CN101009951A - 再现电路 - Google Patents
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Abstract
一种再现电路,包括:输出电路,用于有选择地输出串行双声道脉冲编码调制数据和串行双声道直接流数字数据;数模转换器电路,用于将数字数据转换成第一声道模拟信号和第二声道模拟信号;以及转换电路。双声道脉冲编码调制数据包括逐字交替排列的第一声道脉冲编码调制数据和第二声道脉冲编码调制数据。双声道直接流数字数据包括逐字交替排列的第一声道直接流数字数据和第二声道直接流数字数据。
Description
相关申请的交叉引用
本发明包含涉及于2006年1月23日向日本专利局递交的日本专利申请JP2006-013306号的主题,其全部内容通过引用包括在此。
技术领域
本发明涉及再现电路。
背景技术
一般,数字音频设备中使用的数字音频数据是基于通过脉冲编码调制(PCM)所获取的二补数系统(下文中,这种数字音频数据称为“PCM”数据)。例如,光盘(CD)中使用的PCM数据是通过将原始模拟音频信号以44.1kHz的采样频率量化成每个样本16位所获得的数字数据。
参见图5,“PCM_DATA”表示从用于数字音频的大规模集成电路(LSI)输出的PCM数据的一个例子。即,该PCM数据PCM_DATA从LSI串行输出。该PCM数据PCM_DATA包括多个字,且一个字对应于一个样本。在图5中所示的例子中,一个样本具有32位。即,一个字具有32位。
PCM数据PCM_DATA包括逐字交替排列的左声道数字音频数据的位L0到L31和右声道数字音频数据的为R0到R31。每个字均为最低有效位(LSB)在前。
与PCM数据PCM_DATA相反,已知一种通过Δ∑调制将原始模拟音频信号(见图6的(a)部分)转换成串行一位数据串(见图6的(b)部分)所获得的数字数据。
这种通过Δ∑调制所获得的数字数据(见图6的(b)部分)称为“直接流数字(DSD)数据”。DSD数据DSD_DATA也是其中脉冲数与原始模拟音频信号的振幅成比例地变化的脉冲密度调制信号。采用DSD数据DSD_DATA作为当在超音频CD(SACD(TM))上记录或再现音乐数据(再现为音乐的数字音频数据)时所使用的数据格式,从而能实现高质量声音的记录或再现。
现有支持PCM数据PCM_DATA和DSD数据DSD_DATA两者的数模(D/A)转换IC。当这种支持PCM数据PCM_DATA和DSD数据DSD_DATA两者的D/A转换IC执行D/A转换时,例如,如图7A和7B中所示地,数字数据被提供给D/A转换IC。在图7A和7B中,标号33表示D/A转换IC。图7A示出对PCM数据PCM_DATA执行D/A转换的情形,而图7B示出对DSD数据DSD_DATA执行D/A转换的情形。
为了对PCM数据PCM_DATA执行D/A转换,如图7A中所示,向IC33提供PCM数据PCM_DATA,并且还如图5中所示地向IC33提供声道时钟LRCK和位时钟BCK。在此情形中,声道时钟LRCK在PCM数据PCM_DATA的字在左声道中时被设置为“1”,而当PCM数据PCM_DATA的字在右声道中时被设置为“0”。另外,位时钟BCK是与PCM数据PCM_DATA的位L0到L31及位R0到R31同步的时钟。
另外,向IC33提供主时钟MCK。当原始模拟音频信号的采样频率表示为频率fs时,声道时钟LRCK具有频率fs,位时钟BCK具有频率64fs,而主时钟MCK具有频率128fs。
然后,在IC33中,PCM数据PCM_DATA的左声道字和右声道字根据声道时钟LRCK和位时钟BCK被相互同步。另外,根据主时钟MCK对相互同步的左声道字和右声道字进行D/A转换,并从IC33输出模拟音频信号L和R。
相反,为了对DSD数据DSD_DATA执行D/A转换,如图7B中所示,向IC33提供左声道DSD数据DSD_L和右声道DSD数据DSD_R,并且还向IC33提供位时钟BCK和主时钟MCK。在此情形中,位时钟BCK具有频率32fs,而主时钟MCK具有频率128fs。
然后,在IC33中,对左声道DSD数据DSD_L和右声道DSD数据DSD_R执行积分以将左声道DSD数据DSD_L和右声道DSD数据DSD_R D/A转换成模拟信号L和R。然后,从IC33输出模拟音频信号L和R。
上述D/A转换IC33的例子是由Cirrus Logic Inc.制造的“CS4391”和由Burr Brown Corporation制造的“PCM1702”。
在例如由不知名作者所写的由Sony Corporation,HENC Audio Group,Super Audio CD Division于2005年10月14日发布的(在2005年12月28日搜索到的),因特网址(URL:http://www.super-audiocd.com/aboutsacd/format.html)的“Super Audio CD-Super Audio CD to wa”(Super Audio CD-What is Super Audio CD?)中,记载了这种根据相关技术的D/A转换IC的一个例子。
发明内容
如上所述,D/A转换IC33是能合适地执行PCM数据PCM_DATA和DSD数据DSD_DATA的D/A转换的D/A转换IC33。另外,能从数字音频LSI获取适用于D/A转换IC33的格式的PCM数据PCM_DATA。
然而,当从数字音频LSI输出DSD数据DSD_DATA时,如图8中所示,DSD数据DSD_DATA包括交替排列的32位左声道DSD数据DSD_L和32位右声道DSD数据DSD_R。因此,从LSI输出的DSD数据不是直接被提供给参照图7A和7B说明的D/A转换IC33。显然,现有能输出适合图7A和7B中所示的D/A转换IC33的PCM数据PCM_DATA和DSD数据DSD_L和DSD_R两者的用于数字音频数据的LSI。然而,这些LSI不是大规模生产的且很昂贵。
希望即使当从LSI输出的DSD数据DSD_DATA是图8中所示的DSD数据时也能由图7A和7B中所示的D/A转换IC33来适当地执行D/A转换。
根据本发明的一个实施例的再现电路包括:输出电路,用于有选择地输出串行双声道脉冲编码调制数据和串行双声道直接流数字数据;数模转换电路,用于将数字数据转换成第一声道模拟信号和第二声道模拟信号;以及转换电路。双声道脉冲编码调制数据包括逐字交替排列的第一声道脉冲编码调制数据和第二声道脉冲编码调制数据。双声道直接流数字数据包括逐字交替排列的第一声道直接流数字数据和第二声道直接流数字数据。当向数模转换器电路提供双声道脉冲编码调制数据时,数模转换器电路将双声道脉冲编码调制数据转换成第一声道模拟信号和第二声道模拟信号。
当向数模转换器电路提供第一声道直接流数字数据和第二声道直接流数字数据时,数模转换器电路将第一声道直接流数字数据和第二声道直接流数字数据转换成第一声道模拟信号和第二声道模拟信号。转换电路将双声道直接流数字数据分离成第一声道直接流数字数据和第二声道直接流数字数据,并且该转换电路包括同时输出相互分离的第一声道直接流数字数据和第二声道直接流数字数据的移位寄存器。为了将双声道脉冲编码调制数据转换成第一声道模拟信号和第二声道模拟信号,从输出电路输出的双声道脉冲编码调制数据被直接提供给数模转换器电路。为了将双声道直接流数字数据转换成第一声道模拟信号和第二声道模拟信号,从输出电路输出的双声道直接流数字数据经过转换电路分离和同步,然后被提供给数模转换器电路。
因此,即使LSI不支持DSD数据的格式,D/A转换IC也能对DSD数据执行D/A转换。不使用昂贵的LSI来执行这种D/A转换。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施例的应用的示意图;
图2是用于说明本发明的该实施例的示意图;
图3是示出本发明的该实施例的示意图;
图4是用于说明图3中所示的电路的操作的时序图;
图5是用于说明本发明的该实施例的波形图;
图6包括用于说明本发明的该实施例的波形图;
图7A和7B是用于说明本发明的该实施例的图示;以及
图8是用于说明本发明的该实施例的波形图。
具体实施方式
将对整个系统的配置的一个例子进行说明。图1示出在家庭等处使用的音频客户机-服务器系统的一个例子。标号10表示服务器,标号20表示客户机,而标号40表示诸如局域网(LAN)等网络。如下所述,本发明的一个实施例可应用于客户机20。客户机20对PCM数据PCM_DATA和DSD数据DSD_DATA执行D/A转换以再现音乐。
即,服务器10包括:用于执行程序的中央处理单元(CPU)11、其中写入了各种程序的只读存储器(ROM)12、以及用作工作区的随机存取存储器(RAM)。CPU11、ROM12和RAM13与系统总线19连接。用作大容量存储器的硬盘设备与系统总线19连接。
要向客户机20提供的音乐的音乐数据存储在硬盘设备14中。音乐数据以PCM数据PCM_DATA的文件或DSD数据DSD_DATA的文件的形式存储在硬盘设备14中。
在硬盘设备14中提供表。表中存储诸如专辑名称、歌曲名、艺术家名等关于存储在硬盘设备14中的音乐和音乐数据的信息、关于音乐数据是PCM数据PCM_DATA还是DSD数据DSD_DATA的信息以及关于采样频率、声道数、位数等的信息。例如当客户机20请求下载音乐时,使用这些信息。
服务器10还包括通信接口15。提供通信接口15用于根据传输控制协议/网际互连协议(TCP/IP)通过网络40将服务器10连接至客户机20。因此,通信接口15与系统总线19连接并与网络40连接。服务器10还包括各种操作键16和诸如发光二极管(LED)等显示单元17作为供音乐管理员使用的用户接口,从而音乐管理员能操作服务器10并监视服务器10的状态。
与之对照,客户机20包括:用于执行程序的CPU21、其中写入了各种程序的ROM22、以及用作工作区的RAM23。CPU21、ROM22和RAM23与系统总线29连接。
客户机20还包括通信接口25。提供通信接口25用于根据TCP/IP通过网络40将客户机20连接至服务器10。因此,通信接口25与系统总线29连接,并在下载音乐时与网络40连接。客户机20还包括各种操作键26和诸如液晶显示器(LCD)等显示单元27作为用户接口,从而用户能操作客户机20并监视客户机20的状态。
在本例中,转换电路32通过接口电路31与系统总线29连接,且D/A转换IC(即,D/A转换器电路)33与转换电路32连接。在此情形中,接口电路31将与通信接口25等一起进行大规模集成。如下所述,提供转换电路32用于将DSD数据DSD_DATA转换成能由IC(D/A转换器电路)33进行D/A转换的格式。当从PCM数据PCM_DATA再现音乐时,旁路掉转换电路32的处理。
另外,IC(D/A转换器电路)33被配置成将PCM数据D/A转换成左声道模拟音频数据和右声道模拟音频数据,并将经转换电路32转换的DSD数据D/A转换成左声道模拟音频数据和右声道模拟音频数据。IC(D/A转换器电路)33的模拟输出端分别通过放大器34L和34R与扬声器35L和35R连接。
现在将描述一个操作。为了再现存储在服务器10中的音乐,客户机20的用户向服务器10指定音乐。可以用公知的方法来指定音乐。例如,用户可以使用操作键26直接输入期望的音乐的名称。或者,在每次输入诸如艺术家名或专辑名称等条件时阶层式地缩小音乐的名称的范围,使得用户能最终确定期望的音乐的名称。
当期望的音乐被指定时,服务器10参考包含在硬盘设备14中的表。服务器10执行转换成对应于指定的音乐的DSD文件的名称的转换,并根据DSD文件的名称从硬盘设备14读取所期望的音乐的文件(PCM数据PCM_DATA格式的文件或DSD数据DSD_DATA格式的文件)。所读取的文件通过网络40从服务器10发送至客户机20。
在客户机20中,将所发送的文件的内容根据PCM数据PCM_DATA或DSD数据DSD_DATA相应地进行处理以再现音乐。
将对PCM数据PCM_DATA的情形进行说明。在此情形中,接口电路31输出图5所示的PCM数据PCM_DATA、声道时钟LRCK、位时钟BCK和主时钟MCK。PCM数据PCM_DATA、声道时钟LRCK、位时钟BCK和主时钟MCK旁路掉转换电路32的处理并被直接提供给IC(D/A转换器电路)33。
在IC(D/A转换器电路)33中,根据声道时钟LRCK和位时钟BCK将PCM数据PCM_DATA的左声道中的位L0到L31与PCM数据PCM_DATA的右声道中的位R0到R31分离。使位L0到L31与位R0到R31相互同步,并将相互同步的数据D/A转换成模拟音频信号L和R。音频信号L和R分别由放大器34L和34R放大。经放大的音频信号L和R被分别提供给扬声器35L和35R,并被再现成音乐。
现在将对DSD数据DSD_DATA的情形进行说明,接口电路31向转换电路32输出图8中所示的DSD数据DSD_DATA、声道时钟LRCK、位时钟BCK和主时钟MCK。在转换电路32中,DSD数据DSD_DATA被分离成左声道DSD动态范围DSD_L和右声道DSD数据DSD_R。使左声道DSD动态范围DSD_L和右声道DSD数据DSD_R相互同步,并向IC(D/A转换器电路)33提供相互同步的DSD数据DSD_L和DSD_R。因此,在IC(D/A转换器电路)33中,DSD数据DSD_L和DSD_R被D/A转换成模拟音频信号L和R。音频信号L和R分别由放大器34L和34R放大。经放大的音频信号L和R被分别提供给扬声器35L和35R并再现成音乐。
现在将对转换电路32的配置和操作进行说明。参见图2和3,接口电路31与诸如通信接口25等其它电路一起进行LSI集成。在图2和3中,此LSI集成电路称为LSI31。LSI(即,接口电路)31包括时钟发生器311和输出缓冲器312。
在CPU21的切换控制下,当从PCM数据PCM_DATA再现音乐时,转换电路32被切换至图2中所示的状态,当从DSD数据DSD_DATA再现音乐时,转换电路32切换至图3中所示的状态。
当从PCM数据PCM_DATA或DSD数据DSD_DATA再现音乐时,转换电路32执行如下所述的相应处理。
将对从PCM数据PCM_DATA再现音乐的情形进行说明。在此情形中,转换电路32在CPU21的控制下被切换成图2中所示的状态。从输出缓冲器312提取PCM数据PCM_DATA。PCM数据PCM_DATA通过转换电路32,并被直接提供给IC(D/A转换器电路)33。从时钟发生器311提取声道时钟LRCK、位时钟BCK和主时钟MCK。声道时钟LRCK、位时钟BCK和主时钟MCK通过转换电路32并被直接提供给IC(D/A转换器电路)33。即,在此情形中,转换电路32被旁路掉。
因此,如对于文件包括PCM数据PCM_DATA的情形所说明的,在IC(D/A转换器电路)33中,PCM数据PCM_DATA被D/A转换成左声道和右声道音频信号L和R,并且从IC(D/A转换器电路)33输出所获取的信号L和R。
现在将对从DSD数据DSD_DATA再现音乐的情形进行说明。在此情形中,转换电路32在CPU21的控制下切换成图3中所示的状态。即,转换电路32包括32位串入并出移位寄存器321L和321R以及32位并入串出移位寄存器322L和322R。移位寄存器321L和321R的输出端与移位寄存器322L和322R的输入端并联连接。
从输出缓冲器312提取DSD数据DSD_DATA。向移位寄存器322L和322R中的每一个提供DSD数据DSD_DATA作为数据输入。另外,从时钟发生器311提取声道时钟LRCK和位时钟BCK。向与(AND)电路323提供位时钟BCK,并通过倒相器325向与(AND)电路323提供声道时钟LRCK。与(AND)电路323的与(AND)输出作为时钟被提供给移位寄存器321L。
因此,如图4的(a)部分和(b)部分中所示,(图4的(a)部分等于图8),在声道时钟LRCK为“0”期间,在此时间段里的DSD数据DSD_DATA,即左声道DSD数据DSD_L被逐一地顺序写到移位寄存器321L。
另外,从时钟发生器311输出的位时钟BCK被提供给与(AND)电路324,且声道时钟LRCK被提供给与(AND)电路324。与(AND)电路324的与(AND)输出作为时钟被提供给移位寄存器321R。因此,如图4的(a)部分和(b)部分中所示,在声道时钟LRCK为“1”期间,在此时间段里的DSD数据DSD_DATA,即右声道DSD数据DSD_R被逐一地顺序写到移位寄存器321R。
即,如图4的(b)部分中所示,左声道DSD数据DSD_L和右声道DSD数据DSD_R被分离地写到移位寄存器321L和321R。
另外,从时钟发生器311输出的声道时钟LRCK作为负载脉冲被提供给移位寄存器322L和322R中的每一个。如图4的(c)部分中所示,每次声道时钟LRCK下降时,移位寄存器321L和321R的内容被加载到移位寄存器322L和322R。
从时钟发生器311输出的位时钟BCK被提供给分频器326以分频成1/2频率(频率为32fs),且经分频的脉冲被作为时钟输入提供给移位寄存器322L和322R中的每一个。因此,如图4的(d)部分中所示,同时从移位寄存器322L和322R连续输出左声道DSD数据DSD_L和右声道DSD数据DSD_R。所输出的DSD数据DSD_L和DSD数据DSD_R被提供给D/A转换IC(D/A转换器电路)33。
因此,如对于文件包括DSD数据DSD_DATA的情形所说明的,在IC(D/A转换器电路)33中,将DSD数据DSD_L和DSD_R转换成左声道音频信号L和右声道音频信号R,并从IC(D/A转换器电路)33输出所获取的信号L和R。
如上所述,使用转换电路32,即使从LSI(接口电路)31输出的DSD数据DSD_DATA具有图8中所示的格式,即,LSI(接口电路)31不支持DSD数据的格式,D/A转换IC(D/A转换器电路)33也能将DSD数据D/A转换成模拟信号L和R。这里,不使用昂贵的LSI。
以上已对于将从服务器10发送的PCM数据PCM_DATA或DSD数据DSD_DATA实时地再现为音乐的情形进行了说明。然而,本发明的实施例还可以应用于在客户机20中设置诸如硬盘设备或非易失性存储器等存储设备从而将所发送的PCM数据PCM_DATA或DSD数据DSD_DATA存储在该存储设备中并在需要时再现的情形。
或者,本发明的一个实施例还可以应用于从其它记录介质提取的PCM数据PCM_DATA或DSD数据DSD_DATA被直接再现或被存储在存储设备中然后再现的情形。另外,转换电路32可以由CPU21或数字信号处理器(DSP)的处理来实现。另外,转换电路32可以包含在LSI(接口电路)31中。
本领域的技术人员应理解,根据设计要求和其它因素可出现各种修改、组合、子组合和变更,而它们仍在所附权利要求或其等效技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种再现电路,包括:
输出电路,用于有选择地输出串行双声道脉冲编码调制数据和串行双声道直接流数字数据;
数模转换器电路,用于将数字数据转换成第一声道模拟信号和第二声道模拟信号;以及
转换电路,
其中所述双声道脉冲编码调制数据包括逐字交替排列的第一声道脉冲编码调制数据和第二声道脉冲编码调制数据,
所述双声道直接流数字数据包括逐字交替排列的第一声道直接流数字数据和第二声道直接流数字数据,
当向所述数模转换器电路提供所述双声道脉冲编码调制数据时,所述数模转换器电路将所述双声道脉冲编码调制数据转换成所述第一声道模拟信号和所述第二声道模拟信号,
当向所述数模转换器电路提供所述第一声道直接流数字数据和所述第二声道直接流数字数据时,所述数模转换器电路将所述第一声道直接流数字数据和所述第二声道直接流数字数据转换成所述第一声道模拟信号和所述第二声道模拟信号,
所述转换电路将所述双声道直接流数字数据分离成所述第一声道直接流数字数据和所述第二声道直接流数字数据,并且包括用于同时输出相互分离的所述第一声道直接流数字数据和所述第二声道直接流数字数据的移位寄存器,
其中为了将所述双声道脉冲编码调制数据转换成所述第一声道模拟信号和所述第二声道模拟信号,从所述输出电路输出的所述双声道脉冲编码调制数据被直接提供给所述数模转换器电路,且
为了将所述双声道直接流数字数据转换成所述第一声道模拟信号和所述第二声道模拟信号,从所述输出电路输出的所述双声道直接流数字数据经过所述转换电路分离和同步,然后被提供给所述数模转换器电路。
2.如权利要求1所述的再现电路,其特征在于,
所述双声道脉冲编码调制数据是通过基于二补数系统来数字化模拟信号所获得的数字数据,且
所述双声道直接流数字数据是通过Δ∑调制来数字化所述模拟信号所获得的数字数据。
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