JP2018011216A - Sound data processing device - Google Patents
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- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
Description
この発明は、音データ処理装置に関する。 The present invention relates to a sound data processing apparatus.
従来から、デジタルミキサをはじめとする、デジタルの音信号(「音データ」と呼ぶ)を出力する種々の音データ処理装置において、外部の機器から音データを入力することが行われている。また、特許文献1に記載のように、複数の外部装置から、それぞれワードクロック(タイミング情報)を伴う音データを入力する装置も知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in various sound data processing apparatuses that output digital sound signals (referred to as “sound data”) such as a digital mixer, sound data is input from an external device. Further, as described in
特許文献1には、デジタル音響処理装置において、いずれか1つの音データ供給元を選択し、その供給元から供給されるワードクロックに基づきサンプリングクロックを生成して、その音データの出力用のクロックとしてDSP(デジタル信号処理部)へ供給する音データ処理装置が記載されている。
また、これとは別に、特許文献2及び特許文献3には、音データのあるサンプルと次のサンプルの途中の時点のサンプルを、ラグランジェ補間等の補間演算を用いて、目標時点のサンプルの前後のサンプルから算出するサンプル間補間技術が記載されている。また、特許文献3には、この補間を利用して、入力サンプル列をこれとサンプリング周波数の異なる出力サンプル列に変換するサンプルレート変換技術が記載されている。
Separately, in
しかしながら、特許文献1に記載のような従来の音データ処理装置では、音データの出力タイミングを規定するサンプリングクロックの生成に用いるワードクロックの選択を変更した場合、新たに選択したワードクロックから生成されるサンプリングクロックが安定するまでにある程度の時間を要するという問題があった。そしてこのため、サンプリングクロックが不安定な間は、音データの出力タイミングにゆらぎが発生してしまうため、ワードクロックの選択を変更すると、サンプリングクロックが安定するまでのある程度の時間、音データの出力をミュート(音が聞こえない程度にレベルを絞ること)しなければならなかった。
However, in the conventional sound data processing apparatus described in
この点については、音データを受け取る入力部毎に、音データと共に伝送されるワードクロックに基づきサンプリングクロックの候補を生成するPLL(位相ロックループ)部を設け、その各候補から、音データの出力タイミングを規定するサンプリングクロックを選択するようにすれば、一定程度改善できる。この構成であれば、サンプリングクロックの候補は、選択された時点で既に安定して生成されているためである。 In this regard, for each input unit that receives sound data, a PLL (phase lock loop) unit that generates sampling clock candidates based on the word clock transmitted together with the sound data is provided, and the sound data is output from each candidate. If a sampling clock that defines the timing is selected, it can be improved to some extent. This is because the sampling clock candidates have already been stably generated at the selected time.
この構成の音データ処理装置が、相互に同期する複数のワードクロックを受け取っている場合、複数のPLLで生成される複数の候補間で位相は相互に一致しない。各候補が追従するワードクロックの位相が、相互に異なるためである。このため、ユーザが候補の選択を変更すると、候補間の位相差のため、サンプリングクロックがゆらいで、出力する音データにノイズが発生する。
従って、音データの入力部毎にPLL部を設ける場合に、相互に同期する複数のワードクロックから複数の候補が生成されていても、それらの候補間で選択変更するときには、僅かな期間ではあるが音データ出力をミュートしなければならないという問題がある。なお、複数の機器のワードクロック(ないしサンプリングクロック)を相互に同期させることは、プロ用の音響機器では良く行われている。その場合、それらの機器間では、音データをサンプルレート変換なしに相互に伝送できる。
When the sound data processing apparatus having this configuration receives a plurality of word clocks synchronized with each other, the phases do not coincide with each other among the plurality of candidates generated by the plurality of PLLs. This is because the phases of word clocks followed by the candidates are different from each other. For this reason, when the user changes the selection of the candidate, the sampling clock fluctuates due to the phase difference between the candidates, and noise is generated in the output sound data.
Therefore, when a PLL unit is provided for each sound data input unit, even if a plurality of candidates are generated from a plurality of word clocks synchronized with each other, it is a short period when the selection is changed between these candidates. There is a problem that the sound data output must be muted. Note that it is common in professional audio equipment to synchronize the word clocks (or sampling clocks) of multiple devices. In that case, sound data can be transmitted between these devices without sample rate conversion.
この発明は、そういう状況で、音データの出力タイミングを規定するクロック信号の生成に用いるワードクロックの切り替えを、それが同期するクロック間での切り替えである場合に、出力する音データをミュートせずに、かつ、位相差に起因するノイズ無しに行えるようにすることを目的とする。 In such a situation, the present invention does not mute the output sound data when the switching of the word clock used for generating the clock signal that defines the output timing of the sound data is switching between the clocks to which it synchronizes. In addition, it is an object of the present invention to be able to perform without noise caused by the phase difference.
上記の目的を達成するため、この発明の音データ処理装置は、音データを受信する受信部と、第1ワードクロックに基づいた第1クロック信号を生成する第1PLL部と、上記第1ワードクロックと同期した第2ワードクロックに基づいた第2クロック信号を生成する第2PLL部と、まず、上記第1クロック信号を出力し、その後、第1切り替え指示に応じて、出力するクロック信号を上記第2クロック信号に切り替えるクロック出力部と、上記切り替えに応じて、上記第1クロック信号と上記第2クロック信号との位相差を出力し、その後時間経過に連れて出力する位相差を減少させる位相差出力部と、上記受信部で受信した音データに相当する音データを、上記クロック出力部が出力するクロック信号の示す再生タイミングに関連付けて後段に出力する音データ出力部とを備えた音データ処理装置において、上記音データ出力部に、上記受信部で受信した音データのサンプルを補間することにより、上記クロック出力部が出力するクロック信号から上記位相差出力部が出力する位相差だけずれたタイミングのサンプルを生成して、上記クロック出力部が出力するクロック信号に同期して出力する補間出力部を設けたものである。 In order to achieve the above object, a sound data processing apparatus according to the present invention includes a receiving unit that receives sound data, a first PLL unit that generates a first clock signal based on a first word clock, and the first word clock. A second PLL unit that generates a second clock signal based on a second word clock synchronized with the first clock signal, and first outputs the first clock signal, and then outputs an output clock signal in response to a first switching instruction. A clock output unit for switching to a two-clock signal, and a phase difference for outputting a phase difference between the first clock signal and the second clock signal in response to the switching, and then reducing the phase difference to be output as time elapses The sound data corresponding to the sound data received by the output unit and the receiving unit is associated with the reproduction timing indicated by the clock signal output by the clock output unit. In a sound data processing apparatus including a sound data output unit that outputs to a subsequent stage, a clock signal output from the clock output unit by interpolating a sample of sound data received by the reception unit into the sound data output unit Is provided with an interpolation output unit that generates a sample with a timing shifted by the phase difference output from the phase difference output unit and outputs the sample in synchronization with the clock signal output from the clock output unit.
このような音データ処理装置において、上記受信部が受信する上記音データが、上記第1ワードクロックと同期しており、上記音データ出力部に、さらに、上記受信部で受信した音データのサンプルを順次格納し、上記クロック出力部が出力するクロック信号に同期して順次出力する格納出力部と、上記クロック出力部が上記第1クロック信号を出力している間、上記格納出力部が出力するサンプルを選択して出力し、上記クロック出力部の上記切り替え後、上記位相差出力部が出力する位相差がゼロになるまでの間、上記補間出力部が出力するサンプルを選択して出力し、その後、上記格納出力部が出力する出力するサンプルを選択して出力する出力選択部とを設けるとよい。 In such a sound data processing device, the sound data received by the receiving unit is synchronized with the first word clock, and the sound data output unit further includes a sample of the sound data received by the receiving unit. Are sequentially stored and output in synchronization with the clock signal output from the clock output unit, and the storage output unit outputs the first clock signal while the clock output unit outputs the first clock signal. Select and output a sample, after the switching of the clock output unit, until the phase difference output by the phase difference output unit becomes zero, select and output the sample output by the interpolation output unit, After that, it is preferable to provide an output selection unit that selects and outputs the sample output from the storage output unit.
さらに、上記第1クロックに同期しない第3ワードクロックに基づいた第3クロック信号を生成する第3PLL部を設け、上記クロック選択部が、まず、上記第1クロック信号を出力し、その後、第2切り替え指示に応じて、出力するクロック信号を上記第3クロック信号に切り替え、上記位相差出力部が、上記クロック出力部が第3クロックを出力したことに応じて、ゼロの位相差を出力し、上記出力選択部が、上記クロック出力部が上記第3クロック信号を出力したことに応じて、所定期間音データの出力をミュートし、その後、上記補間出力部が出力するサンプルを選択して出力するようにするとよい。
また、上記受信部が受信する上記音データが、第1ワードクロックとは同期しておらず、上記音データ出力部が、継続的に、上記補間出力部が出力するサンプルを、後段に出力してもよい。
この発明は、以上のように装置として実現する他、方法、システム、プログラム、プログラムを記録した記録媒体など、任意の形態で実現可能である。
Furthermore, a third PLL unit that generates a third clock signal based on a third word clock that is not synchronized with the first clock is provided, and the clock selection unit first outputs the first clock signal, and then the second clock signal. In response to the switching instruction, the output clock signal is switched to the third clock signal, and the phase difference output unit outputs a phase difference of zero in response to the clock output unit outputting the third clock. The output selection unit mutes the output of the sound data for a predetermined period in response to the clock output unit outputting the third clock signal, and then selects and outputs the sample output by the interpolation output unit. It is good to do so.
Further, the sound data received by the receiving unit is not synchronized with the first word clock, and the sound data output unit continuously outputs the samples output by the interpolation output unit to the subsequent stage. May be.
In addition to being realized as an apparatus as described above, the present invention can be realized in any form such as a method, a system, a program, and a recording medium recording the program.
以上のようなこの発明の構成によれば、音データ処理装置において、音データの出力タイミングを規定するクロック信号の生成に用いるワードクロックの切り替えを、それが同期するクロック間での切り替えである場合に、出力する音データをミュートせずに、かつ、位相差に起因するノイズ無しに行うことができる。 According to the configuration of the present invention as described above, in the sound data processing device, the switching of the word clock used for generating the clock signal that defines the output timing of the sound data is switching between the clocks to which it synchronizes. In addition, the sound data to be output can be performed without muting and without noise caused by the phase difference.
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施形態:図1乃至図10〕
まず、この発明の音データ処理装置の一実施形態であるデジタルミキサについて説明する。図1は、そのデジタルミキサの構成を示すブロック図である。
図1に示す通り、デジタルミキサ10は、CPU11、ROM12、RAM13、表示器14、操作子15、音信号入力部20、信号処理部(DSP)21、音信号出力部22を備え、これらがシステムバス16によって接続されている。そして、受信部で受信した音信号に対し、複数の信号処理チャンネル(ch)で種々の信号処理を施して出力する機能を有する音信号処理装置であり、受信部で受信した音信号のサンプルを、後述するクロック信号に同期して出力する音データ処理装置である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[Embodiment: FIGS. 1 to 10]
First, a digital mixer which is an embodiment of a sound data processing apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the digital mixer.
As shown in FIG. 1, the digital mixer 10 includes a
また、CPU11は、このデジタルミキサ10全体の動作を制御する制御手段であり、ROM12に記憶された所要のプログラムを実行して所要のハードウェアを制御する。そして、このことにより、音信号入力部20及び音信号出力部22における音信号及びその他のデータの入出力、表示器14における表示、操作子15の操作検出、その検出した操作に従ったパラメータの値の変更及び表示の変更、といったものをはじめとする種々の機能を実現する。
The
ROM12は、CPU11が実行する制御プログラム等を記憶する不揮発性記憶手段である。書き換え可能な不揮発性記憶手段であるフラッシュメモリによりROM12を構成してもよい。
RAM13は、一時的に記憶すべきデータを記憶したり、CPU11のワークメモリとして使用したりする記憶手段である。
The
The
表示器14は、CPU11による制御に従って種々の情報を表示する表示手段であり、例えば液晶パネル(LCD)や発光ダイオード(LED)によって構成することができる。ここで説明する例では、デジタルミキサ10は、表示器14として少なくとも図7に示すクロックソース選択画面300を表示可能なサイズのLCDを備える。
操作子15は、デジタルミキサ10に対するユーザ操作を受け付けるためのものであり、種々のキー、ボタン、ロータリーエンコーダ、スライダ等によって構成することができる。表示器14であるLCDに積層したタッチパネルを用いることもできる。
The
The
音信号入力部20は、少なくとも、外部の機器からデジタルの音データを入力する機能を備え、その音データをその音データに付随するワードクロックとともに受信する複数の受信部を備える。
このワードクロックは、音データの伝送方式によってフォーマットやプロシージャは異なるが、音データに付随して伝送される、その音データの各サンプルを最終的にデジタルアナログ変換器(DAC)で再生するタイミング(再生タイミング)を示すタイミング情報である。ワードクロックの実体は方式により様々であり、電気信号の変化タイミングでサンプルの再生タイミングを示す場合もあるし、サンプルを入れたパケットを受信するタイミングで再生タイミングを示す場合もあるし、タイムスタンプの数値でサンプルの再生タイミングを示す場合もある。また、この(広義の)ワードクロックは、1サンプル当たり1クロックの「狭義のワードクロック」よりも広い概念である。すなわち、広義のワードクロックにおいては、ワードクロックの1周期を細分して各サンプルの再生タイミング(サンプル周期)を生成すべき場合もある。
The sound
Although the format and procedure of this word clock differs depending on the transmission method of sound data, the timing of finally reproducing each sample of the sound data transmitted along with the sound data by a digital-analog converter (DAC) ( Timing information). The entity of the word clock varies depending on the system. In some cases, the sample reproduction timing is indicated by the change timing of the electric signal. In other cases, the reproduction timing is indicated by the timing at which the packet containing the sample is received. In some cases, numerical values indicate the sample playback timing. The word clock (in a broad sense) is a broader concept than the “narrow word clock” in which one clock per sample. In other words, in a broad word clock, there are cases where one cycle of the word clock is subdivided to generate the reproduction timing (sample cycle) of each sample.
すなわち、CobraNet(商標)やDante(商標)のように、1つのパケットに連続する複数サンプルの音データを入れて伝送する場合には、ワードクロックの示す周期は、各サンプル毎の再生タイミングではなく、nサンプル毎(nは2以上の整数)の再生タイミングを示すものとなる。
そして、音データの各サンプルは、必要とされる各種の信号処理が施された後、ワードクロックの示す再生タイミングで(より正確には、そのワードクロックから生成されたサンプリングクロックに同期して)アナログの音信号に変換され出力される。
本明細書において、狭義か広義かを区別せずに「ワードクロック」と述べた場合、この「広義のワードクロック」を示すものとする。
That is, when transmitting sound data of a plurality of consecutive samples in one packet as in CobraNet (trademark) or Dante (trademark), the cycle indicated by the word clock is not the reproduction timing for each sample. , The reproduction timing for every n samples (n is an integer of 2 or more).
Each sample of sound data is subjected to various signal processing required, and then at the reproduction timing indicated by the word clock (more precisely, in synchronization with the sampling clock generated from the word clock). It is converted into an analog sound signal and output.
In this specification, when “word clock” is described without distinguishing between narrow sense and broad sense, this “wide sense word clock” is indicated.
また、音信号入力部20は、デジタル音信号の受信部毎に、その受信部で取得されたワードクロックを入力し、そのワードクロックからサンプリングクロックS(サンプリングクロックCKoの候補)を生成するマスタPLL回路203を備える。
音信号のサンプリングクロックCKoは、その音信号をそのまま、又は、その音信号をDSP21等においてサンプル周期単位で信号処理して再生する際の、その音信号の再生タイミングを規定するクロックである。このデジタルミキサ10では、生成されるクロックSおよびクロックCKoを、シリアル伝送やサンプルレート変換にも使用するので、高い精度が必要とされており、整数部5ビット+小数部12ビットのクロック信号によりサンプリングクロックCKoを表現している。整数部の1カウントが1サンプル分の出力期間(ワードクロックの1クロック分の期間)を示す。小数部12ビットは、マスタPLL回路203にてワードクロックの4096倍の周波数のクロックを生成し、そのクロックに従ってカウントされる。
In addition, the sound
The sound signal sampling clock CKo is a clock that defines the reproduction timing of the sound signal when the sound signal is reproduced as it is or after the sound signal is processed by the
音信号入力部20は、サンプリングクロックSの生成機能に加え、アナログ音信号及び外部のクロック源から供給されるワードクロックを入力する機能や、DSP21及び音信号出力部22に供給するサンプリングクロックCKoを複数の候補から選択する機能などを備えるが、これらの機能については図2を用いて後述する。
The sound
DSP21は、音信号入力部20から供給される音データの各サンプルに対し、同じく音信号入力部20から供給されるサンプリングクロックCKoにより規定されるサンプル周期に同期して信号処理を行い、その処理後の音データを音信号出力部22へ出力する機能を備える。なお、DSP21はサンプル周期に厳密に同期して動作する必要はなく、サンプリングクロックCKoの品質でDSP21の信号処理の品質が左右されることもない。
The
DSP21が実行する信号処理は、例えばデジタルミキサの場合、外部から音信号入力部20を介して供給される複数の音データの何れかを複数の入力chにそれぞれ供給する入力パッチ処理、その供給された音データに対し、レベル調整、周波数特性調整、効果付与等の種々のch信号処理を行う入力ch処理、各入力chの処理後の音データを複数のミキシングバスに供給してミキシングを行うミキシング処理、各ミキシングバスでミキシングされた音データに対し、そのミキシングバスと対応する出力chにて種々のch信号処理を行う出力ch処理、および、各出力chの処理後の音データを出力chと対応付けられた音信号出力部22の出力ポートに出力する出力処理を含む。
For example, in the case of a digital mixer, the signal processing executed by the
音信号出力部22は、DSP21による処理後の音データの各サンプルを、その内部のDACにて、サンプリングクロックCKoにより規定される再生タイミングでアナログの音信号に変換して外部へ出力する機能を備える。また、音信号出力部22は、内部の送信部にて、サンプリングクロックCKoの示す再生タイミングをワードクロックに変換してDSP21による処理後の音データに付加し、各種伝送方式でデジタルの音データを外部の機器に送信出力する機能も備える。
The sound
なお、音データがデジタルのまま他機器へ送信される場合でも、その送信先の何処かで、最終的にはその付加したワードクロックの示す再生タイミングでアナログの音信号に変換される。その点を考慮すると、他機器へデジタル送信する場合でも、サンプリングクロックCKoは「音データのサンプルの再生タイミングを示す」と言えるのである。また、この音データの出力先ないし送信先としては、パワードスピーカ等の発音装置や、録音装置、別の音信号処理装置など、種々のものが考えられる。オーディオネットワークを用いる場合、音信号入力部20が音信号の受信に用いたものと同じネットワークを介して音信号出力部22が音信号を出力することもできる。
Even when the sound data is transmitted to another device as digital, it is finally converted into an analog sound signal at a reproduction timing indicated by the added word clock at some point of the transmission destination. Considering this point, even when digitally transmitting to another device, the sampling clock CKo can be said to “show the reproduction timing of the sound data sample”. As the output destination or transmission destination of the sound data, various devices such as a sound generation device such as a powered speaker, a recording device, and another sound signal processing device are conceivable. When an audio network is used, the sound
以上の構成を備えるデジタルミキサ10において、特徴的な点の一つは、音信号入力部20の構成である。そこで、以下、図2を用いて音信号入力部20の構成について詳細に説明する。
図2に示すように、音信号入力部20は、各種伝送方式のケーブルを介して、それぞれ音データ及びそれに付随するワードクロックを受信する複数(ここではn個)のデジタル音信号受信部200−1〜200−n(ハイフンの後ろの個体を特定する番号を「添え字」と呼び、以後、個体を特定する必要がない場合には添え字がない符号を用いる。他の添え字付きの符号についても同様とする。)を備える。また、音信号入力部20は、ワードクロック信号(狭義のワードクロック)を受け付けるワードクロック入力部210も備える。
In the digital mixer 10 having the above configuration, one of the characteristic points is the configuration of the sound
As shown in FIG. 2, the sound
これらのうち、各i番目(ただし、1≦i≦n)の受信部200−iは、搬送クロック再生部201−iとデータ回復部202−iとを備える。また、音信号入力部20には、各受信部200と対応するマスタPLL回路203−i及び供給部204−iが設けられる。供給部204−iは、FIFO(First-In First-Out)205−i、SRC(Sampling Rate
Conversion)部206−i、およびセレクタ207−iを備える。図中において、これらの各部の符号には、受信部200−iと対応する番号iを添え字として付している。後述する音データD、ワードクロックW、およびサンプリングクロックSについても同様である。
また、音信号入力部20は、制御部208及びセレクタ220も備える。
Among these, each i-th (where 1 ≦ i ≦ n) receiving unit 200-i includes a carrier clock recovery unit 201-i and a data recovery unit 202-i. The sound
Conversion) section 206-i and selector 207-i. In the drawing, numbers i corresponding to the receiving units 200-i are appended as subscripts to the reference numerals of these units. The same applies to sound data D, word clock W, and sampling clock S described later.
The sound
これらのうち搬送クロック再生部201−iは、外部から各種伝送方式のケーブルを介して入力する、その伝送方式のビット列信号の波形から、ビット列信号の各ビットに同期する搬送クロックを生成する機能を備える。この搬送クロック再生部201−iは、その伝送方式で規定されるビットレートへの追従性が良いPLL回路により構成することができる。このPLL回路の周波数安定性は余り高くないので、オーディオ伝送ライン以外の伝送方式用のPLL回路で生成される搬送クロックは、サンプリングクロックとしては使用できない。また、オーディオ伝送ライン用のPLL回路で生成される搬送クロックであっても、マスタPLLを通した方が、より品質の高いワードクロックとすることができる。 Among these, the carrier clock recovery unit 201-i has a function of generating a carrier clock synchronized with each bit of the bit string signal from the waveform of the bit string signal of the transmission method input from the outside through a cable of various transmission methods. Prepare. The carrier clock recovery unit 201-i can be configured by a PLL circuit having good followability to the bit rate specified by the transmission method. Since the frequency stability of this PLL circuit is not so high, a carrier clock generated by a PLL circuit for a transmission system other than the audio transmission line cannot be used as a sampling clock. Even if the carrier clock is generated by the PLL circuit for the audio transmission line, it is possible to obtain a higher quality word clock through the master PLL.
データ回復部202−iは、搬送クロック再生部201−iにより生成された搬送クロックを用いて各伝送方式のビット列信号の波形からビット列を再生し、さらにそのビット列から各サンプルの音データD−iを取り出す機能を備える。より具体的には、搬送クロックが示すタイミングでビット列信号の波形をラッチして、伝送されるビット列の各ビットの値を確定し、そのビット列から、その伝送方式に従ったアルゴリズムで、各サンプルの音データを取り出す。 The data recovery unit 202-i regenerates a bit string from the waveform of the bit string signal of each transmission method using the carrier clock generated by the carrier clock reproduction part 201-i, and further generates sound data D-i of each sample from the bit string. The function to take out. More specifically, the waveform of the bit string signal is latched at the timing indicated by the carrier clock, the value of each bit of the transmitted bit string is determined, and an algorithm according to the transmission method is used to determine the value of each bit from the bit string. Extract sound data.
例えば、オーディオ伝送ラインであれば、ビット列から所定ビット数毎に1サンプル分のビット数のデータを取り出せば、それが各サンプルの音データとなる。また、パケットを使用する伝送方式であれば、まず、ビット列からプリアンブルのビットパターンに基づいてフレームを取り出し、そのフレームからパケットを取り出し、さらに、そのパケットの音信号領域のデータを取り出すことにより、各サンプルの音データを得られる。 For example, in the case of an audio transmission line, if data of the number of bits corresponding to one sample is extracted from the bit string for every predetermined number of bits, it becomes sound data of each sample. If the transmission method uses a packet, first, a frame is extracted from the bit string based on the bit pattern of the preamble, the packet is extracted from the frame, and further, the data of the sound signal area of the packet is extracted. Sample sound data can be obtained.
そして、データ回復部202−iには、使用する伝送方式に応じた取り出し動作を行うためのFPGA(Field Programmable Gate Array)等の回路を設けておく。複数の伝送方式から選択した一の伝送方式に従った取り出し動作を行えるようにしてもよい。
そして、データ回復部202−iは、受信した音信号から取り出した音データD−iを対応する供給部204−iのFIFO205−iとSRC部206−iの双方に供給する。このとき、複数ch分の音データを取り出していれば、ch毎に区別して音データを供給する。
また、データ回復部202−iは、音データを含むパケットの受信タイミングや音データに付されたタイムスタンプ等を、音データのサンプルの再生タイミングを示すワードクロックW−iとして、マスタPLL回路203−iへ供給する。
The data recovery unit 202-i is provided with a circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) for performing an extraction operation according to the transmission method to be used. You may enable it to perform extraction operation according to one transmission method selected from a plurality of transmission methods.
Then, the data recovery unit 202-i supplies the sound data Di extracted from the received sound signal to both the FIFO 205-i and the SRC unit 206-i of the corresponding supply unit 204-i. At this time, if sound data for a plurality of channels is extracted, the sound data is supplied separately for each channel.
In addition, the data recovery unit 202-i uses the
マスタPLL回路203−iは、PLL部であり、入力するワードクロックW−iの位相に追従した高安定度のサンプリングクロックS−iを生成する。マスタPLL回路203−iは、ワードクロック(サンプル周波数)の4096倍の周波数のクロックを生成し、そのクロックに従ってカウントされる整数部5ビット+小数部12ビットのデータとしてサンプリングクロックS−iを生成する。マスタPLL回路203−iは、生成したサンプリングクロックS−iを制御部208及びセレクタ220へ供給する。なお、サンプリングクロックS−iの周期は、整数部の1カウント分の期間であり、安定性が異なる点を除けばワードクロックWのサンプル周期と一致する。サンプル周波数の何倍の周波数のクロックを生成するかは、サンプリングクロックS−iの使用目的に応じて適宜変更してよい。
The master PLL circuit 203-i is a PLL unit, and generates a highly stable sampling clock Si following the phase of the input word clock Wi. The master PLL circuit 203-i generates a clock having a frequency 4096 times the word clock (sample frequency), and generates a sampling clock Si as data of an
供給部204−iは、音データ出力部であって、データ回復部202−iから入力される音データの各サンプルに基づき、サンプリングクロックCKoの示す再生タイミングでその音データに相当する音データのサンプルをDSP21へ供給する機能を備える。この供給機能には、バッファ機能とSRC機能の2通りがある。
The supply unit 204-i is a sound data output unit, and based on each sample of the sound data input from the data recovery unit 202-i, the sound data corresponding to the sound data is reproduced at the reproduction timing indicated by the sampling clock CKo. A function of supplying a sample to the
格納出力部であるFIFO205−iが、これらのうちバッファ機能を担う。FIFO205−iは、ファーストイン・ファーストアウト(FIFO)のアルゴリズムで制御されるバッファメモリであり、データ回復部202−iから入力される音データの各サンプルを順次格納し、サンプリングクロックCKoの示す再生タイミングでセレクタ207−iへ順次出力する。 Of these, the FIFO 205-i serving as a storage output unit plays a buffer function. The FIFO 205-i is a buffer memory controlled by a first-in first-out (FIFO) algorithm, sequentially stores each sample of sound data input from the data recovery unit 202-i, and reproduces it indicated by the sampling clock CKo. The data is sequentially output to the selector 207-i at the timing.
なお、ワードクロックW−iとサンプリングクロックCKoのタイミングずれがあると、そのずれ分だけ、所定時間内にFIFO205−iへ入力されるサンプル数とFIFO205−iが出力するサンプル数が異なることになる。従って、サンプルがFIFO205−iへ入力されてから出力されるまでの時間、すなわちFIFO205−iによるサンプルの遅延時間が、サンプル毎に異なることになる。しかし、バッファがあふれたり、空になったりしない範囲であれば特に問題はない。 If there is a timing shift between the word clock Wi and the sampling clock CKo, the number of samples input to the FIFO 205-i and the number of samples output from the FIFO 205-i differ within a predetermined time by the shift. . Therefore, the time from when the sample is input to the FIFO 205-i until it is output, that is, the delay time of the sample due to the FIFO 205-i is different for each sample. However, there is no particular problem as long as the buffer does not overflow or become empty.
一方、補間出力部であるSRC部206−iが、SRC機能を担う。SRC部206−iは、サンプリングクロックCKoの示す再生タイミングで、入力された音データD−iから音データD−iの任意のタイミングの仮想的なサンプルを合成して、セレクタ207−iへ出力する。この合成は、当該タイミングの前後(直前直後には限らない)のサンプルを用い、ラグランジェ関数や、SINC関数に窓関数を施した関数などを用いた補完演算により行うことができる。 On the other hand, the SRC unit 206-i which is an interpolation output unit bears the SRC function. The SRC unit 206-i synthesizes a virtual sample at an arbitrary timing of the sound data D-i from the input sound data D-i at the reproduction timing indicated by the sampling clock CKo, and outputs it to the selector 207-i. To do. This synthesis can be performed by a complementary operation using a Lagrangian function or a function obtained by applying a window function to the SINC function using samples before and after the timing (not limited to immediately before and after).
このとき、各再生タイミングに当該再生タイミングのサンプルを合成すれば、SRC部206−iは実質的に、受信部200−iが受信した、サンプリングクロックCKoと異なるサンプル周期の音データを、サンプリングクロックCKoと同じサンプル周期の音データに変換して、その変換後の音データの各サンプルを出力することができる。 At this time, if a sample of the reproduction timing is synthesized with each reproduction timing, the SRC unit 206-i substantially converts the sound data having a sample period different from the sampling clock CKo received by the reception unit 200-i into the sampling clock. The sound data having the same sample period as CKo can be converted, and each sample of the converted sound data can be output.
また、SRC部206−iは、各再生タイミングに、当該再生タイミングからずれたタイミングの仮想的なサンプルを合成して出力することも可能である。このことにより、サンプリング周波数の変換に加え、各再生タイミングで出力するサンプルの位相調整を行うことができる。SRC部206−iに、再生タイミングからどの程度ずれたタイミングのサンプルを合成させるかは、制御部208が、位相差値としてSRC部206−iに随時設定する。
Further, the SRC unit 206-i can synthesize and output a virtual sample at a timing shifted from the reproduction timing at each reproduction timing. Thus, in addition to the conversion of the sampling frequency, the phase of the sample output at each reproduction timing can be adjusted. The
セレクタ207−iは、FIFO205−iから出力される音データとSRC部206−iから出力される音データのいずれか一方を選択して音データD−iとして後段のDSP21へ供給する機能を備える。この選択は、制御部208からの制御信号に従って行い、制御部208とセレクタ207−iとが出力選択部として動作する。
ここで、FIFO205を用いる場合、データ回復部202が取り出した音データのサンプルは、出力タイミングを微調整された上で全て出力される。SRC部206を用いる場合、出力されるのは補完演算により生成されたサンプルである。しかし、いずれの場合も、出力される音データは、データ回復部202が取り出した音データにより示される音と(ほぼ)同じ音を示す音データである。このことを、受信した音データに相当する音データを出力する、という。
The selector 207-i has a function of selecting either the sound data output from the FIFO 205-i or the sound data output from the SRC unit 206-i and supplying the selected sound data to the
Here, when the
制御部208は、各マスタPLL回路203−0〜nから供給されるサンプリングクロックSに基づき、各供給部204を制御する機能を備える。また、CPU11からの指示に従いセレクタ220を制御する機能も備える。これらの制御機能は、専用のハードウェアによって実現しても、ソフトウェアを用いて実現しても、それらの組み合わせであってもよい。制御機能の詳細については、図3以降の説明で詳述する。
The
セレクタ220は、クロック出力部であり、詳細は後述するが、制御部208からの指示に従い、セレクタ220に供給される複数のサンプリングクロックSの中から1つを選択的に出力する。セレクタ220は、その選択したクロック信号を、音データの各サンプルの再生タイミングを規定するサンプリングクロックCKoとして、DSP21及び音信号出力部22へ供給する。また、セレクタ220は、サンプリングクロックCKoを、各受信部200−1〜200−nと対応する供給部204へも供給する。
The
また、音信号入力部20において、ワードクロック入力部210の波形整形部211は、外部から入力されるワードクロック信号(狭義のワードクロック)の波形を整える機能を備える。この波形整形部211は、フィルタやコンパレータにより構成することができる。
In the sound
波形を整えられたワードクロック信号は、電圧の反転タイミングがサンプルの再生タイミングを示しており、データ回復部202が出力するワードクロックWと同様に扱われる。このワードクロックは、ここでは添え字「0」を用いてワードクロックW−0と呼ぶことにする。また、ワードクロック入力部210と対応するマスタPLL回路203にも添え字「0」を用いる。
マスタPLL回路203−0の機能は、他のマスタPLL回路203と同様であり、入力するワードクロックW−0から、安定度の高いサンプリングクロックS−0を生成する。
In the word clock signal whose waveform is adjusted, the voltage inversion timing indicates the sample reproduction timing, and is handled in the same manner as the word clock W output from the data recovery unit 202. This word clock is referred to herein as the word clock W-0 using the subscript “0”. The subscript “0” is also used for the
The function of the master PLL circuit 203-0 is the same as that of the other
次に、以上説明した音信号入力部20において制御部208が実行する制御動作について説明する。この制御のうち特徴的な点の一つは、セレクタ220がサンプリングクロックCKoとして選択するサンプリングクロックSを変更した際に、音信号出力部22から出力される音信号にノイズが発生しないようにする(ノイズが避けられない場合にはミュートする)点である。以下の説明では、この点を中心に説明する。
Next, a control operation executed by the
まず図3に、セレクタ220によるサンプリングクロックの選択切り替え時におけるサンプリングクロックCKo及び音データ出力のタイミングを示す図である。
図3において、切り替え前のサンプリングクロックS(第1クロック信号:S−xとする)及び切り替え後のサンプリングクロックS(第2クロック信号:S−yとする)は、それぞれ整数部のLSBを示し、小数部が0になるタイミングで立ち上がり、1周期の半分の位置で立ち下がる。また、サンプリングクロックS−xとサンプリングクロックS−yは、相互に同期しており(サンプル周期はほぼ同じ)、位相がずれているとする。
First, FIG. 3 is a diagram showing the timing of sampling clock CKo and sound data output when the
In FIG. 3, a sampling clock S before switching (first clock signal: S-x) and a sampling clock S after switching (second clock signal: S-y) indicate LSBs of integer parts, respectively. The signal rises at the timing when the decimal part becomes 0, and falls at the half of one cycle. Further, it is assumed that the sampling clock S-x and the sampling clock S-y are synchronized with each other (the sampling period is substantially the same) and are out of phase.
ここで、セレクタ220は、サンプリングクロックSの選択を切り替える場合、切り替え前のサンプリングクロックS−xが立ち下がった後、切り替え後のサンプリングクロックS−yの立ち上がりまで、クロックを立ち下がり状態で保持する。例えば、小数部の値を上限値までカウントした後でそのまま保持(ホールド)しておく。
Here, when switching the selection of the sampling clock S, the
従って、サンプリングクロックS−xが立ち上がった時刻t1の直後に切り替えが行われたとすると、セレクタ220が出力するサンプリングクロックCKoは、時刻t2でサンプリングクロックS−xと共に立ち下がり、その後時刻t3では立ち上がらずに、時刻t4で、サンプリングクロックS−yと共に立ち上がる。このため、サンプリングクロックCKoの位相は、選択の切り替えに伴い、サンプリングクロックS−xとサンプリングクロックS−yとの位相差Ta分だけ遅れることになる。
Accordingly, if switching is performed immediately after time t1 when the sampling clock S-x rises, the sampling clock CKo output from the
一方、各供給部204は、音データのサンプルの出力を、サンプリングクロックCKo(整数部のLSB)の立ち上がりタイミングに同期して行う。従って、各供給部204は、時刻t1にサンプルPnを出力した後、時刻t4に、次のサンプルPn+1を出力する。このため、このサンプルPn+1の出力タイミングは、切り替えがなかったとした場合よりもTaだけ遅れる。また、サンプルPn+1に対するDSP21での信号処理や音信号出力部22での出力処理も、同様にTaだけ遅れたタイミングで行われることになる。従って、サンプルPn+1を、単にサンプルPnよりもサンプリングクロックCKoの1周期分後のタイミングのサンプル(時刻t3に出力されるべきサンプル)としたのでは、最終的に音として出力された時に、その位相ずれ分のノイズが生じる。
On the other hand, each
ここでは、サンプリングクロックCKoにより、最終的にDAC等で音に変換するタイミングが制御されるのが重要な点であり、供給部204の出力タイミング等、その途中の各段階のタイミングは、それぞれ、このサンプリングクロックCKoにゆるく同期していれば充分である。
制御部208は、このノイズが生じないよう、SRC部206を利用して、切り替え直後に各供給部204から出力されるサンプルを補正する制御を行う。
Here, it is important that the timing of finally converting to sound by the DAC or the like is controlled by the sampling clock CKo, and the timing of each stage in the middle, such as the output timing of the
The
次に、図4A及び図4Bを用いてこの補正について説明する。
図4A及び図4Bは、それぞれサンプリングクロックCKoのカウント数、クロック立ち上がり時刻及び各カウントに同期して供給部204が出力するサンプルの関係を示す図である。図4Aはサンプリングクロックの切り替えがない場合の例、図4Bは2周期目に切り替えがあった場合の例である。どちらの図でも、時刻は、サンプリングクロックCKoの1周期の時間(=サンプリングクロックS−x,S−yの1周期の時間)を「1」とし、1クロック目の立ち上がり時刻を「1」として表している。
Next, this correction will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
4A and 4B are diagrams showing the relationship between the count number of the sampling clock CKo, the clock rise time, and the samples output from the
出力サンプルは、サンプリングクロックの切り替えがなかった場合に時刻tに出力されるべきサンプルをP(t)として示している。このサンプルP(t)を、「時刻tのサンプル」と呼ぶことにする。ある受信部200において音データに付随して受信するワードクロックWのサンプル周期(=サンプリングクロックSの周期)がサンプリングクロックCKoの周期と等しい場合(図5までの説明ではこのように仮定する)、tが整数であるサンプルP(t)は、FIFO205を用い、データ回復部202により書き込まれたサンプルを、そのまま読み出して得ることができる。tが整数でないサンプルP(t)は、SRC部206を用い、そのtの前後の整数タイミングのサンプルから補完して生成することができる。
The output sample indicates a sample to be output at time t when the sampling clock is not switched as P (t). This sample P (t) will be referred to as “sample at time t”. When the sampling period of the word clock W (= the period of the sampling clock S) received along with the sound data in a
まず、図4Aの場合、サンプリングクロックCKoのカウントは等間隔で行われるため、時刻の進行も1クロック当たり「1」である。このため、出力サンプルの時刻も、それに合わせて1周期分ずつずらしていく。tは常に整数であるので、このような出力を行うためには、制御部208は、セレクタ207にFIFO205の音データを選択させると共に、FIFO205に、データ回復部202により書き込まれたサンプルを、サンプリングクロックCKoに同期して出力させればよい。
First, in the case of FIG. 4A, since the sampling clock CKo is counted at equal intervals, the time progress is also “1” per clock. For this reason, the time of the output sample is also shifted by one period in accordance with it. Since t is always an integer, in order to perform such an output, the
次に、図4Bの場合、切り替え直後(カウント数=3)のサンプリングクロックCKoの立ち上がり時刻は、通常より位相差Ta(この例では0.5とする)だけ遅い「3.5」となる。このとき、図4Bに示すように、出力サンプルをその立ち上がり時刻「3.5」のサンプルP(3.5)とすれば、サンプリングクロックCKoの各立ち上がりタイミングと対応する複数のサンプルがスムーズにつながり、最終的に音として出力された時にも、位相ずれによるノイズは起こらない。 Next, in the case of FIG. 4B, the rising time of the sampling clock CKo immediately after switching (count number = 3) is “3.5”, which is later than usual by the phase difference Ta (in this example, 0.5). At this time, as shown in FIG. 4B, if the output sample is the sample P (3.5) at the rising time “3.5”, a plurality of samples corresponding to each rising timing of the sampling clock CKo are smoothly connected. Even when the sound is finally output, noise due to phase shift does not occur.
制御部208は、この出力を行うため、セレクタ220にサンプリングクロックの選択切り替えを指示する場合、セレクタ207にSRC部206の音データを選択させると共に、SRC部206に、サンプリングクロックCKoの次のカウント数Ctと、位相差Ta(=位相調整量Tbの初期値)とを設定することにより、Ct+Taの時刻のサンプルを生成させ、サンプリングクロックCKoに同期して出力させる。この場合でも、サンプルの出力が、サンプリングクロックCKoの立ち上がりタイミングで行われることは、切り替えがない場合と変わりない。
When the
ところで、これ以後も、位相調整量Tbを維持したままカウント数Ctだけ進めても、ノイズの防止という観点からは問題ない。しかし、SRC部206の補間演算による誤差を含むサンプルを出力し続けることになり、音の品質という点では望ましくない。
このため、制御部208は、ある程度の時間をかけてSRC部206に設定する位相調整量Tbを徐々に0に変化させる動作を行う。そして、SRC部206は、サンプリングクロックCKoの各立ち上がりタイミングに、そのタイミングのカウント数Ct+位相調整量Tbの時刻のサンプルP(Ct+Tb)を合成して出力する。位相調整量Tbは、1クロック毎又は所定クロック毎に制御部208がSRC部206に設定してもよいし、SRC部206側で、1クロック毎又は所定クロック毎に初期値から一定値ずつ減算させるようにしてもよい。
By the way, from this point of view, there is no problem from the viewpoint of noise prevention even if the count number Ct is advanced while the phase adjustment amount Tb is maintained. However, samples containing errors due to the interpolation calculation of the
Therefore, the
そして、制御部208は、位相調整量Tbが0に達した時点で、セレクタ207にFIFO205の音データを選択させ、以後はFIFO205からの音データを、DSP21へ供給する。図4Bの例では、1クロック毎に位相調整量Tbを「0.02」ずつ減少させ、53カウント目でこれが「0」になり、53カウント目からFIFO205を選択する。
Then, the
このように、SRC部206で、少しずつ出力サンプルの位相をずらしていけば、出力される音にノイズを生じることなく、最終的に位相を所望の値とすることができ、その時点でFIFO205の選択に戻すことができる。また、その後は、FIFO205により、各受信部200が受信したサンプルを(タイミングだけずらして)そのままDSP21へ出力し、高品質な音出力を実現できる。
In this way, if the phase of the output sample is shifted little by little at the
図5に、図4Bを用いて説明した制御を模式的に示す。
図5におけるグラフは、位相調整量Tbの推移を示し、「選択される音データ」は、各時刻にセレクタ207にFIFO205とSRC部206のどちらの音データを選択させるかを示す。
FIG. 5 schematically shows the control described with reference to FIG. 4B.
The graph in FIG. 5 shows the transition of the phase adjustment amount Tb, and “selected sound data” indicates which sound data of the
図5に示すように、制御部208は、セレクタ220にサンプリングクロックの選択を切り替えさせる時に、セレクタ207にSRC部206の音データを選択させると共に、位相調整量Tbの初期値として、切り替え前後のサンプリングクロックの間の位相差TaをSRC部206に設定する。制御部208は、その後時間経過に連れて位相調整量Tbを徐々に減少させる。制御部208は、位相調整量Tbがゼロに達すると、セレクタ207にFIFO205の音データを選択させ、以後はサンプリングクロックCKoに変化がなければそのままの状態を継続する。
As shown in FIG. 5, when the
このことにより、サンプリングクロックの選択切り替えに伴って生じるサンプリングクロックCKoの位相変動の影響が、音信号出力部22から出力される音に及ばないようにすることができる。また、SRC部206の利用は最小限に抑え、高品質な音出力を行うことができる。
As a result, it is possible to prevent the influence of the phase fluctuation of the sampling clock CKo caused by the selection switching of the sampling clock from affecting the sound output from the sound
次に、制御部208が実行するサンプリングクロックの切り替え時の制御動作について説明する。以後の説明においては、切り替え前後のサンプリングクロックの周期が異なる場合や、受信部200で受信する音データに付随するワードクロックWと、サンプリングクロックCKoとで周期が異なる場合も考慮する。
Next, the control operation at the time of switching the sampling clock executed by the
これらの状況に対応するため、制御部208は、周期検出部として動作して各サンプリングクロックS−0〜nの周期をそれぞれ検出し、その逆数を、図6に示すクロック周波数テーブルに登録する。図6において、「サンプリングクロックID」は、図2におけるサンプリングクロックSの添え字と対応する。「周波数」は、該当するサンプリングクロックSの周波数であり、「−」は受信なしを示す。
In order to cope with these situations, the
また、図7に、CPU11がユーザからサンプリングクロックの選択切り替えの指示を受け付けるためのクロックソース選択画面の例を示す。この画面で受け付ける指示は、クロック信号の生成に用いるワードクロック(クロックソース)の選択切り替え指示と考えることもできる。CPU11は、この画面により受け付けた指示に基づき、制御部208へサンプリングクロックの選択切り替えを指示する。制御部208は、その指示に基づき、セレクタ220にサンプリングクロックを選択させる。
FIG. 7 shows an example of a clock source selection screen for the
図7のこのクロックソース選択画面300は、ワードクロック入力部210と対応するボタン301−0と、それぞれ受信部200−1〜nと対応するボタン301−1〜nとを備える。ユーザは、所望のボタン301を操作することにより、そのボタンと対応する供給源から供給されるサンプリングクロックSを、サンプリングクロックCKoとして選択することを指示できる。
図7では、ボタン301−2が操作されていることを、ハッチングにより示している。
The clock
In FIG. 7, the fact that the button 301-2 is operated is indicated by hatching.
なお、図4B及び図5を用いて説明した位相調整は、切り替え前後のサンプリングクロックが同期(サンプル周期がほぼ一致)していない場合には適切に実行できない。このため、CPU11は、図6のクロック周波数テーブルに基づき、現在選択されているサンプリングクロックS−2と周期の異なるサンプリングクロックS−3を選択するためのボタン301−3を破線で表示して、位相調整が実行できない(切り替え時にミュートが必要になる)ことを示している。また、サンプリングクロックSを供給していない供給源は選択できないため、CPU11は、それらの供給源と対応するボタン(ここではボタン301−4)にその旨を示す×印を表示し、そのボタンを操作できないようにしている。
Note that the phase adjustment described with reference to FIGS. 4B and 5 cannot be performed properly when the sampling clocks before and after switching are not synchronized (the sampling periods are substantially the same). For this reason, the
次に、図8乃至図10に、制御部208がCPU11からのサンプリングクロックの選択切り替え指示を検出した場合に実行する動作のフローチャートを示す。
制御部208は、CPU11からの切り替え指示を検出すると、図8に示すようにまず、切り替え前後のサンプリングクロックSの周期が(ほぼ)同じであるか否か(同期しているか否か)判断する(S11)。同じであれば(同期していれば)、制御部208は、図4B及び図5を用いて説明した制御を行うべく、ステップS12以下に進む。この場合の切り替え指示が第1切り替え指示に該当する。
Next, FIGS. 8 to 10 are flowcharts of operations executed when the
When detecting the switching instruction from the
ここでは、制御部208は、まず切り替え前後のサンプリングクロックの位相差Taを検出する(S12)。そして、制御部208は、各受信部200について、当該受信部200が出力するワードクロックWのサンプル周期が切り替え後のサンプリングクロックS−yの周期と同じか否か(同期しているか否か)に応じて(S13)、対応する供給部204に関する第1位相調整動作(S14)あるいは第2位相調整動作(S15)を開始する。その後、制御部208はセレクタ220に切り替え後のサンプリングクロックS−yを選択させて(S16)、図8の動作を終了する。制御部208は、第1位相調整動作及び第2位相調整動作として、複数の供給部204に関する動作を並列に、図8の動作が終わった後も継続して行うことができる。
Here, the
一方、ステップS11で周期が異なる場合(同期していない場合)、切り替え後のサンプリングクロックCKoは音データに同期していないので、制御部208はステップS17以下の動作により切り替えを行う。この場合の切り替え指示が第2切り替え指示に該当する。
すなわち、制御部208はまず、各供給部204からの音データの出力をミュートする(S17)。このミュートは、セレクタ207から出力される音データのサンプルを、無音あるいは極めて小さい音を示すサンプルに変更するものである。この状態であれば、サンプリングクロックの切り替えに伴って生じるノイズは無視できる。
On the other hand, when the periods are different in step S11 (when not synchronized), the sampling clock CKo after switching is not synchronized with the sound data, so the
That is, the
次に、制御部208は、セレクタ220に切り替え後のサンプリングクロックS−yを選択させる(S18)。そして、制御部208は、切り替え後のサンプリングクロックS−yと同じサンプル周期の(同期した)ワードクロックWを出力する受信部200と対応する供給部204のセレクタ207にFIFO205の音データを選択させ、他の、異なるサンプル周期の(同期していない)ワードクロックWを出力する受信部200と対応する供給部204のセレクタ207にSRC部206の音データを選択させる(S19)。後者については、入力する音データのサンプルを切り替え後のサンプリングクロックS−yの周期のサンプルに変換するために必要な設定(SRC部206にゼロの位相差Taを設定)も行う。
Next, the
その後、所定時間後に制御部208は音データの出力のミュートを解除して(S20)、図8の動作を終了する。各受信部200のワードクロックWは既に安定しているので、ここでいう所定時間は、1〜数秒程度の極めて短い時間でよい。
Thereafter, after a predetermined time, the
次に、図9に、図8のステップS14で開始する第1位相調整動作のフローチャートを示す。この動作は、図4B及び図5を用いて説明した制御に対応するものである。この処理は、その受信部200のワードクロックが、切り替え前のサンプリングクロックS−xと切り替え後のサンプリングクロックS−yの両方に同期している、いずれかの供給部204に注目して行うものである。
図9の動作では、制御部208は、SRC部206に位相調整量Tbの初期値として、図8のステップS12で検出した位相差Taを設定し(S31)、注目する供給部204のセレクタ207にSRC部206側の音データを選択させる(S32)。この2ステップは、供給部204から同一のサンプルが出力されている間に行う必要がある。例えば、図3なら、切り替え操作後のt3までの間に行う。このことにより、セレクタ220の出力するサンプリングクロックはTaの間(t4まで)立ち下がり状態でホールドされ、SRC部206は、切り替え後のサンプリングクロックCKoの立ち上がりタイミング(t4)で、クロックのカウント値からTbだけ遅れた時刻のサンプルを出力する。
Next, FIG. 9 shows a flowchart of the first phase adjustment operation started in step S14 of FIG. This operation corresponds to the control described with reference to FIGS. 4B and 5. This processing is performed by paying attention to one of the
In the operation of FIG. 9, the
次に、制御部208は、次のサンプリングクロックCKoの立ち上がり後に(S33)、SRC部206に設定する位相調整量Tbを所定値減少させる(S34)。この減少された位相調整量は、その次のサンプリングクロックCKoの立ち上がりで、SRC部206から出力されるサンプルの補間演算に使用される。そして、位相調整量Tbがゼロに達していなければ処理をくり返し(S35のNo)、ゼロに達していれば、制御部208は、その次のサンプリングクロックCKoの立ち上がりで、注目する供給部204のセレクタ207にFIFO205を選択させ(S36)、図9の動作を終了する。図9の動作終了後は、制御部208は供給部204の設定を特段変更しないが、供給部204は、サンプリングクロックCKoの各立ち上がりタイミングで、FIFO205が出力するサンプルを、DSP21へ供給する。
図9のうち特にステップS31及びS34の動作において、制御部208は位相差出力部として動作する。
Next, after the next sampling clock CKo rises (S33), the
In FIG. 9, particularly in the operations of steps S31 and S34, the
次に、図10に、図8のステップS15で開始する第2位相調整動作のフローチャートを示す。この動作は、図9のステップS31及びS33乃至S35と同じものであり、このためステップ番号も同じ数字を用いている。
第2位相調整動作で制御する供給部204は、対応する受信部が出力するワードクロックWのサンプル周期と、サンプリングクロックCKoの周期とが異なり(非同期)、継続的にSRC機能を利用する必要がある供給部204である。このため、セレクタ207の切り替えが不要である点が、図9の動作と異なる。しかし、図10の動作でも、位相調整量Tbをオフセット量と捉え、サンプリングクロックCKoの各カウント値と対応して、SRC機能のみの場合よりも位相調整量Tbだけ後のタイミングのサンプルをSRC部206が合成するようにすれば、図9の動作と同様、ノイズを生じることなく、サンプリングクロックCKoを基準とする位相ずれをゼロにできる、別の観点では、音データ処理装置としてのレイテンシを一定化できる、という優れた効果を得ることができる。
Next, FIG. 10 shows a flowchart of the second phase adjustment operation started in step S15 of FIG. This operation is the same as steps S31 and S33 to S35 in FIG. 9, and therefore the step numbers also use the same numbers.
The
以上で実施形態の説明を終了するが、装置の構成、画面の表示内容、具体的な動作の手順、使用する伝送方式などが、上述の実施形態で説明したものに限られないことはもちろんである。
例えば、セレクタ207にFIFO205を選択させるタイミングは、位相調整量Tbが0あるいは1クロック分に達したタイミングだけでなく、サンプリングクロックCKoの周期の任意の整数倍に達したタイミングとしてもよい。位相調整量Tb(の絶対値)を大きくすることにメリットは特にないが、バリエーションとしては考えられる。また、整数倍に達したタイミングですぐにFIFO205を選択させることも必須ではなく、少し時間をおいてから選択させることも考えられる。
This is the end of the description of the embodiment, but it goes without saying that the configuration of the apparatus, the display content of the screen, the specific operation procedure, the transmission method to be used, and the like are not limited to those described in the above embodiment. is there.
For example, the timing at which the
また、以上の他、セレクタ220にどのサンプリングクロックSを選択させるかを、何らかの基準でCPU11が自動的に決定してもよい。例えば、周波数が所定範囲内にありかつ揺れ幅が最も少ないサンプリングクロックを選択する等である。
また、上述した実施形態において、ワードクロック入力部210を設けることは必須ではない。逆に、ワードクロック入力部210を複数設け、複数の外部装置からワードクロックを入力して、そのワードクロックに基づき生成したサンプリングクロックを、セレクタ220における選択の候補としてもよい。また、デジタル音信号受信部200の数は、もちろん任意である。
In addition to the above, the
In the embodiment described above, it is not essential to provide the word
また、サンプリングクロックCKoのビット数も上述した実施形態のものに限られない。整数部はFIFO205やSRC部206にバッファするデータ量分のビット数があればよく、小数部は必要な分解能に応じたビット数があればよい。また、サンプルの出力タイミング等、各種処理を行うタイミングは、それぞれ、クロックの立ち上がり(整数部のカウントアップ)タイミングで行うものとして説明したが、それに限られず、クロックの立ち下がりタイミングや、その他クロックの任意の位相のタイミングに同期して行ってもよい。どの位相に同期していても、サンプリングクロックCKoの示す再生タイミングに関連付けて出力していることになる。出力されるサンプルとその再生タイミングとの関連付けがなされていれば、必ずしも出力タイミングが再生タイミングと一致していなくてもよい。
Further, the number of bits of the sampling clock CKo is not limited to that of the above-described embodiment. The integer part only needs to have the number of bits corresponding to the amount of data to be buffered in the
また、この発明は、デジタルミキサ以外にも、それぞれデジタル音信号及びそれに付随するワードクロックのタイミング情報を受信し、そのタイミング情報に基づいたクロック信号を生成して信号処理や音データ出力のタイミング制御に用いる音信号処理装置に適用可能である。例えば、エフェクタ、レコーダ、アンプ、シンセサイザ等に適用可能であるし、外部から音信号の入力を受け付けて特定の装置あるいはネットワークに供給する信号入力装置や、特定の装置あるいはネットワークから受け取った音信号をその外部へ出力する信号出力装置やパワードスピーカにも適用可能である。
また、以上述べてきた構成及び変形例は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて適用することも可能である。
In addition to the digital mixer, the present invention also receives timing information of the digital sound signal and the accompanying word clock, generates a clock signal based on the timing information, and controls timing of signal processing and sound data output. The present invention can be applied to a sound signal processing apparatus used for the above. For example, it can be applied to effectors, recorders, amplifiers, synthesizers, etc., and it can receive sound signal input from the outside and supply it to a specific device or network, or a sound signal received from a specific device or network The present invention can also be applied to a signal output device that outputs to the outside or a powered speaker.
In addition, the configurations and modifications described above can be applied in appropriate combinations within a consistent range.
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、音データの出力タイミングを規定するクロック信号の生成に用いるワードクロックの切り替えを、それが同期するクロック間での切り替えである場合に、出力する音データをミュートせずに、かつ、位相差に起因するノイズ無しに行うことができる音データ処理装置を実現可能である。 As is apparent from the above description, according to the present invention, when the switching of the word clock used for generating the clock signal that defines the output timing of the sound data is switching between the clocks that synchronize, the output It is possible to realize a sound data processing apparatus that can perform the sound data without mute and without noise caused by the phase difference.
10:デジタルミキサ、11:CPU、12:ROM、13:RAM、14:表示器、15:操作子、16:システムバス、20:音信号入力部、21:信号処理部(DSP)、22:音信号出力部、200:デジタル音信号受信部、201:搬送クロック再生部、202:データ回復部、203:マスタPLL回路、204:供給部、205:FIFO、206:SRC部、207,220:セレクタ、210:ワードクロック入力部、211:波形整形部、300:クロックソース選択画面、301:ボタン、D:音データ、CKo,S:サンプリングクロック、Ta:位相差、Tb:位相調整量、W:ワードクロック 10: Digital mixer, 11: CPU, 12: ROM, 13: RAM, 14: Display, 15: Operator, 16: System bus, 20: Sound signal input unit, 21: Signal processing unit (DSP), 22: Sound signal output unit, 200: Digital sound signal reception unit, 201: Carrier clock reproduction unit, 202: Data recovery unit, 203: Master PLL circuit, 204: Supply unit, 205: FIFO, 206: SRC unit, 207, 220: Selector, 210: Word clock input unit, 211: Waveform shaping unit, 300: Clock source selection screen, 301: Button, D: Sound data, CKo, S: Sampling clock, Ta: Phase difference, Tb: Phase adjustment amount, W : Word clock
Claims (4)
第1ワードクロックに基づいた第1クロック信号を生成する第1PLL部と、
前記第1ワードクロックと同期した第2ワードクロックに基づいた第2クロック信号を生成する第2PLL部と、
まず、前記第1クロック信号を出力し、その後、第1切り替え指示に応じて、出力するクロック信号を前記第2クロック信号に切り替えるクロック出力部と、
前記切り替えに応じて、前記第1クロック信号と前記第2クロック信号との位相差を出力し、その後時間経過に連れて出力する位相差を減少させる位相差出力部と、
前記受信部で受信した音データに相当する音データを、前記クロック出力部が出力するクロック信号の示す再生タイミングに関連付けて後段に出力する音データ出力部とを備えた音データ処理装置であって、
前記音データ出力部が、前記受信部で受信した音データのサンプルを補間することにより、前記クロック出力部が出力するクロック信号から前記位相差出力部が出力する位相差だけずれたタイミングのサンプルを生成して、前記クロック出力部が出力するクロック信号に同期して出力する補間出力部を備えていることを特徴とする前記音データ処理装置。 A receiver for receiving sound data;
A first PLL unit for generating a first clock signal based on the first word clock;
A second PLL unit for generating a second clock signal based on a second word clock synchronized with the first word clock;
First, a clock output unit that outputs the first clock signal and then switches the output clock signal to the second clock signal in response to a first switching instruction;
A phase difference output unit that outputs a phase difference between the first clock signal and the second clock signal in response to the switching, and then reduces a phase difference that is output as time elapses;
A sound data processing apparatus comprising: a sound data output unit that outputs sound data corresponding to sound data received by the receiving unit to a subsequent stage in association with a reproduction timing indicated by a clock signal output from the clock output unit; ,
The sound data output unit interpolates the sample of the sound data received by the reception unit, so that a sample at a timing shifted from the clock signal output by the clock output unit by the phase difference output by the phase difference output unit is obtained. The sound data processing apparatus comprising: an interpolation output unit that generates and outputs in synchronization with a clock signal output from the clock output unit.
前記受信部が受信する前記音データは、前記第1ワードクロックと同期しており、
前記音データ出力部は、さらに、
前記受信部で受信した音データのサンプルを順次格納し、前記クロック出力部が出力するクロック信号に同期して順次出力する格納出力部と、
前記クロック出力部が前記第1クロック信号を出力している間、前記格納出力部が出力するサンプルを選択して出力し、前記クロック出力部の前記切り替え後、前記位相差出力部が出力する位相差がゼロになるまでの間、前記補間出力部が出力するサンプルを選択して出力し、その後、前記格納出力部が出力する出力するサンプルを選択して出力する出力選択部とを備えることを特徴とする音データ処理装置。 The sound data processing device according to claim 1,
The sound data received by the receiver is synchronized with the first word clock,
The sound data output unit further includes:
A storage output unit that sequentially stores samples of sound data received by the reception unit, and sequentially outputs in synchronization with a clock signal output by the clock output unit;
While the clock output unit outputs the first clock signal, the sample output from the storage output unit is selected and output, and after the switching of the clock output unit, the phase difference output unit outputs the sample. An output selection unit that selects and outputs the sample output by the interpolation output unit until the phase difference becomes zero, and then selects and outputs the sample output by the storage output unit. A characteristic sound data processing apparatus.
前記第1クロックに同期しない第3ワードクロックに基づいた第3クロック信号を生成する第3PLL部を備え、
前記クロック選択部は、まず、前記第1クロック信号を出力し、その後、第2切り替え指示に応じて、出力するクロック信号を前記第3クロック信号に切り替え、
前記位相差出力部は、前記クロック出力部が第3クロックを出力したことに応じて、ゼロの位相差を出力し、
前記出力選択部は、前記クロック出力部が前記第3クロック信号を出力したことに応じて、所定期間音データの出力をミュートし、その後、前記補間出力部が出力するサンプルを選択して出力することを特徴とする音データ処理装置。 The sound data processing device according to claim 2, further comprising:
A third PLL for generating a third clock signal based on a third word clock that is not synchronized with the first clock;
The clock selection unit first outputs the first clock signal, and then switches the output clock signal to the third clock signal in response to a second switching instruction.
The phase difference output unit outputs a phase difference of zero in response to the clock output unit outputting a third clock,
The output selection unit mutes the output of the sound data for a predetermined period in response to the clock output unit outputting the third clock signal, and then selects and outputs the sample output by the interpolation output unit. A sound data processing apparatus.
前記受信部が受信する前記音データは、第1ワードクロックとは同期しておらず、
前記音データ出力部は、継続的に、前記補間出力部が出力するサンプルを、後段に出力することを特徴とする音データ処理装置。 The sound data processing device according to claim 1,
The sound data received by the receiving unit is not synchronized with the first word clock,
The sound data processing device, wherein the sound data output unit continuously outputs the sample output by the interpolation output unit to a subsequent stage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2016139233A JP2018011216A (en) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Sound data processing device |
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