JP2008217934A - 信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも２種類の信号源を有する機器と、信号源に対応する複数の接続ケーブルを介して接続され、前記各信号源から送られる信号を処理する信号処理装置において、両装置間の接続ケーブルのグランド側に流れる各信号電流により発生する両装置間のグランド電位差により発生するノイズを、ノイズ打消し電圧を生成し、ノイズを打消すべき信号線に混入することで、抑制できる信号処理装置を提供する。
【解決手段】 信号処理装置内入力部１０は、グランド電位差En相当分のノイズ打消し電圧Ecをビデオ信号電圧Evから任意の乗算係数を用いて生成し、ライン音声信号電圧Eaに加算することを可能とするノイズ除去回路１１０を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、少なくとも２種類の信号源を有する機器と、信号源に対応する複数の信号線を介して接続され、前記各信号源から送られる信号を処理する信号処理装置の間に、信号線のグランド側を流れる信号電流により、前記装置間で発生する電位差により、信号処理装置に現れるノイズ電圧を低減する技術に関する。

信号処理装置とＤＶＤプレーヤを、ビデオ信号接続ケーブルとライン音声接続ケーブルを介して接続したとき、接続ケーブルのグランド線には、ビデオ信号電流とライン音声信号電流を合計した電流が流れる。上記グランド接続された接続ケーブルは抵抗を持つため、ＤＶＤプレーヤと信号処理装置との間で電位差が生じ、ノイズとなってライン音声信号に混入し、音質の劣化を招く。

グランドループを回避するためには、グランド線と信号線を分離して１点接地する方法や、そのための器具（特許文献１参照）が用いられてきた。

特開平１１−２６０４３５号公報

しかしながら１点接地は、接続ケーブルのグランド線と信号線を分離する器具を必要とし、さらにグランド線も長くなりがちである。結果、信号線とグランド線が互いに遠く離れてしまうため、大きなループが形成され、そのループに飛び込む外来ノイズが雑音として信号に加わってしまう。

本発明の信号処理装置によれば、グランド線を流れる信号電流がノイズ源となることが想定される当該グランド線に対応する信号源からの信号を送信する接続ケーブルの信号線と、ノイズを打消すべき信号線との間に、ノイズ除去回路が介在することを特徴とする信号処理装置が提供される。

本発明は、少なくとも２種類の信号源を有する機器と、信号源に対応する複数の信号線を介して接続され、前記各信号源から送られる信号を処理する信号処理装置の間で発生する電位差Enに相当する電圧を、乗算回路が乗算係数を用いて生成し、加算回路がノイズを打消すべき信号線に加算する。その結果、ノイズを低減し、高品位な音声信号の伝送が実現される。

本発明によれば、少なくとも２種類の信号源を有する機器と、信号源に対応する複数の接続ケーブルを介して接続される信号処理装置の接続において、従来の接続器具を用いることができ、ケーブル長によって変化するグランド線のインピーダンスに影響されること無くノイズを低減する信号処理装置を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図１に基づいて説明する。信号処理装置１は、入力部１０、ビデオ出力部１１、アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）１２、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）１３、ディジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１４、オーディオ出力部１５、制御部１６、および、操作部１７を備えて構成される。

入力部１０は、ノイズ除去回路１１０、ビデオ負荷抵抗１０３、音声負荷抵抗１０４を備える。さらに、ビデオ入力端子１０１、ライン音声入力端子１０２から、ＤＶＤプレーヤ２０と電気的に接続されており、ケーブル接続されたビデオ信号線１０５とライン音声信号線１０６を備える。

ビデオ信号入力端子１０１には、ビデオ信号接続ケーブル３０１が接続される。ビデオ信号接続ケーブル３０１を介して、ＤＶＤプレーヤ２０からアナログビデオ信号が入力される。ライン音声信号入力端子１０２には、ライン音声信号接続ケーブル３０２が接続される。ライン音声信号接続ケーブル３０２を介して、ＤＶＤプレーヤ２０からアナログオーディオ信号が入力される。

ビデオ信号接続ケーブル３０１は、内部導体のビデオ信号線３０１ａと、外部導体のグランド線３０１ｂとを有する。ライン音声信号ケーブル３０２は、内部導体のライン音声信号線３０２ａと、外部導体のグランド線３０２ｂとを有する。

なお、音声信号については、たとえば、ステレオ２チャンネル、サラウンドの５．１チャンネル等のマルチチャンネルの場合、チャンネル毎に入力端子を備える構成とすることができる。

チャンネル毎に備えられたＡＤＣ１２は、入力された各チャンネルのアナログオーディオ信号をデジタルオーディオ信号に変換し、ＤＳＰ１３へ変換したデジタルオーディオ信号を出力する。ＤＳＰ１３は、デジタルオーディオ信号にサラウンドデコード処理等のデジタル信号処理を施す。

ＤＡＣ１４は、デジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換し、オーディオ出力部１５へ変換したアナログオーディオ信号を出力する。オーディオ出力部１５は、各チャンネルに対応した出力端子を備え、各チャンネルのアナログオーディオ信号は、それぞれのチャンネルに対応した出力端子から出力され、各チャンネルのスピーカに入力される。

ビデオ信号入力端子１０１から入力されたアナログビデオ信号は、ビデオ出力部１１から出力され、図示しないモニター等に入力される。

または、入力されたアナログビデオ信号をデジタル信号に変換し、解像度の変換等の信号処理を施した後、アナログ信号に変換したビデオ信号をビデオ出力部１１から出力してもよい。

ノイズ除去回路１１０は、オペアンプにより構成され、乗算回路１１１および、加算回路１１２を備える。乗算回路１１１はビデオ信号入力端子１０１から入力されたビデオ信号電圧Evに乗算係数を乗算して電位差Enに相当するノイズ打消し電圧を生成し、加算回路112はライン音声信号線１０６へと混入する。ノイズ打消し電圧を加算されたアナログオーディオ信号は、ＡＤＣ１２に入力される。

次に、図４を用いて、電位差Enがどのようにして生成されるか、また、その値がどの程度になるかについて見積もるため、数値に基づいて求めることにより説明する。

ＤＶＤプレーヤと、信号処理装置の間で発生する電位差Enは、
En = Ir×R
= (Iv＋Ia)×R
= {[(Ev÷(R＋Rv))＋(Ea÷(R＋Ra)}]×R …(1)
の式で表される。

通常Rは0.1以下の十分に小さな値であるから、近似式として
En ≒ (Ev÷Rv)×R = R/Rv・Ev …(2)
が得られる。

よって、Enは、信号処理装置とＤＶＤプレーヤとの接続に使用される接続ケーブルのグランド線合計抵抗値Rによる係数（R／Rv）を、ビデオ信号電圧Evに乗じたものと精度良く近似する。

一般的に使用されると想定されるケーブルの抵抗値と各部の電圧を想定して、ＤＶＤプレーヤと信号処理装置との間で発生するEnについて計算した一例を示す。

ビデオ信号電圧Ev : 1.0Vp-p (100%画面)
ビデオ負荷抵抗Rv : 75Ω
ライン音声信号電流Ea : 2.8Vp-p (1.0Vrms)
ライン音声負荷抵抗Ra : 47kΩ
接続ケーブルのグランド線合計抵抗値R : 0.05Ω
とすると、電位差Enは式(1)より、
En = {(1.0Vp-p÷75Ω)＋(2.8Vp-p÷47000Ω)}×0.05Ω
= (13.333mAp-p＋0.0596mAp-p)×0.05Ω
= 0.67mVp-p
この式によると、ＤＶＤプレーヤと信号処理装置との間で発生するノイズは、そのほとんどがビデオ信号電流に起因するものであることがわかる。

図５の回路図を用いて、本発明の原理を説明する。

ノイズ除去回路１１０は、電位差Enを打消すため、En相当分のノイズ打消し電圧Ecを、(2)の式を用いて生成し、ライン音声信号電圧Eaに混合する。

信号処理装置１のライン音声信号入力端子１０２に入力される電圧Eaiは、
Eai = Ea＋Ec-Enで表され、ここで、Ec = Enであるから、
Eai = Ea …(3)
が導かれる。

式（3）から、ノイズ混入の原因となる電位差Enの影響を排除し、DVDプレーヤのライン音声信号源であるEaを、そのままEaiとして、信号処理装置のライン音声信号端子に入力することができる。

よって、ＤＶＤプレーヤと信号処理装置との接続に使用される接続ケーブルのグランド線合計抵抗値Rに合わせて、ライン音声信号電圧へのビデオ信号電圧の混合割合が最適となるように、乗算係数が設定される。

次に、前述したEnを使って、ノイズ除去を行う場合の実施例について、図２に基づいて説明する。

実施例１では、ノイズ除去装置１１0に、接続ケーブルの合計抵抗Rと、ビデオ負荷抵抗Rvの値から、あらかじめ最適な乗算係数が設定され、Evに乗算して電位差Enに相当するノイズ打消し電圧Ecを生成し、ライン音声信号電圧Eaへと混入する。

以下、一般的に使用されると想定される機器を用いる際の、最適な乗算係数（R／Rv）について説明する。

乗算係数（R／Rv）は、一般的に使用されると想定される値、ビデオ負荷抵抗Rv=75Ωおよび、ライン音声負荷抵抗Ra=47kΩとおくと、式（１）、（２）から、
En = Ir×R = {(Iv＋Ia)×R}
= ［{(Ev÷(R＋75)}＋{Ea÷(R＋47000)}］×R
通常、Rは0.1以下の充分小さな値であるから、近似式として、
En ≒ (Ev÷75)×R＝R／75・Ev
であり、乗算係数はR／75となる。

実施例２について、図１、図３を用いて説明する。

第２の例では、操作部１７は、ノイズ除去回路１１０において、ビデオ信号電圧をライン信号電圧に加算する割合（乗算係数）を設定する操作４１を受け付ける。また、電源のオンオフ指示４２、音量調整４０等の各種指示を入力するための操作部を有する。（図１）具体的には、操作の受付のために、ユーザインタフェースが設けられる。ユーザインタフェースとしては、角度変位可能な回転つまみ、変位可能なスライドつまみ、タッチパネル等を用いることができる。もちろん、これらを併用することができる。

ユーザインタフェースでの、ユーザにより操作される各要素には、信号処理装置１の電源オンオフのためのスイッチ、ボタン等があげられる。乗算係数設定のための調整ボタン、音量調整ボタン等が挙げられる。

制御部１６は、乗算回路１１１が、操作部１７で設定された乗算係数（R／Rv）をビデオ信号電圧Evに乗じ、電位差Enに相当するノイズ打消し電圧Ecを生成し、加算回路１１２が、Ecをライン音声信号電圧Eaに加算するように、ノイズ除去回路１１０を制御する。なお、乗算係数（R／Rv）の設定は、デフォルト値を定めておき、操作部１７からの操作がない場合には、乗算係数（R／Rv）のデフォルト値が用いられる。また、操作部１７での操作は、デフォルト値を中心として、係数値を微調整するよう、設定を変える構成とすることができる。

本実施例によれば、ノイズ除去回路１１０がデフォルトの乗算係数を用いてノイズ打消し電圧Ecを生成し、ライン音声信号電圧Ecに加算してノイズを除去した上で、さらに人間の聴感上問題となるノイズが生じていれば、操作部１７を操作することによって、ノイズ打消し電圧Ecを微調整することができる。また、信号処理装置１との接続に使用される接続ケーブルのグランド線合計抵抗値Rや、ビデオ負荷抵抗Rvがデフォルトの設定値と異なる場合でも、ユーザが操作部１７を操作し、電位差Enに相当するノイズ打消し電圧Ecを最適となるように調整することが可能である。

本発明の実施例である信号処理装置の構成図である。 実施例１における信号処理装置の構成図である。 実施例２における信号処理装置の構成図である。 電位差について簡略化した回路で説明する図である。 加算装置の効果を説明する図である。

符号の説明

１…信号処理装置、１０…入力部、１１…ビデオ出力部、１２…ＡＤＣ、１３…ＤＳＰ、１４…ＤＡＣ、１５…オーディオ出力部、１６…制御部、１７…操作部、２０…ＤＶＤプレーヤ、１０１…ビデオ信号入力端子、１０２…ライン音声信号入力端子、１０３…ビデオ負荷抵抗、１０４…ライン音声負荷抵抗、１０５…ビデオ信号線、１０６…ライン音声信号線、１１０…ノイズ除去回路、１１１…乗算回路、１１２…加算回路、３０１…ビデオ信号接続ケーブル、３０１ａ…ビデオ信号接続ケーブル信号線、３０１ｂ…ビデオ信号接続ケーブルグランド線、３０２…ライン音声信号接続ケーブル、３０２ａ…ライン音声信号接続ケーブル信号線、３０２ｂ…ライン音声信号接続ケーブルグランド線

Claims (3)

1. それぞれ信号線およびグランド線を有する、複数の接続ケーブルを介して、少なくとも２種類の信号源を有する映像音声再生機器と、信号源に対応して接続され、前記各信号源から送られるライン音声信号と、ビデオ信号とを処理する信号処理装置において、
   前記接続ケーブルの信号線からの信号が入力される入力部と、入力された信号をそれぞれ処理する処理部と、を有し、
   前記入力部は、
   前記接続ケーブルを接続するためのコネクタと、
   ノイズ打消し電圧を生成する乗算回路、および、ライン音声信号線に前記ノイズ打消し電圧を加算する加算回路と、を備え、
   前記乗算回路は、前記信号源のうち、グランド線を流れる信号電流がノイズ源となることが想定される当該グランド線に対応するビデオ信号線の信号源電圧Evに、当該ビデオ信号線の負荷抵抗をRvとし、前記複数の接続ケーブルのグランド線の合計抵抗をRとした、乗算係数（R／Rv）を乗じて、グランド線に生じる電位差Enを生成し、
   前記加算回路は、前記ライン音声信号線電圧に、前記生成されたEnを加算すること
   を特徴とする信号処理装置。
2. 請求項１記載の信号処理装置であって、
   前記乗算回路において、前記乗算係数（R／Rv）が、あらかじめ設定されていること
   を特徴とする信号処理装置。
3. 請求項１記載の信号処理装置であって、
   ユーザの操作を受け付けて、前記乗算係数（R／Rv）を変更するための操作部と、
   前記乗算回路と前記加算回路と、を制御する制御部を備えていること
   を特徴とする信号処理装置。

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