JP2020150483A - D / A conversion device, audio equipment, electronic musical instruments and D / A conversion method - Google Patents
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Abstract
【課題】ΔΣ変換して得られる出力信号を有効に活用し、ノイズシェープ効果を下げずにノイズを低減させる。【解決手段】順次入力されるデータに対してΔΣ演算を実行するΔΣモジュレータ15Aと、ΔΣモジュレータ15Aの演算結果に応じたPWM(パルス幅変調)信号を発生する出力部15Cと、ΔΣモジュレータ15Aの演算結果が特定の値が連続したものであることを検出するシフトレジスタ部15Bと、シフトレジスタ部15BでΔΣ演算回路の演算結果が特定の値が連続したものであった場合、出力部15Cにより連続した周期に対応した整数倍の周期のPWM信号を発生させる制御回路(92F〜92H,93〜96)とを備える。【選択図】 図1An object of the present invention is to effectively utilize an output signal obtained by delta-sigma conversion and reduce noise without reducing the noise shaping effect. SOLUTION: A ΔΣ modulator 15A that performs ΔΣ calculation on sequentially input data, an output section 15C that generates a PWM (pulse width modulation) signal according to the calculation result of the ΔΣ modulator 15A, and a ΔΣ modulator 15A. The shift register unit 15B detects that the operation result is a series of specific values, and if the operation result of the ΔΣ operation circuit in the shift register unit 15B is a series of specific values, the output unit 15C A control circuit (92F to 92H, 93 to 96) for generating a PWM signal with a period of an integral multiple corresponding to the continuous period. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、D/A変換装置、音響機器、電子楽器及びD/A変換方法に関する。 The present invention relates to a D / A conversion device, an audio device, an electronic musical instrument, and a D / A conversion method.
例えば、電子楽器の出力段に設けられるD/A変換部において、オーバーサンプリングしたデジタル値のオーディオデータをΔΣ変換して得られる信号出力のパルス幅は、後段のアナログ積分器により再量子化雑音が除去されて、ローパスフィルタでD/A変換を行なうための電圧信号に変換される。この電圧信号の時間軸方向の精度は、変換精度に直結するために、高い精度が求められる。 For example, in the D / A conversion unit provided in the output stage of an electronic musical instrument, the pulse width of the signal output obtained by ΔΣ conversion of the oversampled digital value audio data is requantized by the analog integrator in the subsequent stage. It is removed and converted into a voltage signal for D / A conversion with a low-pass filter. The accuracy of this voltage signal in the time axis direction is directly linked to the conversion accuracy, so that high accuracy is required.
D/A変換部においては、一般にPLL(位相同期ループ)回路と水晶発振子を用いた構成クロック発生部を有するもので、これらPLL回路や水晶発振子のジッター成分が、上述した理由からノイズとなって音質を劣化させる要因となる。 The D / A conversion unit generally has a configuration clock generation unit using a PLL (phase-locked loop) circuit and a crystal oscillator, and the jitter component of these PLL circuits and the crystal oscillator causes noise for the reason described above. It becomes a factor that deteriorates the sound quality.
ジッターは、発振周波数の周期に対して一定の割合で変動する成分が多いことが知られている。そのジッター成分の最大値の時間は、発信周波数を分周したとしても、デジタル回路の性質上、変わることがない。したがって、分周する割合を大きくし、より低速にすれば、そのクロックのジッターの比率が小さくなり、信号のノイズが低減することになる。これはすなわち、パルスを長い周期とすることで、一定のジッター成分の割合が小さくなり、相対的にノイズの成分が低減することを意味する。 It is known that jitter has many components that fluctuate at a constant rate with respect to the period of oscillation frequency. The time of the maximum value of the jitter component does not change due to the nature of the digital circuit even if the transmission frequency is divided. Therefore, if the frequency division ratio is increased and the speed is lowered, the jitter ratio of the clock becomes smaller and the noise of the signal is reduced. This means that by making the pulse a long period, the proportion of the constant jitter component becomes small, and the noise component is relatively reduced.
しかしながら一方で、デジタル値のオーディオデータをΔΣ変換する際には、ノイズシェーピング効果をより高めるために、動作周波数を高める必要がある。 However, on the other hand, when converting digital value audio data into ΔΣ, it is necessary to increase the operating frequency in order to further enhance the noise shaping effect.
このように相反する要求から、ΔΣ変換を行なう際の動作周波数を、デジタルオーディオデータのサンプリング周波数Fsの何倍に設定するのかを決定することが困難な要因となっている。 From such contradictory requirements, it is a difficult factor to determine how many times the operating frequency when performing delta-sigma conversion is set to the sampling frequency Fs of digital audio data.
この種のオーバーサンプリング及びノイズシェーピングを利用したDA変換装置において、ノイズやジッターの影響が少ない高精度のアナログ出力を得るための技術が提案されている。(例えば、特許文献1) In a DA conversion device using this type of oversampling and noise shaping, a technique for obtaining a highly accurate analog output that is less affected by noise and jitter has been proposed. (For example, Patent Document 1)
前記特許文献に記載された技術を含めて、D/A変換時に得られるアナログ信号中のノイズを確実に低減させることが可能な技術が模索されていた。 Including the techniques described in the patent documents, there has been a search for a technique capable of reliably reducing noise in an analog signal obtained during D / A conversion.
本発明は前記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ΔΣ変換で得られる出力信号を有効に活用し、ノイズシェーピングの効果を下げることなくノイズを低減させることが可能なD/A変換装置、音響機器、電子楽器及びD/A変換方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to effectively utilize the output signal obtained by ΔΣ conversion and reduce noise without reducing the effect of noise shaping. It is an object of the present invention to provide a possible D / A conversion device, audio equipment, electronic musical instrument, and D / A conversion method.
本発明の一態様は、順次入力されるデータに対してΔΣ演算を実行するΔΣ演算回路と、前記ΔΣ演算回路の演算結果により特定の値が連続するか否かを検出する検出回路と、前記検出回路により前記特定の値が連続しないこと検出した場合に、ΔΣ演算周期を示す第1のPWM周期でPWM信号を発生し、前記検出回路により前記特定の値が連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期より長い周期でPWM信号を発生するPWM信号発生回路と、を備える。 One aspect of the present invention includes a ΔΣ calculation circuit that executes a ΔΣ calculation on sequentially input data, a detection circuit that detects whether or not a specific value is continuous based on the calculation result of the ΔΣ calculation circuit, and the above. When the detection circuit detects that the specific values are not continuous, a PWM signal is generated in the first PWM cycle indicating the ΔΣ calculation cycle, and the detection circuit detects that the specific values are continuous. A PWM signal generation circuit that generates a PWM signal at a cycle longer than that of the first PWM cycle.
本発明によれば、ΔΣ変換で得られる出力信号を有効に活用し、ノイズシェーピングの効果を下げることなくノイズを低減させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to effectively utilize the output signal obtained by the ΔΣ conversion and reduce noise without reducing the effect of noise shaping.
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係るD/A変換装置(DAC)を用いた電子楽器全体の構成を示すブロック図である。同図において、例えば鍵盤等で構成される操作部11での操作信号が、LSIチップCH1のCPU12に入力される。CPU12は、LSIチップCH1内でバスB1を介して、この電子楽器用の動作プログラムや定型データ等を記憶したROM13、操作された内容に対応したデジタル音声データを発生する音源部14、及びDAC15と接続される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an entire electronic musical instrument using the D / A conversion device (DAC) according to the present embodiment. In the figure, for example, an operation signal in the operation unit 11 composed of a keyboard or the like is input to the CPU 12 of the LSI chip CH1. The CPU 12 includes a ROM 13 that stores an operation program for an electronic musical instrument, standard data, and the like in the LSI chip CH1 via a bus B1, a sound source unit 14 that generates digital audio data corresponding to the operated contents, and a DAC 15. Be connected.
さらにLSIチップCH1内には、水晶発振器(Xtal)16及びPLL17が設けられる。水晶発振器16は、LSIチップCH1に外付けされた水晶振動子CU1に一定の電圧を印加して、基準となる第1のクロックであるクロックclk-xtalを発振し、LSIチップCH1内の各回路及びPLL17へ供給する。 Further, a crystal oscillator (Xtal) 16 and a PLL 17 are provided in the LSI chip CH1. The crystal oscillator 16 applies a constant voltage to the crystal oscillator CU1 externally attached to the LSI chip CH1 to oscillate the clock clk-xtal, which is the reference first clock, and each circuit in the LSI chip CH1. And supply to PLL17.
PLL17は、クロックclk-xtalを受けて、より高い周波数の第2のクロックであるクロックclk-pllを発振し、前記LSIチップCH1内の各回路へ供給する。 The PLL 17 receives the clock clk-xtal, oscillates the clock clk-pll, which is a second clock with a higher frequency, and supplies the clock clk-pll to each circuit in the LSI chip CH1.
CPU12は、操作部11から受けた操作信号に応じて音源部14に音程、音量などのパラメータを送信する。これを受けた音源部14が、対応するデジタル音声データをDAC15へ出力する。 The CPU 12 transmits parameters such as pitch and volume to the sound source unit 14 according to the operation signal received from the operation unit 11. Upon receiving this, the sound source unit 14 outputs the corresponding digital audio data to the DAC 15.
DAC15は、ΔΣモジュレータ15A、シフトレジスタ部15B、出力部15C、Dフリップフロップ(DF/F)15Dを有する。 The DAC 15 has a ΔΣ modulator 15A, a shift register unit 15B, an output unit 15C, and a D flip-flop (DF / F) 15D.
ΔΣモジュレータ15Aは、音源部14から入力されたデジタル音声データを受信し、PLL17からのクロックclk-pllに基づいてΔΣ変調し、その演算結果である量子化データをシフトレジスタ部15Bに出力する。 The ΔΣ modulator 15A receives the digital audio data input from the sound source unit 14, performs ΔΣ modulation based on the clock clk-pll from the PLL 17, and outputs the quantization data as the calculation result to the shift register unit 15B.
シフトレジスタ部15Bは、ΔΣモジュレータ15Aからの量子化データを内部のシフトレジスタによりクロックclk-pllの8クロック分だけ遅延させて出力部15Cに出力する過程で、予め設定された同一データ、例えばデューティ比が50[%]となるデータが連続しているか否かを判定し、その判定結果を合わせて出力部15Cへ送出する。 The shift register unit 15B delays the quantization data from the ΔΣ modulator 15A by 8 clocks of the clock clk-pll by the internal shift register and outputs the same data to the output unit 15C, for example, duty. It is determined whether or not the data having a ratio of 50 [%] is continuous, and the determination result is combined and sent to the output unit 15C.
出力部15Cは、入力される量子化データと判定結果とに応じた平衡型のPWM信号を発生して、Dフリップフロップ15Dへ出力する。 The output unit 15C generates a balanced PWM signal according to the input quantization data and the determination result, and outputs the balanced PWM signal to the D flip-flop 15D.
Dフリップフロップ15Dは、出力部15Cの出力する平衡型のPWM信号を、PLL17からのクロックclk-pllに基づいて波形整形した後に、LSIチップCH1外のローパスフィルタ18に出力する。 The D flip-flop 15D outputs the balanced PWM signal output by the output unit 15C to the low-pass filter 18 outside the LSI chip CH1 after waveform shaping based on the clock clk-pll from the PLL 17.
ローパスフィルタ18は、例えば図示する如く直列RC回路を用い、与えられたPWM信号をアナログ音声信号に変換してアンプ(amp)19へ出力する。アンプ19は、後述するように、差動アンプを用いることが望ましい。アンプ19として差動アンプを用いる場合、平衡型の信号に対応して、実際には2系統の直列RC回路が設けられる。 The low-pass filter 18 uses, for example, a series RC circuit as shown in the figure, converts a given PWM signal into an analog audio signal, and outputs the signal to the amplifier (amp) 19. As the amplifier 19, it is desirable to use a differential amplifier as described later. When a differential amplifier is used as the amplifier 19, actually two series RC circuits are provided corresponding to the balanced signal.
アンプ19で適宜増幅率により増幅されたアナログ音声信号により、スピーカ20が拡声駆動されて、放音される。 The speaker 20 is loudened and emitted by the analog audio signal appropriately amplified by the amplifier 19 at the amplification factor.
図2は、PLL17が発振するクロックclk-pll(図2(A))、及び出力部15Cで作成されるPWM信号(図2(B)〜図2(D))の関係を例示する図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the clock clk-pll oscillated by the PLL 17 (FIG. 2 (A)) and the PWM signal (FIGS. 2 (B) to 2 (D)) created by the output unit 15C. is there.
クロックclk-pllの8クロック分を演算の1周期として、出力部15CがPWM信号を出力するように動作するものとする。 It is assumed that the output unit 15C operates so as to output a PWM signal, with eight clocks of the clock clk-pll as one cycle of calculation.
出力部15Cが発生するPWM信号を図2(B)〜図2(D)に例示している。 The PWM signals generated by the output unit 15C are illustrated in FIGS. 2 (B) to 2 (D).
図2(B)は、PWM信号の“H”区間が、クロックclk-pllの8周期分一杯の時間幅を有する場合を示している。 FIG. 2B shows a case where the “H” section of the PWM signal has a time width that is one full of eight cycles of the clock clk-pll.
同様に、図2(C)、図2(D)は、PWM信号の“H”区間が、クロックclk-pllの6周期分、4周期分の時間幅を有する場合を示している。 Similarly, FIGS. 2C and 2D show a case where the “H” section of the PWM signal has a time width of 6 cycles and 4 cycles of the clock clk-pll.
これらに示すように、PWM信号の最小変化幅は、その立上がりタイミング、立下りタイミング共にクロックclk-pllの1周期分を単位として、時間的に対称となる。1周期8クロック分により、5段階の信号レベルを表現できる。 As shown in these, the minimum change width of the PWM signal is symmetrical in time with one cycle of the clock clk-pll as a unit for both the rising timing and the falling timing. A signal level of 5 levels can be expressed by 8 clocks in one cycle.
PWM信号のデューティ比が50[%]である場合、音声信号として表現する内容は「0」、すなわち無音を示すものとなる。 When the duty ratio of the PWM signal is 50 [%], the content expressed as an audio signal is "0", that is, it indicates silence.
例えば、ΔΣモジュレータ15Aが音源のサンプリング周波数Fsの32倍のオーバーサンプリング周波数で動作している場合であれば、ΔΣモジュレータ15Aの出力をPWM化する出力部15Cは、サンプリング周波数Fsの「1/32」より大きい範囲で、出力するPWM信号の周期を延長することができる。 For example, if the ΔΣ modulator 15A is operating at an oversampling frequency 32 times the sampling frequency Fs of the sound source, the output unit 15C that PWMs the output of the ΔΣ modulator 15A is “1/32” of the sampling frequency Fs. The period of the output PWM signal can be extended in a range larger than that.
図3は、クロックclk-pllと、出力部15Cが出力するPWM信号の波形を示すタイミングチャートである。 FIG. 3 is a timing chart showing the waveforms of the clock clk-pll and the PWM signal output by the output unit 15C.
図3(A)に示すように、PLL17の出力するクロックclk-pllの8周期分をΔΣモジュレータ15Aが図3(B)に示すように基本の演算周期1周期分として動作するものとする。 As shown in FIG. 3 (A), it is assumed that the ΔΣ modulator 15A operates as one basic calculation cycle as shown in FIG. 3 (B) for eight cycles of the clock clk-pll output by the PLL 17.
また、音源部14からDAC15に入力されるデジタル音声データが、時間的に連続して、無音を示す内容「0」であった場合、それを検出するシフトレジスタ部15Bからの一致判定信号に基づいて、出力部15Cは図3(C)に示すような基本周期の2倍となるクロックclk-pllの16周期分、図3(D)に示すような基本周期の4倍となるクロックclk-pllの32周期分、図3(E)に示すような基本周期の8倍となるクロックclk-pllの64周期分のPWM信号を出力する。 Further, when the digital audio data input from the sound source unit 14 to the DAC 15 has a content "0" indicating silence continuously in time, it is based on a match determination signal from the shift register unit 15B that detects it. The output unit 15C has 16 cycles of the clock clk-pll, which is twice the basic cycle as shown in FIG. 3 (C), and the clock clk-, which is four times the basic cycle as shown in FIG. 3 (D). The PWM signal for 32 cycles of pll and 64 cycles of clock clk-pll, which is 8 times the basic cycle as shown in FIG. 3 (E), is output.
図4により、ΔΣモジュレータ15Aが有する演算回路の機能構成を示すブロック図について説明する。
同図でΔΣモジュレータ15Aは、減算器(−)41、加算器(+)42,44,46,47,51、遅延器(Z-1)43,48,52,54、乗算器45,49,50、及び量子化器53を含む。
A block diagram showing a functional configuration of an arithmetic circuit included in the ΔΣ modulator 15A will be described with reference to FIG.
In the figure, the ΔΣ modulator 15A includes a subtractor (-) 41, an adder (+) 42, 44, 46, 47, 51, a delay device (Z -1 ) 43, 48, 52, 54, and a multiplier 45, 49. , 50, and quantizer 53.
音源部14から入力されるデジタル音声データは、減算器41で量子化器53の出力を遅延する遅延器54の出力分だけ減算されて、その差分が加算器42へ出力される。加算器42は、自身の出力を遅延させる遅延器43の出力z0を加算して、その和を同遅延器43、加算器44、及び乗算器45へ出力する。 The digital voice data input from the sound source unit 14 is subtracted by the subtractor 41 by the output of the delayer 54 that delays the output of the quantizer 53, and the difference is output to the adder 42. The adder 42 adds the output z0 of the delayer 43 that delays its own output, and outputs the sum to the delayer 43, the adder 44, and the multiplier 45.
乗算器45は、加算器42の出力を乗数k0で乗算してその積を加算器46へ出力する。加算器46は、乗算器45の出力と乗算器49の出力とを加算して、その和を加算器47へ出力する。 The multiplier 45 multiplies the output of the adder 42 by a multiplier k0 and outputs the product to the adder 46. The adder 46 adds the output of the multiplier 45 and the output of the multiplier 49, and outputs the sum to the adder 47.
加算器47は、加算器46の出力と、自身の出力を遅延させる遅延器48の出力z1とを加算し、その和を同遅延器48、加算器44、及び乗算器50へ出力する。乗算器50は、加算器47の出力を乗数k1で乗算してその積を加算器51へ出力する。 The adder 47 adds the output of the adder 46 and the output z1 of the delayer 48 that delays its own output, and outputs the sum to the adder 48, the adder 44, and the multiplier 50. The multiplier 50 multiplies the output of the adder 47 by a multiplier k1 and outputs the product to the adder 51.
加算器51は、乗算器50の出力と、自身の出力を遅延させる遅延器52の出力z2とを加算し、その和を同遅延器52、加算器44、及び乗算器49へ出力する。乗算器49は、加算器51の出力を乗数a0で乗算してその積を加算器46へ出力する。 The adder 51 adds the output of the multiplier 50 and the output z2 of the delayer 52 that delays its own output, and outputs the sum to the delayer 52, the adder 44, and the multiplier 49. The multiplier 49 multiplies the output of the adder 51 by a multiplier a0 and outputs the product to the adder 46.
前記加算器44は、加算器42,47,51の各出力を加算し、その和を量子化器53へ出力して、量子化させる。そして、量子化器53の出力が、ΔΣモジュレータ15Aの出力として次段のシフトレジスタ部15Bへ出力されると共に、遅延器54へ出力される。遅延器54は、量子化器53の出力を遅延してその出力z3を減算器41に減数として与えることで、入力に対するネガティブフィードバックをかける。 The adder 44 adds the outputs of the adders 42, 47, and 51, outputs the sum to the quantizer 53, and quantizes the sum. Then, the output of the quantizer 53 is output to the shift register unit 15B of the next stage as the output of the ΔΣ modulator 15A, and is also output to the delay device 54. The delayer 54 delays the output of the quantizer 53 and gives the output z3 to the subtractor 41 as a subtraction to give negative feedback to the input.
eを量子化ノイズとした場合、量子化器53の出力yにおける量子化eの特性は以下の式に示すようになる。 When e is the quantization noise, the characteristics of the quantization e at the output y of the quantizer 53 are shown in the following equation.
図5は、前記数式のe(ノイズ)をグラフ化したノイズシェーピング周波数特性を示す図である。同図では横軸が角速度、縦軸がノイズの信号レベル(Quantization Noise)[dB]である。同図中、必要なノイズシェーピング量を−100[dB]とした場合、可聴帯域は角速度0.06(=1/16)程度の範囲となる。 FIG. 5 is a diagram showing a noise shaping frequency characteristic in which e (noise) of the above equation is graphed. In the figure, the horizontal axis is the angular velocity and the vertical axis is the noise signal level (Quantization Noise) [dB]. In the figure, when the required noise shaping amount is -100 [dB], the audible band is in the range of about 0.06 (= 1/16) angular velocity.
すなわち、デジタル音声データのサンプリング周波数Fsdに対し、ノイズシェーパーのサンプリングレートFspは約16倍程度必要となる。 That is, the sampling rate Fsp of the noise shaper is required to be about 16 times the sampling frequency Fsd of the digital voice data.
図6は、図4で示した演算回路の機能構成を、具体的なハードウェア回路で実行する場合を例示するブロック図である。
クロックclk-pllが制御部61に入力される。制御部61は、内部にクロックclk-pllをカウントするためのmカウンタ(mcnt)61Aを備えており、以下の各回路の制御、具体的にはレジスタのラッチイネーブル、セレクタの選択、パラメータの選択を行なう。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a case where the functional configuration of the arithmetic circuit shown in FIG. 4 is executed by a specific hardware circuit.
The clock clk-pll is input to the control unit 61. The control unit 61 internally includes an m counter (mcnt) 61A for counting the clock clk-pll, and controls each of the following circuits, specifically, register latch enable, selector selection, and parameter selection. To do.
ΔΣモジュレータ15Aは、前記制御部61の他に、レジスタ62,63、セレクタ64〜66、乗算器(MUL)67、加算器(ADD)68、パラメータ定数発生器69、量子化器70、及び遅延用のレジスタ71A〜71Dを有している。 In addition to the control unit 61, the ΔΣ modulator 15A includes registers 62, 63, selectors 64 to 66, a multiplier (MUL) 67, an adder (ADD) 68, a parameter constant generator 69, a quantizer 70, and a delay. Has registers 71A to 71D for use.
前段の音源部14からのデジタル音声データが、セレクタ66に入力される。セレクタ66にはまた、セレクタ65、乗算器67の各出力が入力され、制御部61に従って選択した1つの値を加算器68へ出力する。 The digital audio data from the sound source unit 14 in the previous stage is input to the selector 66. The outputs of the selector 65 and the multiplier 67 are also input to the selector 66, and one value selected according to the control unit 61 is output to the adder 68.
加算器68にはまた、レジスタ(AC)62の保持値が入力され、制御部61に従って加算した和を、図4の遅延器43,48,52,54で用いるレジスタ(z0〜z3)71A〜71D、及びセレクタ64へ出力する。 The holding value of the register (AC) 62 is also input to the adder 68, and the sum added according to the control unit 61 is added to the registers (z0 to z3) 71A to used in the delayers 43, 48, 52, 54 of FIG. Output to 71D and selector 64.
レジスタ71A〜71Dの保持値はセレクタ65に入力される。セレクタ65は、レジスタ71A〜71Dの各保持値中から一つを制御部61からの制御に従って選択し、選択した値をセレクタ66及び乗算器67へ出力する。 The holding values of the registers 71A to 71D are input to the selector 65. The selector 65 selects one of the holding values of the registers 71A to 71D according to the control from the control unit 61, and outputs the selected value to the selector 66 and the multiplier 67.
乗算器67は、セレクタ65の出力と、パラメータ定数発生器69から与えられる、パラメータ定数k0,k1,a0のいずれかを乗算し、その積をセレクタ66へ出力する。 The multiplier 67 multiplies the output of the selector 65 with any of the parameter constants k0, k1, and a0 given by the parameter constant generator 69, and outputs the product to the selector 66.
セレクタ64は、加算器68の出力と量子化器70(53)の出力の一方を、制御部61に従って選択し、レジスタ(AC)62に保持させる。レジスタ62の保持値は、量子化器70及び加算器68に読出される。 The selector 64 selects one of the output of the adder 68 and the output of the quantizer 70 (53) according to the control unit 61 and holds it in the register (AC) 62. The holding value of the register 62 is read out to the quantizer 70 and the adder 68.
そして、量子化器70の出力する、前記ΔΣ演算部15Bの演算結果が、セレクタ64へ送られる一方で、レジスタ(DR)63に保持され、その保持値が読出されて次段のシフトレジスタ部15Bへ出力される。 Then, the calculation result of the ΔΣ calculation unit 15B output by the quantizer 70 is sent to the selector 64, while being held in the register (DR) 63, the holding value is read out, and the shift register unit in the next stage is read. It is output to 15B.
図7は、図6のハードウェア回路で実行されるΔΣモジュレータ15Aでの演算処理の内容を、制御部61のmカウンタ61Aのカウント値と対応付けて示す図である。mカウンタ61Aは、ΔΣモジュレータ15Aの動作を制御する基本カウンタであり、「0」〜「7」の8カウント値を採り得る。 FIG. 7 is a diagram showing the contents of arithmetic processing by the ΔΣ modulator 15A executed by the hardware circuit of FIG. 6 in association with the count value of the m counter 61A of the control unit 61. The m counter 61A is a basic counter that controls the operation of the ΔΣ modulator 15A, and can take 8 count values of “0” to “7”.
mカウンタ61Aは、PWM周期毎にリセットされて「0」となり、以後クロックclk-pllにより「+1」ずつカウントアップして、最上値「7」となった後は、リセットされるまでの間、カウント値「7」を保持する。
前記mカウンタ61Aのカウント値が「7」である間は、リセット動作の待機状態となる。
The m counter 61A is reset every PWM cycle to become "0", then counts up by "+1" by the clock clk-pll, and after reaching the maximum value "7", until it is reset, until it is reset. Holds the count value "7".
While the count value of the m counter 61A is "7", the reset operation is in a standby state.
簡単に、mカウンタ61Aのカウント値「0」〜「7」に対応した、ΔΣモジュレータ15A内での制御部61による演算内容を説明する。 The operation contents by the control unit 61 in the ΔΣ modulator 15A corresponding to the count values “0” to “7” of the m counter 61A will be briefly described.
0:mカウンタ61Aをリセットして「0」とすると、レジスタ71Dの保持する遅延値z3をセレクタ65で選択させ、セレクタ65の選択結果と音源部14からの入力データとを順次セレクタ66で選択させる。各選択結果を加算器68で加算させ、その和出力をセレクタ64で選択させて、レジスタ62に保持させる。 0: When the m counter 61A is reset to "0", the delay value z3 held by the register 71D is selected by the selector 65, and the selection result of the selector 65 and the input data from the sound source unit 14 are sequentially selected by the selector 66. Let me. Each selection result is added by the adder 68, and the sum output thereof is selected by the selector 64 and held in the register 62.
加えて、レジスタ62の保持値を読出して量子化器70へ出力して量子化処理させ、その出力をレジスタ63を介して次段のシフトレジスタ部15Bへ出力させる。 In addition, the holding value of the register 62 is read out and output to the quantizer 70 for quantization processing, and the output is output to the shift register unit 15B of the next stage via the register 63.
1:レジスタ71Aの保持する遅延値z0をセレクタ65で選択させ、前記セレクタ65の選択結果をセレクタ66で選択させる。加算器68でセレクタ66の選択結果とレジスタ62の保持値を加算させ、その和出力を前記レジスタ71Aに保持させる。 1: The delay value z0 held by the register 71A is selected by the selector 65, and the selection result of the selector 65 is selected by the selector 66. The adder 68 adds the selection result of the selector 66 and the holding value of the register 62, and the sum output thereof is held in the register 71A.
加えて、量子化器70の出力を、セレクタ64、レジスタ62、加算器68を介してレジスタ71Dに保持させる。
2:レジスタ71Cの保持する遅延値z2をセレクタ65で選択させると共に、パラメータ定数発生器69にパラメータ定数a0を出力させて、それら2つの値を乗算器67で乗算させる。得られる積をセレクタ66、加算器68、セレクタ64を介してレジスタ62に保持させる。
In addition, the output of the quantizer 70 is held in the register 71D via the selector 64, the register 62, and the adder 68.
2: The delay value z2 held by the register 71C is selected by the selector 65, the parameter constant a0 is output to the parameter constant generator 69, and these two values are multiplied by the multiplier 67. The obtained product is held in the register 62 via the selector 66, the adder 68, and the selector 64.
3:レジスタ71Aの保持する遅延値z0をセレクタ65で選択させると共に、パラメータ定数発生器69にパラメータ定数k0を出力させて、それら2つの値を乗算器67で乗算させる。得られる積をセレクタ66で選択させると共に、レジスタ62の保持値を読出して加算器68へ出力させる。加算器68でこれら2つの値を加算させ、その和をセレクタ64を介してあらためてレジスタ62に保持させる。 3: The delay value z0 held by the register 71A is selected by the selector 65, the parameter constant k0 is output to the parameter constant generator 69, and these two values are multiplied by the multiplier 67. The product to be obtained is selected by the selector 66, and the holding value of the register 62 is read out and output to the adder 68. The adder 68 adds these two values, and the sum of them is held in the register 62 again via the selector 64.
4:レジスタ71Bの保持する遅延値z1をセレクタ65,66で選択させて加算器68へ出力させると共に、レジスタ62の保持値を読出して加算器68へ出力させる。加算器68でこれら2つの値を加算させ、その和をあらためてレジスタ71Bに保持させる。 4: The delay value z1 held by the register 71B is selected by the selectors 65 and 66 and output to the adder 68, and the holding value of the register 62 is read and output to the adder 68. The adder 68 adds these two values, and the sum of them is held in the register 71B again.
5:レジスタ71Bの保持する遅延値z1をセレクタ65で選択させると共に、パラメータ定数発生器69にパラメータ定数k1を出力させて、それら2つの値を乗算器67で乗算させる。得られる積をセレクタ66、加算器68、セレクタ64を介してレジスタ62に保持させる。 5: The delay value z1 held by the register 71B is selected by the selector 65, the parameter constant k1 is output to the parameter constant generator 69, and these two values are multiplied by the multiplier 67. The obtained product is held in the register 62 via the selector 66, the adder 68, and the selector 64.
6:レジスタ71Cの保持する遅延値z2をセレクタ65,66で選択させて加算器68へ出力させると共に、レジスタ62の保持値を読出して加算器68へ出力させる。加算器68でこれら2つの値を加算させ、その和をあらためてレジスタ71Cに保持させる。 6: The delay value z2 held by the register 71C is selected by the selectors 65 and 66 and output to the adder 68, and the holding value of the register 62 is read and output to the adder 68. The adder 68 adds these two values, and the sum of them is held in the register 71C again.
7:レジスタ71A〜71Cの保持する遅延値z0〜z2を順次セレクタ65,66で選択させて、シリアルに加算器68へ出力させる。加算器68でこれら3つの値を加算させ、その和をセレクタ64を介してレジスタ62に保持させる。 7: The delay values z0 to z2 held by the registers 71A to 71C are sequentially selected by the selectors 65 and 66, and are serially output to the adder 68. The adder 68 adds these three values, and the sum is held in the register 62 via the selector 64.
このように、PWM周期毎にリセットされ、クロックclk-pllによりカウント動作するmカウンタ61Aのカウント値mcntに応じて、上述したようにΔΣ演算処理が実行される。 In this way, the ΔΣ calculation process is executed as described above according to the count value mctnt of the m counter 61A, which is reset every PWM cycle and counts by the clock clk-pll.
図8は、ΔΣモジュレータ15Aの出力を遅延するシフトレジスタ部15Bの具体的な回路構成を示すブロック図である。 FIG. 8 is a block diagram showing a specific circuit configuration of the shift register unit 15B that delays the output of the ΔΣ modulator 15A.
シフトレジスタ部15Bは、8段の3ビットDフリップフロップ81A〜81Hで構成されるシフトレジスタと、0比較器82〜84とを有する。ΔΣモジュレータ15Aの出力が、Dフリップフロップ81A〜81Hを介して後段の出力部15Cへ出力される。Dフリップフロップ81A〜81HにはΔΣモジュレータ15AからΔΣサイクルクロックが動作クロックとして供給されている。 The shift register unit 15B has a shift register composed of eight stages of 3-bit D flip-flops 81A to 81H, and 0 comparators 82 to 84. The output of the ΔΣ modulator 15A is output to the output unit 15C of the subsequent stage via the D flip-flops 81A to 81H. A ΔΣ cycle clock is supplied from the ΔΣ modulator 15A to the D flip-flops 81A to 81H as an operating clock.
シフトレジスタを構成する8段のDフリップフロップ81A〜81Hの各出力が0比較器82に出力される。さらに、後方の4段のDフリップフロップ81E〜81Hの各出力が0比較器83に出力される。加えて、最後段の2段のDフリップフロップ81G,81Hの各出力が0比較器84に出力される。 The outputs of the eight-stage D flip-flops 81A to 81H constituting the shift register are output to the 0 comparator 82. Further, each output of the rear four-stage D flip-flops 81E to 81H is output to the 0 comparator 83. In addition, the outputs of the last two-stage D flip-flops 81G and 81H are output to the 0 comparator 84.
0比較器82は、Dフリップフロップ81A〜81Hの出力がいずれも「0」であった場合に8値一致信号を出力部15Cへ出力する。同様に、0比較器83は、Dフリップフロップ81E〜81Hの出力がいずれも「0」であった場合に4値一致信号を出力部15Cへ出力する。0比較器84は、Dフリップフロップ81G,81Hの出力がいずれも「0」であった場合に2値一致信号を出力部15Cへ出力する。 The 0 comparator 82 outputs an 8-value matching signal to the output unit 15C when the outputs of the D flip-flops 81A to 81H are all “0”. Similarly, the 0 comparator 83 outputs a four-value matching signal to the output unit 15C when the outputs of the D flip-flops 81E to 81H are all “0”. The 0 comparator 84 outputs a binary match signal to the output unit 15C when the outputs of the D flip-flops 81G and 81H are both “0”.
なお、シフトレジスタ部15Bにおいて、前述した8段のDフリップフロップ81A〜81Hからなるシフトレジスタを有することで、信号伝送の過程ではPWM周期8周期分の遅延が発生する。 In addition, since the shift register unit 15B has the shift register composed of the above-mentioned eight-stage D flip-flops 81A to 81H, a delay of eight PWM cycles occurs in the process of signal transmission.
しかしながら、本実施形態では、32倍程度のオーバーサンプリングしたオーディオデータを取扱うことを前提としており、例えば基本となるサンプリング周波数が44.1[KHz]で32倍のオーバーサンプリングを行なったオーディオデータの場合、約5.67[μ秒](=1/(44.1×103×(32/8)))の遅延が発生することになり、人間の知覚には影響しない、非常に微小な時間であるため、実用上は何ら不具合を生じない。 However, in this embodiment, it is premised that oversampled audio data of about 32 times is handled. For example, in the case of audio data oversampled 32 times at a basic sampling frequency of 44.1 [KHz]. , Approximately 5.67 [μsec] (= 1 / (44.1 × 10 3 × (32/8))) delay will occur, which does not affect human perception, and is a very minute time. Therefore, no problem occurs in practical use.
図9は、出力部15CとDフリップフロップ15Dの具体的なハードウェア回路の構成を示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram showing a specific hardware circuit configuration of the output unit 15C and the D flip-flop 15D.
出力部15Cは、クロックclk-xtalによりカウント動作するnカウンタ91、nカウンタ91のカウント値をデコードするデコーダ92A〜92Hと、第1セレクタ93、第2セレクタ94、第3セレクタ95、及び第4セレクタ96を有する。 The output unit 15C includes n-counters 91 that count by the clock clk-xtal, decoders 92A to 92H that decode the count values of the n-counters 91, and first selector 93, second selector 94, third selector 95, and fourth selector. It has a selector 96.
デコーダ92A〜92Eは、nカウンタ91のカウント値に基づいて、通常のPWM周期でそれぞれパルス幅が0[%]、25[%]、50[%]、75[%]、100[%]のパルス信号を第1セレクタ93に出力する。 The decoders 92A to 92E have pulse widths of 0 [%], 25 [%], 50 [%], 75 [%], and 100 [%], respectively, in a normal PWM cycle based on the count value of the n counter 91. The pulse signal is output to the first selector 93.
デコーダ92Fは、nカウンタ91のカウント値に基づいて、通常のPWM周期の2倍の周期でパルス幅が50[%]のパルス信号を第2セレクタ94に出力する。 The decoder 92F outputs a pulse signal having a pulse width of 50 [%] to the second selector 94 in a cycle twice the normal PWM cycle based on the count value of the n counter 91.
デコーダ92Gは、nカウンタ91のカウント値に基づいて、通常のPWM周期の4倍の周期でパルス幅が50[%]のパルス信号を第3セレクタ95に出力する。 The decoder 92G outputs a pulse signal having a pulse width of 50 [%] to the third selector 95 at a cycle four times the normal PWM cycle based on the count value of the n counter 91.
デコーダ92Hは、nカウンタ91のカウント値に基づいて、通常のPWM周期の8倍の周期でパルス幅が50[%]のパルス信号を第4セレクタ96に出力する。 The decoder 92H outputs a pulse signal having a pulse width of 50 [%] to the fourth selector 96 at a cycle eight times the normal PWM cycle based on the count value of the n counter 91.
第1セレクタ93は、ラッチタイミングで与えられるFIFO信号に応じて、デコーダ92A〜92Eの出力するパルス信号のいずれかを選択し、第2セレクタ94へ出力する。 The first selector 93 selects one of the pulse signals output by the decoders 92A to 92E according to the FIFO signal given at the latch timing, and outputs the pulse signal to the second selector 94.
第2セレクタ94は、前段のシフトレジスタ部15Bからの2値一致信号があった場合に、デコーダ92Fが出力する2倍周期のパルス幅が50[%]のパルス信号を選択し、また2値一致信号がなかった場合に、第1セレクタ93が出力する通常周期のパルス信号を選択して、第3セレクタ95へ出力する。 The second selector 94 selects a pulse signal having a double-period pulse width of 50 [%] output by the decoder 92F when there is a binary match signal from the shift register unit 15B in the previous stage, and the binary selector 94. When there is no matching signal, the pulse signal of the normal cycle output by the first selector 93 is selected and output to the third selector 95.
第3セレクタ95は、前段のシフトレジスタ部15Bからの4値一致信号があった場合に、デコーダ92Gが出力する4倍周期のパルス幅が50[%]のパルス信号を選択し、また4値一致信号がなかった場合に、第2セレクタ94での選択出力であるパルス信号を選択して、第4セレクタ96へ出力する。 The third selector 95 selects a pulse signal having a pulse width of 50 [%] with a quadruple cycle output by the decoder 92G when there is a quadrature matching signal from the shift register unit 15B in the previous stage, and also quadrature. When there is no matching signal, the pulse signal which is the selection output in the second selector 94 is selected and output to the fourth selector 96.
第4セレクタ96は、前段のシフトレジスタ部15Bからの8値一致信号があった場合に、デコーダ92Hが出力する8倍周期のパルス幅が50[%]のパルス信号を選択し、また8値一致信号がなかった場合に、第3セレクタ95での選択出力であるパルス信号を選択して、その正転信号をDフリップフロップ97に、反転信号をDフリップフロップ98に出力する。 The fourth selector 96 selects a pulse signal having an 8-fold cycle pulse width of 50 [%] output by the decoder 92H when there is an 8-value matching signal from the shift register unit 15B in the previous stage, and also has 8-values. When there is no matching signal, the pulse signal, which is the selection output of the third selector 95, is selected, and the forward rotation signal is output to the D flip-flop 97 and the reverse rotation signal is output to the D flip-flop 98.
Dフリップフロップ97,98は、平衡型の出力を得るべく2段化されてDフリップフロップ15Dを構成するものであり、共にクロックclk_pllで第4セレクタ96の出力をラッチし、正極出力及び負極出力とする。 The D flip-flops 97 and 98 are two-staged to obtain a balanced output to form the D flip-flop 15D, and both latch the output of the fourth selector 96 with the clock clk_pll to obtain the positive electrode output and the negative electrode output. And.
前述したシフトレジスタ部15Bと出力部15Cの構成において、まず、ΔΣモジュレータ15Aの出力を、通常のPWM周期の8周期分遅延させるシフトレジスタ部15Bにおいて、0比較器82〜84により、特定の信号、ここでは無音を示す「0」が8回または4回または2回連続しているかどうかを一致検出し、一致が検出された場合に一致信号をDAC15へ出力する。 In the configuration of the shift register unit 15B and the output unit 15C described above, first, in the shift register unit 15B that delays the output of the ΔΣ modulator 15A by 8 cycles of the normal PWM cycle, a specific signal is used by the 0 comparators 82 to 84. Here, a match is detected whether or not "0" indicating silence is continuous eight times, four times, or two times, and if a match is detected, a match signal is output to the DAC15.
出力部15Cでは、ΔΣ演算結果として無音が連続していない場合には、通常のPWM周期に従ってデコーダ92A〜92Eのいずれかの信号を第1セレクタ93により選択させ、第2セレクタ94、第3セレクタ95、第4セレクタ96を介してDフリップフロップ15Dへ出力するよう動作する。 In the output unit 15C, when silence is not continuous as a result of the ΔΣ calculation, any signal of the decoders 92A to 92E is selected by the first selector 93 according to a normal PWM cycle, and the second selector 94 and the third selector are selected. It operates to output to the D flip-flop 15D via 95 and the fourth selector 96.
一方で、ΔΣ演算結果として無音が連続する場合には、その連続している度合いに応じて、シフトレジスタ部15Bで、0比較器84による2値一致信号、0比較器83による4値一致信号、0比較器82による8値一致信号が出力される。 On the other hand, when the silence is continuous as a result of the ΔΣ calculation, the shift register unit 15B has a binary matching signal by the 0 comparator 84 and a quadrature matching signal by the 0 comparator 83, depending on the degree of continuity. , 0 Comparator 82 outputs an 8-value match signal.
出力部15Cにおいては、無音が連続する期間がより長い場合を優先して選択するようにセレクタ93〜96を構成しており、ΔΣ演算結果により無音が連続する場合に、その長さに応じて図3(C)〜図3(E)で示した、通常のPWM周期の2周期分または4周期分または8周期分のデューティ比50[%]のPWM信号が、無音を示す「0」に相当する信号として選択されて、Dフリップフロップ15Dに出力される。 In the output unit 15C, selectors 93 to 96 are configured so as to preferentially select a case where the period of continuous silence is longer, and when silence is continuous according to the ΔΣ calculation result, the length is increased. The PWM signal with a duty ratio of 50 [%] for 2 cycles, 4 cycles, or 8 cycles of the normal PWM cycle shown in FIGS. 3 (C) to 3 (E) becomes "0" indicating silence. It is selected as the corresponding signal and output to the D flip-flop 15D.
Dフリップフロップ15Dにおいて、クロックclk-pllにより音源部14の選択出力をラッチする過程でそれぞれ波形整形し、平衡型の正極出力及び負極出力として出力する。 In the D flip-flop 15D, the waveforms are shaped in the process of latching the selective output of the sound source unit 14 by the clock clk-pll, and output as a balanced positive electrode output and a negative electrode output, respectively.
これらDフリップフロップ15Dの出力が、それぞれローパスフィルタ18を介してアナログ音声信号としてアンプ19へ出力される。アンプ19は、前述した如く差動アンプで構成され、正転信号と反転信号の差分に応じて、与えられる増幅率によりアナログ音声信号を増幅し、スピーカ20により放音させる。 The outputs of these D flip-flops 15D are each output to the amplifier 19 as analog audio signals via the low-pass filter 18. The amplifier 19 is composed of a differential amplifier as described above, and amplifies the analog audio signal at a given amplification factor according to the difference between the forward rotation signal and the reverse rotation signal, and emits sound from the speaker 20.
一連のデジタル処理や配線伝送路で信号に重畳するノイズ成分は、正転信号と反転信号に同様に重畳される成分が多く、アンプ19を差動アンプで構成することにより信号の差分のみを増幅することで、同相のノイズ成分を相殺して除去することができる。 Many of the noise components superimposed on the signal in a series of digital processing and wiring transmission lines are similarly superimposed on the forward and reverse signals, and by configuring the amplifier 19 with a differential amplifier, only the signal difference is amplified. By doing so, the noise components of the same phase can be canceled out and removed.
以上詳述した如く本実施形態によれば、ΔΣ変換して得られる出力信号を有効に活用し、所定のΔΣ変換結果が連続する場合に、ノイズシェーピングの効果を下げることなくノイズを低減させることが可能となる。 As described in detail above, according to the present embodiment, the output signal obtained by delta-sigma conversion is effectively utilized, and when a predetermined delta-sigma conversion result is continuous, noise is reduced without reducing the effect of noise shaping. Is possible.
また本実施形態では、所定のΔΣ変換結果が連続する場合に、その連続する度合いに応じた複数の周期、例えば2周期、4周期、8周期のPWM信号の中から適切なものを発生させるようにしたので、信号の内容に適応して効率的にノイズを低減させることが可能となる。 Further, in the present embodiment, when a predetermined ΔΣ conversion result is continuous, an appropriate one is generated from a plurality of cycles, for example, 2 cycles, 4 cycles, and 8 cycles, depending on the degree of continuity. Therefore, it is possible to efficiently reduce noise by adapting to the content of the signal.
より具体的には、標準となるPWM周期に対して、2周期のPWM信号とした場合に約−3[dB]、4周期のPWM信号とした場合に約−6[dB]、8周期のPWM信号とした場合に約−9[dB]のノイズ低減効果が実験により得られたことを付記しておく。 More specifically, with respect to the standard PWM cycle, about -3 [dB] when the PWM signal is 2 cycles, about -6 [dB] when the PWM signal is 4 cycles, and 8 cycles. It should be added that a noise reduction effect of about -9 [dB] was obtained by the experiment when it was used as a PWM signal.
なお、本願発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、前記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 The invention of the present application is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified at the implementation stage without departing from the gist thereof. In addition, each embodiment may be carried out in combination as appropriate as possible, in which case the combined effect can be obtained. Further, the embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by an appropriate combination in a plurality of disclosed constitutional requirements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problems described in the problem column to be solved by the invention can be solved, and the effects described in the effect column of the invention can be solved. If is obtained, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[請求項1]
順次入力されるデータに対してΔΣ演算を実行するΔΣ演算回路と、
前記ΔΣ演算回路の演算結果により特定の値が連続するか否かを検出する検出回路と、
前記検出回路により前記特定の値が連続しないこと検出した場合に、ΔΣ演算周期を示す第1のPWM周期でPWM信号を発生し、前記検出回路により前記特定の値が連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期より長い周期でPWM信号を発生するPWM信号発生回路と、
を備えるD/A変換装置。
[請求項2]
PWM信号発生回路は、前記特定の値が2回連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期の2倍長の第2のPWM周期でPWM信号を発生させる、
請求項1に記載のD/A変換装置。
[請求項3]
PWM信号発生回路は、前記特定の値が4回連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期の4倍長の第3のPWM周期でPWM信号を発生させる、
請求項1または2に記載のD/A変換装置。
[請求項4]
PWM信号発生回路は、前記特定の値が8回連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期の8倍長の第4のPWM周期でPWM信号を発生させる、
請求項1から3のいずれかに記載のD/A変換装置。
[請求項5]
前記特定の値は、0を示す値である、
請求項1から4のいずれかに記載のD/A変換装置。
[請求項6]
請求項1から5のいずれかに記載のD/A変換装置と、
前記D/A変換装置により発生された前記PWM信号に基づいて発音するスピーカと、
を備える音響機器。
[請求項7]
請求項1から5のいずれかに記載のD/A変換装置と、
音高を指定するための操作子と、
前記操作子へのユーザ操作に応じて前記D/A変換装置により発生された前記PWM信号に基づいて発音するスピーカと、
を備える電子楽器。
[請求項8]
電子楽器のコンピュータに、
順次入力されるデータに対してΔΣ演算を実行させ、
前記ΔΣ演算の結果により特定の値が連続するか否かを検出させ、
前記特定の値が連続しないこと検出した場合に、ΔΣ演算周期を示す第1のPWM周期でPWM信号を発生させ、前記検出により前記特定の値が連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期より長い周期でPWM信号を発生させる、
D/A変換方法。
Hereinafter, the inventions described in the claims of the original application of the present application will be added.
[Claim 1]
A delta-sigma operation circuit that executes delta-sigma operations on sequentially input data,
A detection circuit that detects whether or not a specific value is continuous based on the calculation result of the ΔΣ calculation circuit, and
When the detection circuit detects that the specific values are not continuous, a PWM signal is generated in the first PWM cycle indicating the ΔΣ calculation cycle, and the detection circuit detects that the specific values are continuous. In addition, a PWM signal generation circuit that generates a PWM signal in a cycle longer than the first PWM cycle,
A D / A conversion device including.
[Claim 2]
When the PWM signal generation circuit detects that the specific value is continuous twice, it generates a PWM signal in a second PWM cycle that is twice as long as the first PWM cycle.
The D / A conversion device according to claim 1.
[Claim 3]
When the PWM signal generation circuit detects that the specific value is continuous four times, it generates a PWM signal in a third PWM cycle that is four times as long as the first PWM cycle.
The D / A conversion device according to claim 1 or 2.
[Claim 4]
When the PWM signal generation circuit detects that the specific value is continuous eight times, it generates a PWM signal in a fourth PWM cycle that is eight times longer than the first PWM cycle.
The D / A conversion device according to any one of claims 1 to 3.
[Claim 5]
The specific value is a value indicating 0.
The D / A conversion device according to any one of claims 1 to 4.
[Claim 6]
The D / A conversion device according to any one of claims 1 to 5.
A speaker that sounds based on the PWM signal generated by the D / A conversion device, and
Audio equipment equipped with.
[Claim 7]
The D / A conversion device according to any one of claims 1 to 5.
An operator for specifying the pitch and
A speaker that produces a sound based on the PWM signal generated by the D / A conversion device in response to a user operation on the operator.
Electronic musical instrument equipped with.
[Claim 8]
On the computer of electronic musical instruments
Delta-sigma operation is executed on the sequentially input data,
Whether or not a specific value is continuous is detected based on the result of the ΔΣ operation.
When it is detected that the specific values are not continuous, a PWM signal is generated in the first PWM cycle indicating the ΔΣ calculation cycle, and when it is detected by the detection that the specific values are continuous, the first Generates a PWM signal with a cycle longer than the PWM cycle of
D / A conversion method.
11…操作部、
12…CPU、
13…ROM、
14…音源部、
15…DAC、
15A…ΔΣモジュレータ、
15B…シフトレジスタ部、
15C…出力部(PWM)、
15D…Dフリップフロップ(DF/F)、
16…水晶発振器(Xtal)、
17…PLL、
18…ローパスフィルタ、
19…アンプ(amp.)、
20…スピーカ、
41…減算器(−)、
42,44,46,47,51…加算器(+)、
43,48,52,54…遅延器(Z-1)、
45,49,50…乗算器、
53…量子化器、
61…制御部、
61A…mカウンタ(mcnt)、
62…レジスタ(AC)、
63…レジスタ(DR)、
64〜66…セレクタ、
67…乗算器(MUL)、
68…加算器(ADD)、
69…パラメータ定数発生器、
70…量子化器、
71A〜71D…レジスタ、
81A〜81H…Dフリップフロップ(DF/F)、
82〜84…0比較器、
91…nカウンタ、
92A〜92H…デコーダ、
93…第1セレクタ、
94…第2セレクタ、
95…第3セレクタ、
96…第4セレクタ、
97,98…Dフリップフロップ、
B1…バス、
CH1…LSIチップ、
CU1…水晶振動子。
11 ... Operation unit,
12 ... CPU,
13 ... ROM,
14 ... Sound source section,
15 ... DAC,
15A ... ΔΣ modulator,
15B ... Shift register,
15C ... Output unit (PWM),
15D ... D flip-flop (DF / F),
16 ... Crystal oscillator (Xtal),
17 ... PLL,
18 ... Low-pass filter,
19 ... Amp.
20 ... Speaker,
41 ... Subtractor (-),
42,44,46,47,51 ... Adder (+),
43, 48, 52, 54 ... Delayer (Z -1 ),
45, 49, 50 ... Multiplier,
53 ... Quantumizer,
61 ... Control unit,
61A ... m counter (mcnt),
62 ... Register (AC),
63 ... Register (DR),
64-66 ... Selector,
67 ... Multiplier (MUL),
68 ... Adder (ADD),
69 ... Parameter constant generator,
70 ... Quantumizer,
71A-71D ... Register,
81A-81H ... D flip-flop (DF / F),
82-84 ... 0 comparator,
91 ... n counter,
92A-92H ... Decoder,
93 ... 1st selector,
94 ... 2nd selector,
95 ... 3rd selector,
96 ... 4th selector,
97, 98 ... D flip-flop,
B1 ... Bus,
CH1 ... LSI chip,
CU1 ... Crystal oscillator.
Claims (8)
前記ΔΣ演算回路の演算結果により特定の値が連続するか否かを検出する検出回路と、
前記検出回路により前記特定の値が連続しないこと検出した場合に、ΔΣ演算周期を示す第1のPWM周期でPWM信号を発生し、前記検出回路により前記特定の値が連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期より長い周期でPWM信号を発生するPWM信号発生回路と、
を備えるD/A変換装置。 A delta-sigma operation circuit that executes delta-sigma operations on sequentially input data,
A detection circuit that detects whether or not a specific value is continuous based on the calculation result of the ΔΣ calculation circuit, and
When the detection circuit detects that the specific values are not continuous, a PWM signal is generated in the first PWM cycle indicating the ΔΣ calculation cycle, and the detection circuit detects that the specific values are continuous. In addition, a PWM signal generation circuit that generates a PWM signal in a cycle longer than the first PWM cycle,
A D / A conversion device including.
請求項1に記載のD/A変換装置。 When the PWM signal generation circuit detects that the specific value is continuous twice, it generates a PWM signal in a second PWM cycle that is twice as long as the first PWM cycle.
The D / A conversion device according to claim 1.
請求項1または2に記載のD/A変換装置。 When the PWM signal generation circuit detects that the specific value is continuous four times, it generates a PWM signal in a third PWM cycle that is four times as long as the first PWM cycle.
The D / A conversion device according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載のD/A変換装置。 When the PWM signal generation circuit detects that the specific value is continuous eight times, it generates a PWM signal in a fourth PWM cycle that is eight times longer than the first PWM cycle.
The D / A conversion device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれかに記載のD/A変換装置。 The specific value is a value indicating 0.
The D / A conversion device according to any one of claims 1 to 4.
前記D/A変換装置により発生された前記PWM信号に基づいて発音するスピーカと、
を備える音響機器。 The D / A conversion device according to any one of claims 1 to 5.
A speaker that sounds based on the PWM signal generated by the D / A conversion device, and
Audio equipment equipped with.
音高を指定するための操作子と、
前記操作子へのユーザ操作に応じて前記D/A変換装置により発生された前記PWM信号に基づいて発音するスピーカと、
を備える電子楽器。 The D / A conversion device according to any one of claims 1 to 5.
An operator for specifying the pitch and
A speaker that produces a sound based on the PWM signal generated by the D / A conversion device in response to a user operation on the operator.
Electronic musical instrument equipped with.
順次入力されるデータに対してΔΣ演算を実行させ、
前記ΔΣ演算の結果により特定の値が連続するか否かを検出させ、
前記特定の値が連続しないこと検出した場合に、ΔΣ演算周期を示す第1のPWM周期でPWM信号を発生させ、前記検出により前記特定の値が連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期より長い周期でPWM信号を発生させる、
D/A変換方法。 On the computer of electronic musical instruments
Delta-sigma operation is executed on the sequentially input data,
Whether or not a specific value is continuous is detected based on the result of the ΔΣ operation.
When it is detected that the specific values are not continuous, a PWM signal is generated in the first PWM cycle indicating the ΔΣ calculation cycle, and when it is detected by the detection that the specific values are continuous, the first Generates a PWM signal with a cycle longer than the PWM cycle of
D / A conversion method.
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