号域P3から中信号域P2にシーケンスが移る場合、係数制御回路73は、ディザ信号をソフト遷移させてONにする。ここでいうソフト遷移とは、所定時間t11をかけて徐々にディザ信号を大きくすることをいう。また、中信号域P2から小信号域P0にシーケンスが移る場合、係数制御回路73は、ディザ信号をソフト遷移させてOFFにする。ここでいうソフト遷移とは、所定時間t12をかけて徐々にディザ信号を小さくすることをいう。
Such dither signal ON / OFF is preferably performed by soft transition. That is, as shown in FIG. 6C, when the sequence moves from the large signal region P3 to the middle signal region P2, the
図7は、本実施の形態に係る音声出力システムの他の動作を例示するタイミングチャートである。ここでは、図7(a)に示すように、入力信号の大きさが小、中、大の順に変化する場合について説明する。 FIG. 7 is a timing chart illustrating another operation of the audio output system according to this embodiment. Here, as shown in FIG. 7A, a case where the magnitude of the input signal changes in the order of small, medium, and large will be described.
この場合、レベル検出回路72が小信号域P0の状態において中信号域P1の入力信号を検出したら(t3)、係数制御回路73は、図7(b)に示すように、直ちに小信号域P0から中信号域P1にシーケンスを移す。具体的には、図7(c)に示すように、ディザ信号をOFFからONに遷移させる。また、レベル検出回路72が中信号域P1の状態において大信号域P3を検出したら(t4)、係数制御回路73は、図7(b)に示すように、直ちに中信号域P1から大信号域P3にシーケンスを移す。具体的には、図7(c)に示すように、ディザ信号をONからOFFに遷移させる。
In this case, when the
このようなディザ信号のON/OFFはソフト遷移で行うのが望ましい。すなわち、図7(c)に示すように、小信号域P0から中信号域P1にシーケンスが移る場合、係数制御回路73は、ディザ信号をソフト遷移させてONにする。ここでいうソフト遷移とは、所定時間t13をかけて徐々にディザ信号を大きくすることをいう。また、中信号域P1から大信号域P3にシーケンスが移る場合、係数制御回路73は、ディザ信号をソフト遷移させてOFFにする。ここでいうソフト遷移とは、所定時間t14をかけて徐々にディザ信号を小さくすることをいう。
Such dither signal ON / OFF is preferably performed by soft transition. That is, as shown in FIG. 7C, when the sequence moves from the small signal region P0 to the middle signal region P1, the
係数制御回路73は、各ソフト遷移に要する時間(ソフト遷移時間)t11,t12,t13,t14がコマンドにより個別に設定されている。中信号域P1,P2から大信号域P3にシーケンスが移る場合のソフト遷移時間t14は、他のソフト遷移時間t11,t12,t13に比べて短く設定しておくのが望ましい。ソフト遷移時間t14が長くなるとオーバーフローする不具合があるため、これを確実に回避するためである。
In the
(ディザ信号のON/OFF時の特性の違い)
図8は、ディザ信号のON/OFF時の特性の違いを例示するグラフである。
(Difference in characteristics when dither signal is ON / OFF)
FIG. 8 is a graph illustrating the difference in characteristics when the dither signal is ON / OFF.
図8(a)は、出力信号の大きさ(縦軸)と周波数(横軸)との関係を示している。ここでいう出力信号は、DACアナログ部60からの出力信号である。ディザ信号がOFFの場合は、点線波形l1に示すように、2kHz、3kHz、4kHz等の高調波成分が大きくなっている。ディザ信号をONにすると、実線波形l2に示すように、これらの高調波成分が小さくなっていることが分かる。
FIG. 8A shows the relationship between the magnitude (vertical axis) of the output signal and the frequency (horizontal axis). The output signal here is an output signal from the
図8(b)は、歪率(縦軸)と入力信号の大きさ(横軸)との関係を示している。歪率とは、信号の歪みの程度を表す値であり、高調波成分全体の基本波成分に対する比で表される。ディザ信号がOFFの場合は、点線波形l3に示すように、入力信号の大きさが−30dBから−70dB程度のとき、歪率が悪化してしまう。ディザ信号をONにすると、実線波形l4に示すように、歪率が改善されていることが分かる。
FIG. 8B shows the relationship between the distortion rate (vertical axis) and the magnitude of the input signal (horizontal axis). The distortion rate is a value representing the degree of distortion of the signal, and is represented by the ratio of the entire harmonic component to the fundamental wave component. When the dither signal is OFF, as shown by the dotted
以上説明したように、本実施の形態によれば、入力信号のレベルに応じてディザ信号を付加するようにしているので、ゼロクロス付近のパルス信号の変化量を少なくして歪率を改善することが可能である。また、ディザ信号のON/OFFをソフト遷移で行うので、ショック音が鳴らない。また、大信号域P3から中信号域P2に移るときと小信号域P0から中信号域P1に移るときとで異なるソフト遷移時間を設定することができる。また、中信号域P1,P2から小信号域P0に移るときと小信号域P0から中信号域P1に移るときとで異なるスレッショルトレベルを選択できるようにして、ヒステリシスを持たせることが可能である。 As described above, according to the present embodiment, since the dither signal is added according to the level of the input signal, the amount of change in the pulse signal near the zero cross is reduced to improve the distortion rate. Is possible. Also, since the dither signal is turned ON / OFF by soft transition, no shock sound is produced. Also, different soft transition times can be set when moving from the large signal region P3 to the medium signal region P2 and when moving from the small signal region P0 to the medium signal region P1. Further, it is possible to provide a hysteresis so that different threshold levels can be selected when moving from the middle signal range P1, P2 to the small signal range P0 and when shifting from the small signal range P0 to the middle signal range P1. It is.
以上説明したように、本発明によれば、歪率を改善することが可能なディザ制御回路及び音声出力システムを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a dither control circuit and an audio output system capable of improving the distortion rate.
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明の一実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
As described above, an embodiment of the present invention has been described. However, it should be understood that the description and drawings which form part of this disclosure are illustrative and do not limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。例えば、図1では、ディザ制御回路70を8倍オーバーサンプリングフィルタ20と並列に接続した構成を例示したが、ディザ制御回路70を設ける場所はこれに限定されるものではない。すなわち、図9に示すように、ディザ制御回路70を8倍オーバーサンプリングフィルタ20の後段に設けることも可能である。ただし、8倍オーバーサンプリングフィルタ20で1ms分の遅延が生じるため、ディザ制御回路70は8倍オーバーサンプリングフィルタ20と並列に接続するのが望ましい。このようにすれば、8倍オーバーサンプリングフィルタ20の後段に設けた場合と比べてディザ制御回路70を1ms分だけフライングして動作させることができる。
As described above, the present invention includes various embodiments not described herein. For example, FIG. 1 illustrates a configuration in which the
本発明に係るディザ制御回路及び音声出力システムは、テレビ、ミニコンポ、ラジカセ、カーオーディオ等、音声を出力する機器全般に適用することができる。特に、歪率を改善することが必要な機器に適用すると効果的である。 The dither control circuit and sound output system according to the present invention can be applied to all devices that output sound, such as televisions, minicomponents, radio cassettes, and car audios. In particular, it is effective when applied to a device that requires improvement in distortion.
10…オーディオ処理回路(オーディオDSP)
20…オーバーサンプリングフィルタ(8倍オーバーサンプリングフィルタ)
30…付加回路(加算器)
40…デジタル−アナログ変換回路(ΔΣDAC)
60…デジタル−アナログ変換回路(DACアナログ部)
70…ディザ制御回路
71…ディザ発生回路
72…レベル検出回路
73…係数制御回路
74…乗算器
P0…小信号域
P1,P2…中信号域
P3…大信号域
t11,t12,t13,t14…ソフト遷移に要する時間(ソフト遷移時間)
10: Audio processing circuit (audio DSP)
20 ... Oversampling filter (8 times oversampling filter)
30 ... Additional circuit (adder)
40. Digital-analog conversion circuit (ΔΣDAC)
60: Digital-analog conversion circuit (DAC analog part)
70 ...
Claims (5)
入力信号のレベルを検出するレベル検出回路と、
前記レベル検出回路の検出結果に応じて係数を制御する係数制御回路と、
前記ディザ発生回路から出力されるディザ信号に前記係数制御回路から出力される係数を乗算する乗算器と
を備え、
前記レベル検出回路は、前記入力信号が大信号域、中信号域、小信号域のいずれのレベルに属するかを検出し、
前記係数制御回路は、前記中信号域に属する入力信号にだけ前記ディザ信号が付加されるように制御し、前記大信号域または前記小信号域から前記中信号域にシーケンスが移る場合、前記ディザ信号が徐々に大きくなるようにソフト遷移させ、前記中信号域から前記大信号域または前記小信号域にシーケンスが移る場合、前記ディザ信号が徐々に小さくなるようにソフト遷移させる
ことを特徴とするディザ制御回路。 A dither generation circuit for generating a dither signal;
A level detection circuit for detecting the level of the input signal;
A coefficient control circuit for controlling the coefficient according to the detection result of the level detection circuit;
A multiplier for multiplying a dither signal output from the dither generation circuit by a coefficient output from the coefficient control circuit ;
The level detection circuit detects whether the input signal belongs to a level of a large signal range, a medium signal range, or a small signal range,
The coefficient control circuit controls the dither signal to be added only to the input signal belonging to the middle signal range, and when the sequence moves from the large signal range or the small signal range to the middle signal range, Soft transition is performed so that the signal gradually increases, and when the sequence moves from the middle signal region to the large signal region or the small signal region, the dither signal is gradually transitioned so that the signal gradually decreases.
A dither control circuit characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012017943A JP5866215B2 (en) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | Dither control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012017943A JP5866215B2 (en) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | Dither control circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013157852A JP2013157852A (en) | 2013-08-15 |
JP5866215B2 true JP5866215B2 (en) | 2016-02-17 |
Family
ID=49052633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012017943A Active JP5866215B2 (en) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | Dither control circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5866215B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2801644B2 (en) * | 1989-06-05 | 1998-09-21 | パイオニア株式会社 | Dither circuit |
JPH05284033A (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Yokogawa Electric Corp | Sigmadelta modulator |
JP3334419B2 (en) * | 1995-04-20 | 2002-10-15 | ソニー株式会社 | Noise reduction method and noise reduction device |
US5745061A (en) * | 1995-07-28 | 1998-04-28 | Lucent Technologies Inc. | Method of improving the stability of a sigma-delta modulator employing dither |
-
2012
- 2012-01-31 JP JP2012017943A patent/JP5866215B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013157852A (en) | 2013-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4221302B2 (en) | Method and apparatus for generating a pulse width modulated signal | |
EP2262279B1 (en) | Signal processing apparatus and signal processing method for loudspeaker motional feedback | |
JP4882773B2 (en) | Signal processing apparatus and signal processing method | |
JP5312319B2 (en) | Digital circuit device for environmental noise reduction | |
KR100832615B1 (en) | MULTI-BIT delta sigma MODULATED DA CONVERTER | |
US9391633B2 (en) | Digital-to-analog converter for reducing pop noise and harmonic tone and related converting method | |
JP3726574B2 (en) | D / A converter | |
US8160887B2 (en) | Adaptive interpolation in upsampled audio signal based on frequency of polarity reversals | |
JP5866215B2 (en) | Dither control circuit | |
JP4311437B2 (en) | Class D amplifier | |
US11329634B1 (en) | Digital filter structure | |
US10972123B1 (en) | Signal processing structure | |
JP2009005073A (en) | Digital/analog converter and distortion correction circuit | |
JP2001251190A (en) | Delta/sigma d/a converter | |
JPH09186600A (en) | D/a converter | |
JP5230139B2 (en) | Audio signal processing device | |
US8878710B2 (en) | Low latency filter | |
JP4194268B2 (en) | Digital signal processing apparatus and sound reproduction apparatus | |
JP5103606B2 (en) | Signal processing device | |
JP2001203581A (en) | Mute circuit and electronic device, and its muting method | |
JP2662077B2 (en) | A / D converter | |
JP2008089791A (en) | Audio signal processor | |
JP2013157853A (en) | Integrator, digital-analog conversion circuit and audio output system | |
JP2002076901A (en) | Modulator of mixed type of δ and δς modulations, and d/a and a/d converters of oversampling-type | |
JP2008249971A (en) | Speech signal processor, speech signal processing method and program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150130 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150917 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150929 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151216 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160104 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5866215 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |