JP4209192B2

JP4209192B2 - Audio reproduction output system, audio signal reproduction apparatus, audio output drive apparatus, headphones

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Publication number: JP4209192B2
Application number: JP2002378322A
Authority: JP
Inventors: 英徳蓑田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004214718A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ，ＭＤ等のデジタル記録された音声信号を再生出力する音声再生出力システム、それを構成する音声信号再生装置および音声出力駆動装置、音声出力駆動装置を搭載したヘッドホンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の音声信号の記録媒体は、ＣＤ、ＭＤ等に代表されるようにデジタル記録が行われている。デジタル記録された音声信号の再生特性には、カセットテープ等の従来のアナログ記録媒体にあった記録媒体の特性に起因する音質劣化がなく、高Ｓ／Ｎ、高ダイナミックレンジ、低歪率など高音質化が可能となっている。
【０００３】
デジタル記録された記録媒体から音声信号を再生するには、ＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤ等のディスク再生装置が用いられる。そして、最終的に音として出力するためには、家庭内で大音量で聴く場合はスピーカが、屋外ではヘッドホンが用いられることが多い。また、昨今は自宅の個室でもヘッドホンを用いて聴く場合が多い。
【０００４】
デジタル音源では、信号再生処理で音質が左右される要因は基本的にはない。よって、デジタル記録された音声を聴く場合、音質を決めるのはアナログ信号になった段階、実質的にはスピーカやヘッドホンである。そのため、従来より、スピーカは、様々な手法やノウハウの蓄積により高音質化が図られている。これに対して、ヘッドホンは、それほど高音質化に関する配慮が行われていないのが実状である。
【０００５】
図６に示すように、従来のディスク再生装置１１０は、信号処理回路１１１、ＤＡ変換器１１２、ヘッドホンジャック１１３を備えて構成されている。
【０００６】
信号処理回路１１１は、ＣＤやＭＤ等の音声信号がデジタル記録されたディスクＤから光ピックアップ（図示せず）で抽出された信号（データ）に対して、一連の信号処理（復調、誤り訂正、圧縮データの場合はデータ伸長など）を施して、ＰＣＭ（パルス符号変調方式；pulse-code modulation）信号を出力する。ここまでの処理は主にデジタル信号処理であり、出力されたＰＣＭ信号は通常ＬｃｈおよびＲｃｈで独立した信号処理が行われる。また、デジタル信号であるから、電源ノイズや基板パターン等のアナログ的要素による音質劣化の影響を受けない。
【０００７】
次に、ＤＡ変換器１１２は、信号処理回路１１１から出力されたＰＣＭ信号をアナログ信号に変換する。これ以後は、音声信号はアナログ信号になるので、様々な音質劣化要因がある。すなわち、電源ノイズ、基板パターンの影響、外乱ノイズの影響等を受ける。このアナログ信号は、ヘッドホンジャック１１３よりヘッドホン１２０（図７）へ出力される。
【０００８】
ヘッドホンジャック１１３は、通常３端子（Ｌ，Ｒ，Ｇ）のジャックであり、ＧＮＤがＬｃｈおよびＲｃｈで共通になっている。本来、Ｌｃｈの音声信号とＲｃｈの音声信号は、ＧＮＤも含めそれぞれ独立に処理した方が望ましいので、ここれも音質劣化要因となる。
【０００９】
また、図７に示すように、従来のヘッドホン１２０は、アーム１２４の両端にＬｃｈ用とＲｃｈ用の小型のスピーカ１２３・１２３が配設され、このスピーカ１２３・１２３に接続されたヘッドホンケーブル１２２の先端にヘッドホンプラグ１２１が設けられている。ヘッドホンプラグ１２１は、ディスク再生装置１１０のヘッドホンジャック１１３に差し込んで使用される。ここで、ヘッドホンケーブル１２２は、Ｌｃｈ用とＲｃｈ用とに分離されている。すなわち、ＧＮＤもＬｃｈ用とＲｃｈ用とで別々に設けられている。しかし、ヘッドホンプラグ１２１では、ヘッドホンジャック１１３同様、ＧＮＤがＬｃｈとＲｃｈとで共通になっている。
【００１０】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては、次の特許文献１がある。
【００１１】
特許文献１には、記録情報再生装置を操作するリモコン装置を、１つのスイッチで構成し、そのオン・オフのパターンにより、ディスク再生装置のショックプルーフ部の音声データＲＯＭに蓄積された音声メッセージを特定する信号が出力されるようにすることによって、ボタン操作を音で確認できるリモコン装置を備えた記録情報再生装置が記載されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−２８３５７７号公報（公開日：平成１３年１０月１２日）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディスク再生装置とヘッドホンを用いたシステムでは、以下のような問題点があった。
【００１４】
（１）アナログ信号の伝送経路を含むため、再生信号がアナログ信号になった段階から音質劣化をおこす様々な要因がある。
【００１５】
（２）ステレオ信号の場合、本来、Ｌｃｈ側の信号伝達ラインにはＬｃｈ信号とＬｃｈ用ＧＮＤが、Ｒｃｈ側の信号伝達ラインにはＲｃｈ信号とＲｃｈ用ＧＮＤが、それぞれ必要である。スピーカの接続では必ずそうなっている。しかし、ヘッドホンの場合、Ｌｃｈ用のＧＮＤとＲｃｈ用のＧＮＤが共通となっており、Ｌｃｈ、Ｒｃｈのセパレーションの悪化を招いている。また、ＧＮＤ共通であると、ＧＮＤ側を固定電圧にするのではなく、例えばＬｃｈ信号と逆極性の信号を与えるＢＴＬ駆動を行うことができず、低電圧大出力駆動に不利である。
【００１６】
（３）ディスク再生装置からヘッドホンを接続しているケーブルは、通常１ｍ以上あるが、フレキシビリティ性を確保するために非常に細い線を用いている。そのため、抵抗値が比較的高く、音質の劣化につながっている。
【００１７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、高音質の音声出力を可能とする音声再生出力システム、それを構成する音声信号再生装置および音声出力駆動装置、音声出力駆動装置を搭載したヘッドホンを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の音声再生出力システムは、音声信号再生装置と音声出力駆動装置とを含み、上記音声信号再生装置が、パルス符号変調信号をデルタシグマ変調して得たパルス幅変調信号を上記音声出力駆動装置へ送信するものであり、上記音声出力駆動装置が、上記音声信号再生装置から受信したパルス幅変調信号を波形整形後、電力増幅して、音声出力手段を駆動するための駆動信号を生成するものであることを特徴としている。
【００１９】
上記の構成により、音声信号再生装置において、パルス符号変調信号（ＰＣＭ信号）から生成したパルス幅変調信号（ＰＤＭ信号，ＰＷＭ信号）を音声出力駆動装置へ送信し、音声出力駆動装置において、パルス幅変調信号を波形整形した後、電力増幅して、ヘッドホン等の音声出力手段を駆動するための駆動信号を生成する。
【００２０】
よって、音声信号再生装置から音声出力駆動装置へ送信する信号がパルス幅変調信号であるため、音声出力駆動装置において信号波形を整形できる。そのため、音声出力駆動装置において、パルス幅変調信号を電力増幅する前に波形整形することにより、装置間の伝送経路で発生するデータのジッタや揺らぎ、クロストーク等による信号の劣化を完全に除去することが可能となる。
【００２１】
したがって、音声信号再生装置と音声出力駆動装置との間の伝送経路を長くしても、音質劣化の要因とならない。それゆえ、音声出力手段の近くに音声出力駆動装置を設けて、アナログ信号である駆動信号の伝送経路を短くすることにより、音質劣化の機会を少なくできるため、高音質の音声出力が可能となる。例えば、ポータブルＭＤ再生装置で再生した音声信号を、細く長いヘッドホンケーブルで接続されたヘッドホンで聴く場合であっても、ヘッドホンに音声出力駆動装置を設けてることによって、ヘッドホンケーブルでの信号の劣化を除去して、高音質の音声出力が実現できる。
【００２２】
また、音声信号再生装置と音声出力駆動装置との間の経路において、Ｌｃｈ用のＧＮＤとＲｃｈ用のＧＮＤが共通となっていても、音声出力駆動装置で分離できるため、従来のようにＬｃｈとＲｃｈのセパレーションが悪化しない。加えて、駆動信号の生成にＢＴＬ駆動を行うことができるため、同相ノイズの除去や低電圧大出力駆動が可能となる。
【００２３】
以上のように、音声再生出力システムでは、アナログ信号処理が、音声出力駆動装置において、ＬｃｈおよびＲｃｈでそれぞれ独立に、かつ、波形整形されたジッタの無い１ビット信号をもとに行われる。それゆえ、高音質の音声出力が可能となる。
【００２４】
さらに、本発明の音声再生出力システムは、上記音声出力駆動装置が、動作の基準とする第１のクロック信号を生成する第１の発振手段と、上記第１のクロック信号に基づき同期制御信号を生成する同期制御信号生成手段と、上記同期制御信号を上記音声信号再生装置へ送信する同期制御信号送信手段とを備え、かつ、上記音声信号再生装置が、動作の基準とする第２のクロック信号を、上記音声出力駆動装置から受信した上記同期制御信号に基づいて、上記第１のクロック信号に同期させて生成する同期発振手段を備えることを特徴としている。
【００２５】
上記の構成により、さらに、音声出力駆動装置の第１のクロック信号と音声信号再生装置の第２のクロック信号との位相および周波数を同一にできる。
【００２６】
よって、音声信号再生装置が出力するパルス幅変調信号は、音声出力駆動装置の発振クロックと同期した信号となり、音声出力駆動装置の発振クロックに同期して、音声信号再生装置から音声出力駆動装置へパルス増幅信号を送信することができる。
【００２７】
したがって、音声出力駆動装置において、第１のクロック信号に基づいて、パルス幅変調信号の波形を整形できる。その結果、両装置間の伝送経路で発生するデータのジッタや揺らぎ、クロストーク等による信号品質の劣化を、完全に除去することが可能となる。
【００２８】
さらに、本発明の音声再生出力システムは、上記同期制御信号生成手段は、上記音声信号再生装置の動作を制御するための動作制御信号を、上記同期制御信号に含めるものであることを特徴としている。
【００２９】
上記の構成により、さらに、同期制御信号に、音声信号再生装置の動作を制御するための動作制御信号を含めることができる。例えば、同期制御信号を継続的に送信し、操作者が音声信号再生装置の動作制御信号を送信する時のみ、動作制御信号を同期制御信号とともに送信してもよい。したがって、同期制御信号の伝送経路と動作制御信号の伝送経路とを１本にまとめることができる。
【００３０】
さらに、本発明の音声再生出力システムは、上記同期制御信号生成手段は、上記第１のクロック信号を分周して上記同期制御信号を生成するものであることを特徴としている。
【００３１】
上記の構成により、さらに、同期制御信号は、第１のクロック信号を分周した分周信号であってもよい。これにより、同期制御信号の伝送を低消費電力化できる。
【００３２】
さらに、本発明の音声再生出力システムは、上記音声出力駆動装置が、動作の基準とするクロック信号を生成する発振手段と、上記クロック信号を上記音声信号再生装置へ送信するクロック信号送信手段とを備え、かつ、上記音声信号再生装置が、上記音声出力駆動装置から受信した上記クロック信号を基準として動作するものであることを特徴としている。
【００３３】
上記の構成により、さらに、同期制御信号として、第１のクロック信号をそのまま送信してもよい。これにより、音声出力駆動装置を簡単な装置構成で実現できる。
【００３４】
本発明の音声信号再生装置は、上記の音声再生出力システムを構成することを特徴としている。
【００３５】
本発明の音声出力駆動装置は、上記の音声再生出力システムを構成することを特徴としている。
【００３６】
本発明のヘッドホンは、上記の音声出力駆動装置と、該音声出力駆動装置によって駆動されるスピーカとを備えたことを特徴としている。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図１から図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態では、音声信号がデジタル記録されたデジタル記録媒体をＭＤ（ディスクＤ）とし、デジタル記録媒体から音声信号を再生する音声信号再生装置をポータブルＭＤ再生装置（ディスク再生装置１０）として説明する。
【００３８】
図１に示すように、本実施の形態に係る音声再生出力システム１は、ディスク再生装置（音声信号再生装置）１０およびヘッドホン駆動装置（音声出力駆動装置）３０を備えて構成されている。そして、このヘッドホン駆動装置３０は、ヘッドホン２０に搭載されている（図２）。
【００３９】
音声再生出力システム１は、ディスク再生装置１０で再生したディスクＤの音声信号を、ヘッドホンケーブル２２を介して接続されたヘッドホン駆動装置３０に伝送し、ヘッドホン駆動装置３０で駆動信号に変換して、スピーカ（音声出力手段）２３より音声出力するものである。具体的には、ディスク再生装置１０において、ＰＣＭ（パルス符号変調方式；pulse-code modulation）信号をデルタシグマ変調してＰＷＭ（パルス幅変調；pulse width modulation）信号またはＰＤＭ（パルス幅変調；pulse duration modulation）信号に変換した後、ヘッドホン駆動装置３０へ伝送し、ヘッドホン駆動装置３０において、このＰＷＭ信号またはＰＤＭ信号を波形整形後、スイッチングドライバにより電力増幅することにより、ヘッドホン２０のスピーカ２３を駆動する。
【００４０】
以下、音声再生出力システム１について詳細に説明する。
【００４１】
まず、上記ディスク再生装置１０は、ＰＣＭ信号をデルタシグマ変調して得たＰＷＭ信号またはＰＤＭ信号をヘッドホン駆動装置３０へ送信する。そのため、ディスク再生装置１０は、信号処理回路１１、１ビットデルタシグマ変調回路１２、システムマイコン１４、ＰＬＬ（位相ロック・ループ；phase locked loop）回路（同期発振手段）１５、ヘッドホンジャック１３を備えて構成されている。
【００４２】
信号処理回路１１は、ＣＤやＭＤ等の音声信号がデジタル記録されたディスクＤから光ピックアップ（図示せず）で抽出された信号（データ）に対して、復調、誤り訂正、圧縮データの場合はデータ伸長など、一連の信号処理を施して、ＰＣＭ信号を出力する。
【００４３】
１ビットデルタシグマ変調回路１２は、信号処理回路１１から出力されたＰＣＭ信号をデルタシグマ変調し、ＰＷＭ信号またはＰＤＭ信号の１ビット信号に変換する。
【００４４】
ヘッドホンジャック１３は、Ｌ端子、Ｒ端子、Ｇ端子、ＲＥＭ端子を備えた４端子のジャックである。１ビットデルタシグマ変調回路１２により生成された１ビット信号のＬｃｈおよびＲｃｈの信号Ｌ，Ｒを、Ｌ端子およびＲ端子がそれぞれ出力する。１ビット信号のＧＮＤを、ＬｃｈおよびＲｃｈで共通にＧ端子が出力する。ＲＥＭ端子は、ヘッドホン駆動装置３０からの制御信号であるリモコン信号ＲＥＭ（後述）を受信する。
【００４５】
システムマイコン１４は、リモコン信号ＲＥＭのパターンを判別して、ディスク再生装置１０の動作を制御する。
【００４６】
ＰＬＬ回路１５は、ディスク再生装置１０が動作の基準とするクロック信号（第２のクロック信号）ＣＬＫ２を、ヘッドホン駆動装置３０から受信したリモコン信号ＲＥＭに含まれる同期制御信号に基づいて、ヘッドホン駆動装置３０のクロック信号ＣＬＫ１に同期させて生成する。
【００４７】
ここで、図２に示すように、ヘッドホン２０は、アーム２４の両端にＬｃｈ用とＲｃｈ用の小型のスピーカ２３・２３が、アーム２４の適当な位置にヘッドホン駆動装置３０が、それぞれ配設されている。ヘッドホン駆動装置３０は、ケーブル２５・２５を介してスピーカ２３・２３に、ヘッドホンケーブル２２を介してヘッドホンプラグ２１に接続されている。
【００４８】
ヘッドホンプラグ２１は、Ｌ端子、Ｒ端子、Ｇ端子、ＲＥＭ端子を備えた４端子のプラグであり、ディスク再生装置１０のヘッドホンジャック１３に差し込んで使用される。ここで、ヘッドホンプラグ２１およびヘッドホンケーブル２２は、ヘッドホンジャック１３同様、Ｌｃｈ用とＲｃｈ用とでＧＮＤが共通になっている。
【００４９】
つづいて、図１に示すように、上記ヘッドホン駆動装置３０は、ディスク再生装置１０から受信したＰＷＭ信号またはＰＤＭ信号を波形整形後、電力増幅して、ヘッドホン２０のスピーカ２３を駆動するための駆動信号を生成する。そのため、ヘッドホン駆動装置３０は、リモコン信号発生回路（同期制御信号送信手段）３１、水晶発信回路（第１の発振手段）３２、電池・電源回路３３、フリップフロップ３４、ドライバ３５、ＬＰＦ（低域フィルタ；low pass filter）３６を備えて構成されている。
【００５０】
水晶発信回路３２は、ヘッドホン駆動装置３０が動作の基準とするクロック信号（第１のクロック信号）ＣＬＫ１を生成する。
【００５１】
リモコン信号発生回路３１は、クロック信号ＣＬＫ１に基づきリモコン信号ＲＥＭを生成して、ディスク再生装置１０へ送信する。なお、後述するように、リモコン信号ＲＥＭには、動作制御信号と同期制御信号とが含まれる。
【００５２】
フリップフロップ３４、ドライバ３５、ＬＰＦ３６は、Ｌｃｈ用およびＲｃｈ用の２系統が設けられている。
【００５３】
フリップフロップ３４は、１ビット信号を取り込み、クロック信号ＣＬＫ１に基づき、波形を整形する。フリップフロップ３４により、１ビット信号のジッタ、クロストーク、揺らぎ等による信号の劣化を除去できる。なお、フリップフロップ３４の前段には、クロック信号ＣＬＫ１の立下りを検出するために、クロック信号ＣＬＫ１を反転するインバータ３８が設けられている。
【００５４】
ドライバ３５は、フリップフロップ３４で波形整形された１ビット信号をスイッチング増幅する。
【００５５】
ＬＰＦ３６は、ドライバ３５でスイッチング増幅された信号の低域成分のみを通過させることで駆動信号を生成し、これをケーブル２５を介してスピーカ２３に入力する。
【００５６】
電池・電源回路３３は、ヘッドホン駆動装置３０を駆動するための電池および電源回路である。
【００５７】
つづいて、ディスク再生装置１０およびヘッドホン駆動装置３０の動作を説明する。
【００５８】
ディスク再生装置１０において、ディスクＤから読み出されデジタル信号は、信号処理回路１１によりＰＣＭ信号に変換され、１ビットデルタシグマ変調回路１２によりＰＷＭ信号またはＰＤＭ信号の１ビットの信号に変換される。そして、この１ビット信号が、ヘッドホンジャック１３のＬ、Ｒ端子に供給される。
【００５９】
ここで、信号処理回路１１がＰＣＭ信号を出力するまでの処理は、主にデジタル信号処理であり、出力されたＰＣＭ信号はＬｃｈ／Ｒｃｈで独立した信号処理が行われる。よって、デジタル信号であるから、電源ノイズや基板パターン等のアナログ的要素による音質劣化の影響は受けない。
【００６０】
次に、ヘッドホン駆動装置３０において、ヘッドホンプラグ２１から入力されたＬｃｈおよびＲｃｈの１ビット信号（ＰＤＭ信号またはＰＷＭ信号）は、フリップフロップ３４により波形整形された後、ドライバ３５により増幅され、ＬＰＦ３６を通ることによって、スピーカ２５を駆動するアナログ信号に変換される。
【００６１】
ここで、１ビット信号は、１、０の２値で表現されるものでありながら、そのままあるいは増幅後、ＬＰＦを通すことによって、アナログ信号に変換される性質をもつものであり、処理の仕方によってはアナログ的な要素を持っている。そして、１ビット信号のジッタ、クロストーク、揺らぎ等による信号の劣化は、フリップフロップ３４によって除去される。
【００６２】
このように、ディスク再生装置１０からヘッドホン２０のヘッドホン駆動装置３０へ、音声信号を１ビット信号の形態で送信することにより、伝送経路における信号品質の劣化を除去して、高音質の音声出力を得ることができる。よって、ポータブルＭＤ再生装置で再生した音声信号を、細く長いヘッドホンケーブルで接続されたヘッドホンで聴く場合であっても、ヘッドホンケーブルでの信号の劣化を除去できるため、高音質の音声出力が可能となる。
【００６３】
次に、図３を参照しながら、リモコン信号発生回路３１が生成するリモコン信号ＲＥＭについて説明する。
【００６４】
リモコン信号ＲＥＭは、ヘッドホン駆動装置３０の水晶発振回路３２の発振クロック（クロック信号ＣＬＫ１）をもとに、リモコン信号発生回路３１により生成される。
【００６５】
リモコン信号ＲＥＭは、動作制御コードとして３ビットのデータをシリアルに転送する場合、例えば図３のような波形で構成できる。すなわち、リモコン信号ＲＥＭは、シンク信号（シンクパターン）と、３ビットのデータ信号（動作制御信号）とから構成されている。
【００６６】
シンク信号は、４クロック分のＬｏｗと４クロック分のＨｉとで構成される。シンク信号は、システムマイコン１５によって、データの先頭を検出するために利用される。また、シンク信号は、ＰＬＬ回路１５によって、クロック信号ＣＬＫ２をクロック信号ＣＬＫ１に同期させて生成するために利用される。すなわち、シンク信号が同期制御信号に相当する。よって、リモコン信号発生回路３１は、ディスク再生装置１０に対して、動作制御の指示がない場合でも「入力なし（コード０）」を示すリモコン信号ＲＥＭを継続して供給する。
【００６７】
データ信号は、シンク信号の間に挿入される。データ信号のパターンは、キースイッチ回路３７にある例えばプッシュスイッチを操作者が押した時、押されたスイッチに対応した動作制御コードのパターンをリモコン信号発生回路３１が生成する。データ信号は、システムマイコン１４によって、ディスク再生装置１０のパターンに応じた動作制御に利用される。
【００６８】
図３に示すように、データ信号のパターンは、例えば、（０，０，０）なら「入力なし」、（０，０，１）なら「再生」、（０，１，０）なら「録音」、（０，１，１）なら「曲アップ」、・・・、（１，１，１）なら「ボリュームダウン」のように、あらかじめ割り当てられている。なお、「１」は２クロック分のＬｏｗと２クロック分のＨｉ、「０」は４クロック分のＬｏｗで構成されている。
【００６９】
なお、リモコン信号ＲＥＭ、すなわち、シンク信号およびデータ信号の構造は、図３に示したパターンに限定されず、音声再生出力システムの仕様に応じて任意に設定できる。
【００７０】
上記のように、ＰＬＬ回路１５は、リモコン信号ＲＥＭと同期した高い周波数のクロック信号ＣＬＫ２を生成する。よって、ヘッドホン駆動装置３０の発振クロック信号ＣＬＫ１とディスク再生装置１０で生成されるクロック信号ＣＬＫ２とは、位相および周波数が同一となる。そして、ディスク再生装置１０は、このクロック信号ＣＬＫ２を基準として動作する。したがって、１ビットデルタシグマ変調回路１２が出力する１ビット信号は、ヘッドホン駆動装置３０の発振クロックと同期した信号となる。
【００７１】
ここで、ヘッドホンケーブル２２を経由して供給されるリモコン信号ＲＥＭに対するＰＬＬ動作を行うため、ＰＬＬ回路出力（図４）はジッタ成分を多く含んでいる。ＰＬＬ回路出力をクロックＣＬＫ２として動作を行う１ビットΔΣ変調回路１２の出力もジッタを含む。さらに、ヘッドホンケーブル２２を経由してフリップフロップ３４に到達するため、フリップフロップ入力（図４）はジッタと波形なまりがさらに大きくなる。しかし、水晶発振回路３２の出力ＣＬＫ１は発振の近傍のジッタが非常に少ない波形（図４）であり、インバータ３８で反転され、フリップフロップ入力のＨ、Ｌ確定しているタイミングでラッチを行わせることにより、きわめてジッタの少ない、フリップフロップ出力（図４）を得ることができる。
【００７２】
すなわち、図４に示すように、フリップフロップ３４がヘッドホン駆動装置３０の発振クロックでサンプリングし直すことにより、フリップフロップ３４の出力はジッタの無い波形に整形される。それゆえ、フリップフロップ３４により、ヘッドホンプラグ２１やヘッドホンケーブル２２を通過する間に発生する波形の劣化を除去することができる。なお、水晶発振回路３２はフリップフロップ３４の近傍に配置することが好ましい。
【００７３】
以上のように、音声再生出力システム１では、ヘッドホン駆動装置３０において、アナログ信号処理が、ＬｃｈおよびＲｃｈでそれぞれ独立に、かつ、波形整形されたジッタの無い１ビット信号をもとに行われる。すなわち、従来のヘッドホン１２０（図７）のように、ＧＮＤをＬｃｈ、Ｒｃｈで共通にせざるを得ないという制約がない。それゆえ、スピーカ２３をＢＴＬ（Bridged TransLess）駆動（デジタルアンプではフルブリッジと称される）することができる。よって、同相ノイズの除去、低電圧で高出力駆動等が可能となる。
【００７４】
１ビットデジタル信号−アナログ信号の変換では、クロックジッタが音質面において一番大きな問題となる。上記音声再生出力システム１では、ヘッドホン駆動装置３０の発振クロックに同期して、ディスク再生装置１０からＰＤＭ信号またはＰＷＭ信号が転送される。それゆえ、両装置間の転送の経路で発生するデータのジッタや揺らぎ、クロストークによる信号品質の劣化に対し、ヘッドホン駆動装置３０の発振クロックでサンプリングし直すことにより、信号の劣化を完全に除去することが可能となる。
【００７５】
以上では、ヘッドホン駆動装置３０からディスク再生装置１０の動作を制御するためにリモコン信号ＲＥＭを送信し、このリモコン信号ＲＥＭを利用して、ヘッドホン駆動装置３０のＰＬＬ回路１５がクロック信号ＣＬＫ２を生成する場合について説明した。この点、ヘッドホン駆動装置３０からディスク再生装置１０の動作を制御する必要のないシステムの場合には、ヘッドホン駆動装置３０のクロック信号ＣＬＫ１またはクロック信号ＣＬＫ１を分周した信号をリモコン信号ＲＥＭの代わりにディスク再生装置１０へ供給することでも同様の機能が実現できる。
【００７６】
具体的には、図５に示すように、ヘッドホン駆動装置（音声出力駆動装置）３０′は、ヘッドホン駆動装置３０（図１）と比較して、キースイッチ回路３７を備えず、リモコン信号発生回路３１の代わりに分周回路（同期制御信号送信手段）３１′を備えて構成されている。
【００７７】
分周回路３１′は、水晶発信回路（発振手段，クロック信号送信手段）３２が生成したヘッドホン駆動装置３０のクロック信号（第１のクロック信号）ＣＬＫ１を分周することにより分周信号ＤＩＶを生成し、この分周信号ＤＩＶを同期制御信号としてディスク再生装置（音声信号再生装置）１０′へ送信する。
【００７８】
そして、ディスク再生装置１０′では、ＰＬＬ回路１５がヘッドホン駆動装置３０′より受信した分周信号ＤＩＶに基づき、ディスク再生装置１０′が動作の基準とするクロック信号ＣＬＫ２を生成する。なお、ディスク再生装置１０′では、ヘッドホン駆動装置からの指示により動作を制御する必要がないので、システムマイコン１４（図１）は設けられていない。
【００７９】
さらに、ヘッドホン駆動装置３０′において分周回路３１′を設けず、水晶発信回路３２が生成したクロック信号ＣＬＫ１をそのまま同期制御信号としてディスク再生装置１０′に供給してもよい。
【００８０】
なお、ヘッドホン駆動装置３０，３０′は、ＩＣ（集積回路；integrated circuit）やＬＳＩ（大規模集積回路；large-scale integration）を用いて小型化すれば、ヘッドホン２０のアーム２４の内部に搭載することが可能となり、サイズ面で望ましい。
【００８１】
最後に、本実施の形態は本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、以下のように構成することができる。
【００８２】
本発明の音声再生出力システムは、ディスク再生装置およびヘッドホン駆動装置を含み、ディスク再生装置は、音声信号がデジタル記録された記録媒体から信号を読み取る読み取り手段と、読まれた信号をＰＤＭ信号もしくはＰＷＭ信号に変換する信号処理手段と、信号処理手段にて信号処理された信号を外部へ送信する送信手段とを備え、ヘッドホン駆動装置は、ディスク再生装置からの送信信号を受信する受信手段と、一定の周波数のクロックを生成する発振する発振手段と、クロックにより受信手段の受信信号を立て直す波形整形手段と、波形整形手段によって波形整形された信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅手段と、スイッチング増幅手段で増幅された信号から低域成分のみ通過させるローパスフィルターとを備えて構成されていてもよい。
【００８３】
さらに、上記音声再生出力システムは、ヘッドホン駆動装置の発振手段により生成されるクロックをディスク再生装置に供給し、動作させるものであってもよい。
【００８４】
さらに、上記音声再生出力システムは、ヘッドホン駆動装置の発振手段により生成されるクロックを分周したクロックをディスク再生装置に供給し、動作させるものであってもよい。
【００８５】
さらに、上記音声再生出力システムは、ヘッドホン駆動装置の発振手段により生成されるクロックを分周したクロックをディスク再生装置に供給し、ディスク再生装置において、分周クロックをＰＬＬ回路に入力することにより、分周クロックに同期したより高い周波数のクロックを生成し、この生成クロックにて、動作させるものであってもよい。
【００８６】
さらに、上記音声再生出力システムは、ヘッドホン駆動装置がディスク再生装置の動作モードを制御するための制御信号生成手段を有するものであって、制御信号は、ヘッドホン駆動装置の発振手段により生成されるクロックに同期した信号列であり、制御信号をディスク再生装置に供給し、ディスク再生装置において、制御信号をＰＬＬ回路に入力することにより、分周クロックに同期したより高い周波数のクロックを生成し、この生成クロックにて、動作させるものであってもよい。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の音声再生出力システムは、音声信号再生装置と音声出力駆動装置とを含み、上記音声信号再生装置が、パルス符号変調信号をデルタシグマ変調して得たパルス幅変調信号を上記音声出力駆動装置へ送信するものであり、上記音声出力駆動装置が、上記音声信号再生装置から受信したパルス幅変調信号を波形整形後、電力増幅して、音声出力手段を駆動するための駆動信号を生成するものである。
【００８８】
それゆえ、音声信号再生装置から音声出力駆動装置へ送信する信号がパルス幅変調信号であるため、音声出力駆動装置において信号波形を整形できる。そのため、音声出力駆動装置において、パルス幅変調信号を電力増幅する前に波形整形することにより、装置間の伝送経路で発生するデータのジッタや揺らぎ、クロストーク等による信号の劣化を完全に除去することが可能となる。
【００８９】
したがって、音声信号再生装置と音声出力駆動装置との間の伝送経路を長くしても、音質劣化の要因とならない。それゆえ、音声出力手段の近くに音声出力駆動装置を設けて、アナログ信号である駆動信号の伝送経路を短くすることにより、音質劣化の機会を少なくできるため、高音質の音声出力が可能となるという効果を奏する。
【００９０】
また、音声信号再生装置と音声出力駆動装置との間の経路において、Ｌｃｈ用のＧＮＤとＲｃｈ用のＧＮＤが共通となっていても、音声出力駆動装置で分離できるため、従来のようにＬｃｈとＲｃｈのセパレーションが悪化しないという効果を奏する。加えて、駆動信号の生成にＢＴＬ駆動を行うことができるため、同相ノイズの除去や低電圧大出力駆動が可能となるという効果を奏する。
【００９１】
以上のように、音声再生出力システムでは、アナログ信号処理が、音声出力駆動装置において、ＬｃｈおよびＲｃｈでそれぞれ独立に、かつ、波形整形されたジッタの無い１ビット信号をもとに行われる。それゆえ、高音質の音声出力が可能となる。
【００９２】
さらに、本発明の音声再生出力システムは、上記音声出力駆動装置が、動作の基準とする第１のクロック信号を生成する第１の発振手段と、上記第１のクロック信号に基づき同期制御信号を生成する同期制御信号生成手段と、上記同期制御信号を上記音声信号再生装置へ送信する同期制御信号送信手段とを備え、かつ、上記音声信号再生装置が、動作の基準とする第２のクロック信号を、上記音声出力駆動装置から受信した上記同期制御信号に基づいて、上記第１のクロック信号に同期させて生成する同期発振手段を備える構成である。
【００９３】
それゆえ、さらに、音声信号再生装置が出力するパルス幅変調信号は、音声出力駆動装置の発振クロックと同期した信号となり、音声出力駆動装置の発振クロックに同期して、音声信号再生装置から音声出力駆動装置へパルス増幅信号を送信することができる。
【００９４】
したがって、音声出力駆動装置において、第１のクロック信号に基づいて、パルス幅変調信号の波形を整形できる。その結果、両装置間の伝送経路で発生するデータのジッタや揺らぎ、クロストーク等による信号品質の劣化を、完全に除去することが可能となるという効果を奏する。
【００９５】
さらに、本発明の音声再生出力システムは、上記同期制御信号生成手段は、上記音声信号再生装置の動作を制御するための動作制御信号を、上記同期制御信号に含めるものである。
【００９６】
それゆえ、さらに、同期制御信号に、音声信号再生装置の動作を制御するための動作制御信号を含めることができる。したがって、同期制御信号の伝送経路と動作制御信号の伝送経路とを１本にまとめることができるという効果を奏する。
【００９７】
さらに、本発明の音声再生出力システムは、上記同期制御信号生成手段は、上記第１のクロック信号を分周して上記同期制御信号を生成するものである。
【００９８】
それゆえ、さらに、同期制御信号は、第１のクロック信号を分周した分周信号であってもよい。これにより、同期制御信号の伝送を低消費電力化できるという効果を奏する。
【００９９】
さらに、本発明の音声再生出力システムは、上記音声出力駆動装置が、動作の基準とするクロック信号を生成する発振手段と、上記クロック信号を上記音声信号再生装置へ送信するクロック信号送信手段とを備え、かつ、上記音声信号再生装置が、上記音声出力駆動装置から受信した上記クロック信号を基準として動作するものである。
【０１００】
それゆえ、さらに、同期制御信号として、第１のクロック信号をそのまま送信できる。これにより、音声出力駆動装置を簡単な装置構成で実現できる。
【０１０１】
本発明の音声信号再生装置は、上記の音声再生出力システムを構成するものである。
【０１０２】
本発明の音声出力駆動装置は、上記の音声再生出力システムを構成するものである。
【０１０３】
本発明のヘッドホンは、上記の音声出力駆動装置と、該音声出力駆動装置によって駆動されるスピーカとを備えた構成である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る音声再生出力システム、すなわち、ディスク再生装置およびヘッドホン駆動装置の一構成の概略を示すブロック図である。
【図２】図１に示したヘッドホン駆動装置を搭載したヘッドホンの構成の概略を示す説明図である。
【図３】図１に示したヘッドホン駆動装置で生成されるクロック信号およびリモコン信号、ならびに、ディスク再生装置で生成されるクロック信号のパターンを示すタイミングチャートである。
【図４】図１に示したヘッドホン駆動装置における１ビット信号の波形整形を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る音声再生出力システム、すなわち、ディスク再生装置およびヘッドホン駆動装置の他の構成の概略を示すブロック図である。
【図６】従来のディスク再生装置の構成の概略を示すブロック図である。
【図７】従来のヘッドホンの構成の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
１音声再生出力システム
１０，１０′ ディスク再生装置（音声信号再生装置）
１５ＰＬＬ回路（同期発振手段）
２０ヘッドホン
２３スピーカ（音声出力手段）
３０，３０′ ヘッドホン駆動装置（音声出力駆動装置）
３１リモコン信号発生回路（同期制御信号送信手段）
３１′ 分周回路（同期制御信号送信手段）
３２水晶発振回路（第１の発振手段，発振手段，クロック信号送信手段）
ＣＬＫ１クロック信号（第１のクロック信号）
ＣＬＫ２クロック信号（第２のクロック信号）
ＤＩＶ分周信号（同期制御信号）
ＲＥＭリモコン信号（同期制御信号）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an audio reproduction output system for reproducing and outputting a digitally recorded audio signal such as a CD, MD, etc., an audio signal reproducing apparatus and an audio output driving apparatus constituting the same, and a headphone equipped with the audio output driving apparatus. .
[0002]
[Prior art]
Recent recording media of audio signals are digitally recorded as represented by CD, MD, and the like. The playback characteristics of digitally recorded audio signals are high, such as high S / N, high dynamic range, and low distortion, without any deterioration in sound quality due to the characteristics of recording media that existed in conventional analog recording media such as cassette tapes. Sound quality is possible.
[0003]
In order to reproduce an audio signal from a digitally recorded recording medium, a disk reproducing device such as a CD player or an MD player is used. In order to finally output the sound as a sound, a speaker is often used when listening at a high volume at home, and a headphone is often used outdoors. Recently, there are many cases of listening using headphones in a private room at home.
[0004]
With a digital sound source, there is basically no factor that affects the sound quality in signal reproduction processing. Therefore, when listening to digitally recorded audio, the sound quality is determined at the stage when the signal becomes an analog signal, which is substantially a speaker or headphones. For this reason, speakers have been improved in sound quality by accumulating various techniques and know-how. On the other hand, the actual situation is that the headphones are not so much considered for high sound quality.
[0005]
As shown in FIG. 6, the conventional disc reproducing apparatus 110 includes a signal processing circuit 111, a DA converter 112, and a headphone jack 113.
[0006]
The signal processing circuit 111 performs a series of signal processing (demodulation, error correction, signal processing) on a signal (data) extracted by an optical pickup (not shown) from a disk D on which an audio signal such as CD or MD is digitally recorded. In the case of compressed data, data decompression or the like is performed, and a PCM (pulse-code modulation) signal is output. The processing so far is mainly digital signal processing, and the output PCM signal is usually subjected to independent signal processing in Lch and Rch. Also, since it is a digital signal, it is not affected by sound quality deterioration due to analog elements such as power supply noise and substrate patterns.
[0007]
Next, the DA converter 112 converts the PCM signal output from the signal processing circuit 111 into an analog signal. Thereafter, the audio signal becomes an analog signal, and there are various causes of sound quality degradation. That is, it is affected by power supply noise, substrate pattern influence, disturbance noise, and the like. This analog signal is output from the headphone jack 113 to the headphone 120 (FIG. 7).
[0008]
The headphone jack 113 is normally a three-terminal (L, R, G) jack, and GND is common to Lch and Rch. Originally, it is desirable that the Lch audio signal and the Rch audio signal are processed independently including the GND, and this also causes a deterioration in sound quality.
[0009]
Further, as shown in FIG. 7, the conventional headphone 120 is provided with small speakers 123 and 123 for Lch and Rch at both ends of the arm 124, and a headphone cable 122 connected to the speakers 123 and 123. A headphone plug 121 is provided at the tip. The headphone plug 121 is used by being inserted into the headphone jack 113 of the disc playback device 110. Here, the headphone cable 122 is separated for Lch and Rch. That is, GND is also provided separately for Lch and Rch. However, in the headphone plug 121, as with the headphone jack 113, GND is common to Lch and Rch.
[0010]
In addition, there exists the following patent document 1 as a prior art document relevant to this invention.
[0011]
In Patent Document 1, a remote control device for operating a recorded information reproducing apparatus is configured by a single switch, and the voice message stored in the voice data ROM of the shock proof portion of the disk reproducing apparatus is represented by an on / off pattern. There is described a recorded information reproducing apparatus including a remote control device that can confirm button operation with sound by outputting a signal to be identified.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2001-283577 A (publication date: October 12, 2001)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
A conventional system using a disk reproducing device and headphones has the following problems.
[0014]
(1) Since an analog signal transmission path is included, there are various factors that cause sound quality degradation from the stage when the reproduction signal becomes an analog signal.
[0015]
(2) In the case of a stereo signal, an Lch signal and an Lch GND are originally required for the Lch signal transmission line, and an Rch signal and an Rch GND are respectively required for the Rch signal transmission line. This is always the case with speaker connections. However, in the case of headphones, the Lch GND and the Rch GND are common, leading to a deterioration in the separation of the Lch and Rch. In addition, if the GND is common, the GND side is not set to a fixed voltage, and for example, BTL driving that gives a signal having a polarity opposite to that of the Lch signal cannot be performed, which is disadvantageous for low voltage and large output driving.
[0016]
(3) The cable connecting the headphones from the disk player is usually 1 m or more, but very thin lines are used to ensure flexibility. For this reason, the resistance value is relatively high, leading to deterioration in sound quality.
[0017]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an audio reproduction output system that enables high-quality audio output, an audio signal reproduction apparatus and an audio output drive apparatus that constitute the audio reproduction output system, The object is to provide a headphone equipped with an audio output drive device.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an audio reproduction output system of the present invention includes an audio signal reproduction device and an audio output drive device, and the audio signal reproduction device is obtained by delta-sigma modulation of a pulse code modulation signal. A pulse width modulation signal is transmitted to the audio output driving device. The audio output driving device performs waveform shaping on the pulse width modulation signal received from the audio signal reproducing device, amplifies the power, and outputs audio output means. It is characterized by generating a drive signal for driving.
[0019]
With the above configuration, in the audio signal reproduction device, the pulse width modulation signal (PDM signal, PWM signal) generated from the pulse code modulation signal (PCM signal) is transmitted to the audio output drive device. After the waveform of the modulation signal is shaped, the power is amplified to generate a drive signal for driving sound output means such as headphones.
[0020]
Therefore, since the signal transmitted from the audio signal reproducing device to the audio output driving device is a pulse width modulation signal, the signal waveform can be shaped in the audio output driving device. Therefore, in the audio output drive device, by shaping the waveform of the pulse width modulated signal before power amplification, the signal degradation caused by jitter, fluctuation, crosstalk, etc. of data generated in the transmission path between the devices is completely removed. It becomes possible.
[0021]
Therefore, even if the transmission path between the audio signal reproducing apparatus and the audio output driving apparatus is lengthened, it does not cause deterioration in sound quality. Therefore, by providing an audio output drive device near the audio output means and shortening the transmission path of the drive signal that is an analog signal, the chance of sound quality deterioration can be reduced, so that high-quality audio output is possible. . For example, even when listening to audio signals played back on a portable MD playback device using headphones connected with a thin and long headphone cable, the sound output drive device is provided on the headphones, so that the signal on the headphone cable is degraded. It can be removed to achieve high-quality sound output.
[0022]
In addition, even if the Lch GND and the Rch GND are common in the path between the audio signal reproducing device and the audio output driving device, it can be separated by the audio output driving device. Rch separation does not deteriorate. In addition, since BTL driving can be performed to generate a driving signal, common-mode noise can be removed and low-voltage and high-power driving can be performed.
[0023]
As described above, in the audio reproduction output system, the analog signal processing is performed in the audio output drive device independently on the Lch and Rch, respectively, and based on the waveform-shaped 1-bit signal without jitter. Therefore, high-quality sound output is possible.
[0024]
Furthermore, in the audio reproduction output system according to the present invention, the audio output driving device generates a first clock signal as a reference for operation, and a synchronization control signal based on the first clock signal. A synchronization control signal generating means for generating; and a synchronization control signal transmitting means for transmitting the synchronization control signal to the audio signal reproducing apparatus, wherein the audio signal reproducing apparatus uses a second clock signal as an operation reference. Is generated in synchronization with the first clock signal based on the synchronization control signal received from the audio output driving device.
[0025]
With the above configuration, the phase and frequency of the first clock signal of the audio output driving device and the second clock signal of the audio signal reproducing device can be made the same.
[0026]
Therefore, the pulse width modulation signal output from the audio signal reproducing device becomes a signal synchronized with the oscillation clock of the audio output driving device, and is synchronized with the oscillation clock of the audio output driving device from the audio signal reproducing device to the audio output driving device. A pulse amplification signal can be transmitted.
[0027]
Therefore, in the audio output driving device, the waveform of the pulse width modulation signal can be shaped based on the first clock signal. As a result, it is possible to completely eliminate signal quality degradation caused by jitter, fluctuation, crosstalk, etc. of data generated in the transmission path between both apparatuses.
[0028]
Furthermore, the audio reproduction output system of the present invention is characterized in that the synchronization control signal generation means includes an operation control signal for controlling the operation of the audio signal reproduction apparatus in the synchronization control signal. .
[0029]
With the above configuration, the operation control signal for controlling the operation of the audio signal reproduction device can be further included in the synchronization control signal. For example, the operation control signal may be transmitted together with the synchronization control signal only when the synchronization control signal is continuously transmitted and the operator transmits the operation control signal of the audio signal reproduction device. Therefore, the transmission path for the synchronization control signal and the transmission path for the operation control signal can be combined into one.
[0030]
Furthermore, the audio reproduction output system of the present invention is characterized in that the synchronization control signal generation means generates the synchronization control signal by dividing the first clock signal.
[0031]
With the above configuration, the synchronization control signal may be a frequency-divided signal obtained by frequency-dividing the first clock signal. Thereby, transmission of a synchronous control signal can be reduced in power consumption.
[0032]
Furthermore, the audio reproduction output system of the present invention includes an oscillation means for generating a clock signal as a reference for operation of the audio output driving apparatus, and a clock signal transmission means for transmitting the clock signal to the audio signal reproduction apparatus. And the audio signal reproducing device operates on the basis of the clock signal received from the audio output driving device.
[0033]
With the above configuration, the first clock signal may be transmitted as it is as the synchronization control signal. Thereby, the audio output driving device can be realized with a simple device configuration.
[0034]
The audio signal reproduction apparatus of the present invention is characterized by constituting the above-described audio reproduction output system.
[0035]
An audio output driving apparatus according to the present invention is characterized by constituting the above-described audio reproduction output system.
[0036]
A headphone according to the present invention includes the above-described sound output driving device and a speaker driven by the sound output driving device.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, a digital recording medium on which an audio signal is digitally recorded is MD (disc D), and an audio signal reproducing device that reproduces an audio signal from the digital recording medium is a portable MD reproducing device (disc reproducing device 10). Will be described.
[0038]
As shown in FIG. 1, the audio reproduction output system 1 according to the present embodiment includes a disc reproduction apparatus (audio signal reproduction apparatus) 10 and a headphone drive apparatus (audio output drive apparatus) 30. The headphone driving device 30 is mounted on the headphone 20 (FIG. 2).
[0039]
The audio reproduction output system 1 transmits the audio signal of the disc D reproduced by the disc reproduction device 10 to the headphone driving device 30 connected via the headphone cable 22, and converts it into a driving signal by the headphone driving device 30, Sound is output from a speaker (sound output means) 23. Specifically, in the disk reproducing apparatus 10, a PCM (pulse code modulation system) signal is delta-sigma modulated to generate a PWM (pulse width modulation) signal or a PDM (pulse width modulation). modulation) signal, and then transmitted to the headphone drive device 30. The headphone drive device 30 drives the speaker 23 of the headphone 20 by shaping the waveform of this PWM signal or PDM signal and then amplifying the power with a switching driver. .
[0040]
Hereinafter, the audio reproduction output system 1 will be described in detail.
[0041]
First, the disk reproducing apparatus 10 transmits a PWM signal or PDM signal obtained by delta-sigma modulation of the PCM signal to the headphone driving apparatus 30. Therefore, the disc reproducing apparatus 10 includes a signal processing circuit 11, a 1-bit delta-sigma modulation circuit 12, a system microcomputer 14, a PLL (phase locked loop) circuit (synchronous oscillation means) 15, and a headphone jack 13. It is configured.
[0042]
The signal processing circuit 11 performs demodulation, error correction, and compressed data on a signal (data) extracted by an optical pickup (not shown) from a disk D on which an audio signal such as a CD or MD is digitally recorded. A series of signal processing such as data decompression is performed and a PCM signal is output.
[0043]
The 1-bit delta-sigma modulation circuit 12 performs delta-sigma modulation on the PCM signal output from the signal processing circuit 11 and converts it into a 1-bit signal of a PWM signal or a PDM signal.
[0044]
The headphone jack 13 is a four-terminal jack provided with an L terminal, an R terminal, a G terminal, and a REM terminal. The L terminal and the R terminal output the Lch and Lch signals L and R of the 1-bit signal generated by the 1-bit delta-sigma modulation circuit 12, respectively. The G terminal outputs the 1-bit signal GND in common for Lch and Rch. The REM terminal receives a remote control signal REM (described later) that is a control signal from the headphone driving device 30.
[0045]
The system microcomputer 14 determines the pattern of the remote control signal REM and controls the operation of the disc playback apparatus 10.
[0046]
The PLL circuit 15 uses the headphone drive device based on the synchronization control signal included in the remote control signal REM received from the headphone drive device 30 as the clock signal (second clock signal) CLK2 that the disc playback device 10 uses as a reference for operation. It is generated in synchronization with 30 clock signals CLK1.
[0047]
Here, as shown in FIG. 2, the headphone 20 is provided with small speakers 23 and 23 for Lch and Rch at both ends of the arm 24, and a headphone drive device 30 at an appropriate position of the arm 24. ing. The headphone driving device 30 is connected to the speakers 23 and 23 via cables 25 and 25 and to the headphone plug 21 via a headphone cable 22.
[0048]
The headphone plug 21 is a four-terminal plug having an L terminal, an R terminal, a G terminal, and a REM terminal, and is used by being inserted into the headphone jack 13 of the disc playback apparatus 10. Here, the headphone plug 21 and the headphone cable 22 have the same GND for the Lch and the Rch as in the headphone jack 13.
[0049]
Next, as shown in FIG. 1, the headphone driving device 30 drives the speaker 23 of the headphone 20 by shaping the PWM signal or PDM signal received from the disk reproducing device 10 and then amplifying the power. Generate a signal. For this reason, the headphone driving device 30 includes a remote control signal generating circuit ( Synchronous control signal transmission means ) 31, a crystal oscillation circuit (first oscillation means) 32, a battery / power supply circuit 33, a flip-flop 34, a driver 35, and an LPF (low pass filter) 36.
[0050]
The crystal oscillation circuit 32 generates a clock signal (first clock signal) CLK1 that is used as a reference for operation by the headphone driving device 30.
[0051]
The remote control signal generation circuit 31 generates a remote control signal REM based on the clock signal CLK1 and transmits it to the disc playback apparatus 10. As will be described later, the remote control signal REM includes an operation control signal and a synchronization control signal.
[0052]
The flip-flop 34, the driver 35, and the LPF 36 are provided with two systems for Lch and Rch.
[0053]
The flip-flop 34 takes in the 1-bit signal and shapes the waveform based on the clock signal CLK1. The flip-flop 34 can remove signal deterioration due to jitter, crosstalk, fluctuation, and the like of the 1-bit signal. An inverter 38 that inverts the clock signal CLK1 is provided in front of the flip-flop 34 in order to detect the falling of the clock signal CLK1.
[0054]
The driver 35 performs switching amplification on the 1-bit signal whose waveform has been shaped by the flip-flop 34.
[0055]
The LPF 36 generates a drive signal by allowing only the low-frequency component of the signal amplified by the driver 35 to pass through, and inputs this to the speaker 23 via the cable 25.
[0056]
The battery / power supply circuit 33 is a battery and a power supply circuit for driving the headphone driving device 30.
[0057]
Next, operations of the disk reproducing device 10 and the headphone driving device 30 will be described.
[0058]
In the disk reproducing apparatus 10, a digital signal read from the disk D is converted into a PCM signal by the signal processing circuit 11, and converted into a 1-bit signal of a PWM signal or a PDM signal by a 1-bit delta sigma modulation circuit 12. The 1-bit signal is supplied to the L and R terminals of the headphone jack 13.
[0059]
Here, the processing until the signal processing circuit 11 outputs the PCM signal is mainly digital signal processing, and the output PCM signal is subjected to independent signal processing by Lch / Rch. Therefore, since it is a digital signal, it is not affected by sound quality deterioration due to analog elements such as power supply noise and substrate pattern.
[0060]
Next, in the headphone driving device 30, the Lch and Rch 1-bit signals (PDM signal or PWM signal) input from the headphone plug 21 are shaped by the flip-flop 34, amplified by the driver 35, and passed through the LPF 36. By passing, it is converted into an analog signal for driving the speaker 25.
[0061]
Here, although a 1-bit signal is expressed by binary values of 1 and 0, it has the property of being converted into an analog signal by passing through an LPF as it is or after amplification, and how to process it Some have analog elements. Signal degradation due to jitter, crosstalk, fluctuation, etc. of the 1-bit signal is removed by the flip-flop 34.
[0062]
In this way, by transmitting the audio signal in the form of a 1-bit signal from the disk playback device 10 to the headphone drive device 30 of the headphone 20, signal quality deterioration in the transmission path is removed, and high-quality sound output is performed. Obtainable. Therefore, even when listening to the audio signal played back on the portable MD playback device with headphones connected with a thin and long headphone cable, the deterioration of the signal with the headphone cable can be removed, so that high-quality sound output is possible. Become.
[0063]
Next, the remote control signal REM generated by the remote control signal generation circuit 31 will be described with reference to FIG.
[0064]
The remote control signal REM is generated by the remote control signal generation circuit 31 based on the oscillation clock (clock signal CLK1) of the crystal oscillation circuit 32 of the headphone driving device 30.
[0065]
The remote control signal REM can be configured with a waveform as shown in FIG. 3, for example, when 3-bit data is transferred serially as an operation control code. That is, the remote control signal REM is composed of a sync signal (sync pattern) and a 3-bit data signal (operation control signal).
[0066]
The sync signal is composed of Low for 4 clocks and Hi for 4 clocks. The sync signal is used by the system microcomputer 15 to detect the head of data. The sync signal is used by the PLL circuit 15 to generate the clock signal CLK2 in synchronization with the clock signal CLK1. That is, the sync signal corresponds to the synchronization control signal. Therefore, the remote control signal generation circuit 31 continuously supplies the remote control signal REM indicating “no input (code 0)” to the disk reproducing apparatus 10 even when there is no operation control instruction.
[0067]
The data signal is inserted between the sync signals. For example, when the operator presses, for example, a push switch in the key switch circuit 37, the remote control signal generation circuit 31 generates an operation control code pattern corresponding to the pressed switch. The data signal is used by the system microcomputer 14 for operation control according to the pattern of the disk reproducing apparatus 10.
[0068]
As shown in FIG. 3, the data signal pattern is, for example, “no input” for (0, 0, 0), “play” for (0, 0, 1), “record” for (0, 1, 0). ", (0, 1, 1)", "tune up", ..., (1, 1, 1), "volume down". “1” is composed of Low for two clocks and Hi for two clocks, and “0” is composed of Low for four clocks.
[0069]
The structure of the remote control signal REM, that is, the sync signal and the data signal is not limited to the pattern shown in FIG. 3, and can be arbitrarily set according to the specifications of the audio reproduction output system.
[0070]
As described above, the PLL circuit 15 generates the high-frequency clock signal CLK2 synchronized with the remote control signal REM. Therefore, the oscillation clock signal CLK1 of the headphone driving device 30 and the clock signal CLK2 generated by the disc reproducing device 10 have the same phase and frequency. Then, the disk reproducing device 10 operates based on the clock signal CLK2. Therefore, the 1-bit signal output from the 1-bit delta-sigma modulation circuit 12 is a signal synchronized with the oscillation clock of the headphone driving device 30.
[0071]
Here, in order to perform a PLL operation for the remote control signal REM supplied via the headphone cable 22, the PLL circuit output (FIG. 4) contains a lot of jitter components. The output of the 1-bit ΔΣ modulation circuit 12 that operates using the PLL circuit output as the clock CLK2 also includes jitter. Furthermore, since it reaches the flip-flop 34 via the headphone cable 22, jitter and waveform rounding are further increased in the flip-flop input (FIG. 4). However, the output CLK1 of the crystal oscillation circuit 32 has a waveform with very little jitter in the vicinity of oscillation (FIG. 4), is inverted by the inverter 38, and latches at the timing when the flip-flop input H and L are determined. As a result, a flip-flop output (FIG. 4) with very little jitter can be obtained.
[0072]
That is, as shown in FIG. 4, when the flip-flop 34 resamples with the oscillation clock of the headphone drive device 30, the output of the flip-flop 34 is shaped into a waveform without jitter. Therefore, the flip-flop 34 can remove the waveform deterioration that occurs while passing through the headphone plug 21 and the headphone cable 22. The crystal oscillation circuit 32 is preferably arranged in the vicinity of the flip-flop 34.
[0073]
As described above, in the audio reproduction output system 1, in the headphone drive device 30, the analog signal processing is performed independently for each of the Lch and Rch, and based on the 1-bit signal without jitter that has been waveform-shaped. That is, unlike the conventional headphones 120 (FIG. 7), there is no restriction that GND must be shared between Lch and Rch. Therefore, the speaker 23 can be driven by BTL (Bridged TransLess) (referred to as a full bridge in a digital amplifier). Therefore, it is possible to remove common-mode noise, drive at a high output with a low voltage, and the like.
[0074]
In the 1-bit digital signal-analog signal conversion, clock jitter is the biggest problem in terms of sound quality. In the audio reproduction output system 1, a PDM signal or a PWM signal is transferred from the disk reproduction device 10 in synchronization with the oscillation clock of the headphone driving device 30. Therefore, by re-sampling with the oscillation clock of the headphone drive device 30 against signal quality degradation due to jitter, fluctuation, and crosstalk of data generated in the transfer path between both devices, signal degradation is completely eliminated. It becomes possible to do.
[0075]
In the above, the remote control signal REM is transmitted from the headphone driving device 30 to control the operation of the disc reproducing device 10, and the PLL circuit 15 of the headphone driving device 30 generates the clock signal CLK2 using the remote control signal REM. Explained the case. In this regard, in the case of a system that does not need to control the operation of the disk reproducing device 10 from the headphone driving device 30, the clock signal CLK1 of the headphone driving device 30 or a signal obtained by dividing the clock signal CLK1 is used instead of the remote control signal REM. The same function can also be realized by supplying to the disc playback apparatus 10.
[0076]
Specifically, as shown in FIG. 5, the headphone driving device (sound output driving device) 30 ′ does not include the key switch circuit 37 and the remote control signal generating circuit, as compared with the headphone driving device 30 (FIG. 1). A frequency divider (instead of 31) Synchronous control signal transmission means ) 31 '.
[0077]
The frequency dividing circuit 31 ′ generates the frequency-divided signal DIV by frequency-dividing the clock signal (first clock signal) CLK1 of the headphone driving device 30 generated by the crystal oscillation circuit (oscillating means, clock signal transmitting means) 32. Then, the frequency-divided signal DIV is transmitted as a synchronization control signal to the disc reproducing apparatus (audio signal reproducing apparatus) 10 '.
[0078]
In the disc player 10 ', the PLL circuit 15 generates a clock signal CLK2 that is used as a reference for the operation of the disc player 10' based on the frequency-divided signal DIV received from the headphone driver 30 '. In the disk reproducing apparatus 10 ′, since it is not necessary to control the operation according to an instruction from the headphone driving apparatus, the system microcomputer 14 (FIG. 1) is not provided.
[0079]
Further, the frequency dividing circuit 31 ′ may not be provided in the headphone driving device 30 ′, and the clock signal CLK 1 generated by the crystal transmission circuit 32 may be supplied as it is to the disk reproducing device 10 ′ as a synchronization control signal.
[0080]
Note that the headphone driving devices 30 and 30 ′ are mounted inside the arm 24 of the headphone 20 if the headphone driving devices 30 and 30 ′ are downsized using an IC (integrated circuit) or LSI (large-scale integration). This is desirable in terms of size.
[0081]
Finally, this embodiment does not limit the scope of the present invention, and various modifications are possible within the scope of the present invention. For example, the present embodiment can be configured as follows.
[0082]
The audio reproduction output system of the present invention includes a disk reproduction apparatus and a headphone driving apparatus, and the disk reproduction apparatus reads a signal from a recording medium in which an audio signal is digitally recorded, and the read signal is converted into a PDM signal or PWM. A signal processing means for converting the signal into a signal; and a transmission means for transmitting the signal processed by the signal processing means to the outside. The headphone driving device includes a receiving means for receiving a transmission signal from the disk reproducing device; Oscillating means for generating a clock having a frequency of, a waveform shaping means for regenerating the received signal of the receiving means by the clock, a switching amplification means for switching and amplifying the waveform shaped signal by the waveform shaping means, and amplifying by the switching amplification means And a low-pass filter that passes only low-frequency components from the received signal. It may be.
[0083]
Furthermore, the audio reproduction output system may be operated by supplying a clock generated by the oscillation means of the headphone driving device to the disk reproduction device.
[0084]
Further, the audio reproduction output system may be operated by supplying a clock obtained by dividing the clock generated by the oscillating means of the headphone driving device to the disk reproduction device.
[0085]
Further, the audio reproduction output system supplies a clock obtained by dividing the clock generated by the oscillation means of the headphone drive device to the disk reproduction device, and the disk reproduction device inputs the divided clock to the PLL circuit, A clock having a higher frequency synchronized with the divided clock may be generated and operated with this generated clock.
[0086]
Further, the audio reproduction output system includes a control signal generation means for the headphone drive device to control the operation mode of the disk reproduction device, and the control signal is a clock generated by the oscillation means of the headphone drive device. The control signal is supplied to the disc playback device, and the control signal is input to the PLL circuit in the disc playback device to generate a clock having a higher frequency synchronized with the divided clock. It may be operated by a generated clock.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, the audio reproduction output system of the present invention includes the audio signal reproduction device and the audio output driving device, and the audio signal reproduction device obtains the pulse width modulation signal obtained by delta-sigma modulation of the pulse code modulation signal. To the audio output driving device, and the audio output driving device drives the audio output means by amplifying the power after waveform shaping of the pulse width modulation signal received from the audio signal reproducing device. A drive signal is generated.
[0088]
Therefore, since the signal transmitted from the audio signal reproduction device to the audio output driving device is a pulse width modulation signal, the signal waveform can be shaped in the audio output driving device. Therefore, in the audio output drive device, by shaping the waveform of the pulse width modulated signal before power amplification, the signal degradation caused by jitter, fluctuation, crosstalk, etc. of data generated in the transmission path between the devices is completely removed. It becomes possible.
[0089]
Therefore, even if the transmission path between the audio signal reproducing apparatus and the audio output driving apparatus is lengthened, it does not cause deterioration in sound quality. Therefore, by providing an audio output drive device near the audio output means and shortening the transmission path of the drive signal that is an analog signal, the chance of sound quality deterioration can be reduced, so that high-quality audio output is possible. There is an effect.
[0090]
In addition, even if the Lch GND and the Rch GND are common in the path between the audio signal reproducing device and the audio output driving device, it can be separated by the audio output driving device. The effect is that the Rch separation does not deteriorate. In addition, since the BTL drive can be performed to generate the drive signal, it is possible to remove the common-mode noise and to drive the low voltage and large output.
[0091]
As described above, in the audio reproduction output system, the analog signal processing is performed in the audio output drive device independently on the Lch and Rch, respectively, and based on the waveform-shaped 1-bit signal without jitter. Therefore, high-quality sound output is possible.
[0092]
Furthermore, in the audio reproduction output system according to the present invention, the audio output driving device generates a first clock signal as a reference for operation, and a synchronization control signal based on the first clock signal. A synchronization control signal generating means for generating; and a synchronization control signal transmitting means for transmitting the synchronization control signal to the audio signal reproducing apparatus, wherein the audio signal reproducing apparatus uses a second clock signal as an operation reference. Is generated in synchronization with the first clock signal based on the synchronization control signal received from the audio output driving device.
[0093]
Therefore, the pulse width modulation signal output from the audio signal reproducing device is a signal synchronized with the oscillation clock of the audio output driving device, and the audio output from the audio signal reproducing device is synchronized with the oscillation clock of the audio output driving device. A pulse amplification signal can be transmitted to the driving device.
[0094]
Therefore, in the audio output driving device, the waveform of the pulse width modulation signal can be shaped based on the first clock signal. As a result, there is an effect that it is possible to completely eliminate signal quality degradation caused by jitter, fluctuation, crosstalk, and the like of data generated in the transmission path between both apparatuses.
[0095]
Furthermore, in the audio reproduction output system of the present invention, the synchronization control signal generation means includes an operation control signal for controlling the operation of the audio signal reproduction apparatus in the synchronization control signal.
[0096]
Therefore, an operation control signal for controlling the operation of the audio signal reproduction device can be further included in the synchronization control signal. Therefore, the transmission path of the synchronization control signal and the transmission path of the operation control signal can be combined into one.
[0097]
Furthermore, in the audio reproduction output system according to the present invention, the synchronization control signal generating means divides the first clock signal to generate the synchronization control signal.
[0098]
Therefore, the synchronization control signal may be a divided signal obtained by dividing the first clock signal. As a result, it is possible to reduce the power consumption of the transmission of the synchronization control signal.
[0099]
Furthermore, the audio reproduction output system of the present invention includes an oscillation means for generating a clock signal as a reference for operation of the audio output driving apparatus, and a clock signal transmission means for transmitting the clock signal to the audio signal reproduction apparatus. And the audio signal reproducing device operates on the basis of the clock signal received from the audio output driving device.
[0100]
Therefore, the first clock signal can be transmitted as it is as the synchronization control signal. Thereby, the audio output driving device can be realized with a simple device configuration.
[0101]
The audio signal reproduction apparatus of the present invention constitutes the above-described audio reproduction output system.
[0102]
The audio output driving device of the present invention constitutes the above-described audio reproduction output system.
[0103]
A headphone according to the present invention includes the above-described sound output driving device and a speaker driven by the sound output driving device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of an audio reproduction output system according to an embodiment of the present invention, that is, a disk reproduction device and a headphone driving device.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of a headphone on which the headphone driving device shown in FIG. 1 is mounted.
FIG. 3 is a timing chart showing patterns of a clock signal and a remote control signal generated by the headphone driving device shown in FIG. 1 and a clock signal generated by the disk reproducing device.
4 is an explanatory diagram for explaining waveform shaping of a 1-bit signal in the headphone driving device shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing an outline of another configuration of an audio reproduction output system according to an embodiment of the present invention, that is, a disk reproduction device and a headphone driving device.
FIG. 6 is a block diagram showing an outline of a configuration of a conventional disk reproducing apparatus.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration of a conventional headphone.
[Explanation of symbols]
1 Audio playback output system
10, 10 'disc playback device (audio signal playback device)
15 PLL circuit (synchronous oscillation means)
20 headphones
23 Speaker (Audio output means)
30, 30 'Headphone drive device (sound output drive device)
31 Remote control signal generation circuit ( Synchronous control signal transmission means )
31 'frequency divider ( Synchronous control signal transmission means )
32. Crystal oscillation circuit (first oscillation means, oscillation means, clock signal transmission means)
CLK1 clock signal (first clock signal)
CLK2 clock signal (second clock signal)
DIV frequency division signal (synchronous control signal)
REM remote control signal (synchronous control signal)

Claims

Including an audio signal reproducing device and an audio output driving device;
The audio signal reproduction device transmits a pulse width modulation signal obtained by delta-sigma modulation of a pulse code modulation signal to the audio output driving device,
The audio output driving device is
Based on the first clock signal as a reference of operation, the waveform of the pulse width modulation signal received from the audio signal reproduction device is waveform-shaped, and then the power is amplified to generate a drive signal for driving the audio output means And
First oscillating means for generating the first clock signal;
Synchronization control signal transmitting means for generating a synchronization control signal based on the first clock signal and transmitting the synchronization control signal to the audio signal reproduction device;
And the said audio | voice signal reproduction | regeneration apparatus is,
Synchronous oscillation means for generating a second clock signal as an operation reference in synchronization with the first clock signal based on the synchronization control signal received from the audio output driving device is provided. Audio playback output system.

2. The audio reproduction output system according to claim 1, wherein the synchronization control signal transmission means includes an operation control signal for controlling the operation of the audio signal reproduction apparatus in the synchronization control signal.

2. The audio reproduction output system according to claim 1, wherein the synchronization control signal transmission unit generates the synchronization control signal by dividing the first clock signal.

Including an audio signal reproducing device and an audio output driving device;
The audio signal reproduction device transmits a pulse width modulation signal obtained by delta-sigma modulation of a pulse code modulation signal to the audio output driving device,
The audio output driving device is
Based on the clock signal as a reference for operation, after shaping the pulse width modulation signal received from the audio signal reproduction device, the power is amplified to generate a drive signal for driving the audio output means,
Oscillating means for generating the clock signal;
Clock signal transmission means for transmitting the clock signal to the audio signal reproduction device,
An audio reproduction output system, wherein the audio signal reproduction apparatus operates on the basis of the clock signal received from the audio output drive apparatus.

5. An audio signal reproduction apparatus comprising the audio reproduction output system according to any one of claims 1 to 4.

5. An audio output driving apparatus comprising the audio reproduction output system according to claim 1.

A headphone comprising the audio output driving device according to claim 6 and a speaker driven by the audio output driving device.