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[TECHNISCHES GEBIET]
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Audioschaltung.
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[STAND DER TECHNIK]
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Übertragungsverfahren für Audiosignale zwischen integrierten Audioschaltungen (Integrated Circuits - ICs) werden allgemein in analoge Übertragung und digitale Übertragung klassifiziert. Auf einem solchen Audio-IC wird gemäß dem Übertragungsverfahren eine Schnittstellenschaltung angebracht.
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1A und 1B zeigen beispielhafte Wellenformdiagramme, die ein digitales Audiosignal und ein analoges Audiosignal zeigen. Wie in 1A gezeigt, ist das digitale Audiosignal als Impulssignal ausgeführt, das zwischen zwei Pegeln, d.h. einem hohen Pegel (z.B. 3,3 V) und einem niedrigen Pegel (z.B. 0 V), umgeschaltet wird. Beispielsweise kann das digitale Audiosignal als eine Kombination aus mehreren Impulssignalen ausgeführt sein (z.B. eine Kombination aus einem Taktsignal und seriellen Daten). Außerdem kann das digitale Audiosignal als ein einzelnes Pulssignal ausgeführt sein (z.B. ein Pulsbreitenmodulations- (Pulse Width Modulation - PWM) Signal, ein Pulsdichtemodulations- (Pulse Density Modulation - PDM) Signal oder ein DSD- (Direct Stream Digital) Signal). Im Fall der Verwendung eines analogen Audiosignals für eine Compact Disc (CD), wie beispielsweise in 1B gezeigt, weist das analoge Audiosignal eine analoge Wellenform mit einer maximalen Amplitude von 2 Vrms auf.
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2 zeigt ein Diagramm, das einen herkömmlichen Audio-IC 900 zeigt. Der Audio-IC 900 ist eingerichtet, dass er in der Lage ist, sowohl die Eingaben eines analogen Audiosignals als auch eines digitalen Audiosignals zu empfangen. Der Audio-IC 900 umfasst eine analoge Audioschnittstelle mit zwei Pins bzw. Anschlüssen (Lch, Rch) und eine serielle Eingangsschnittstelle mit vier Pins bzw. Anschlüssen (SDATA, LRCLK, BCLK, MCLK).
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Der Audio-IC 900 umfasst eine serielle Schnittstellenschaltung (Empfänger) 902, D/A-Wandler 904 und 906 und Selektoren bzw. Auswahlvorrichtungen 908 und 910.
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In einem Fall, in dem der Audio-IC 900 mit einer anderen integrierten Schaltung (IC) oder mit einer Vorrichtung, die mit einer analogen Schnittstelle versehenen ist, gekoppelt ist, wird ein analoges Audiosignal in die zwei analogen Eingangspins (Lch, Rch) eingegeben. In diesem Fall werden die vier digitalen Eingangspins (SDATA, LRCLK, BCLK, MCLK) nicht verwendet. Die Selektoren 908 und 910 wählen die über den Lch-Pin und den Rch-Pin eingegebenen analogen Audiosignale aus und geben die so ausgewählten analogen Signale an eine nicht gezeigte interne Schaltung aus.
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In einem Fall, in dem der Audio-IC 900 mit einer anderen integrierten Schaltung (IC) oder mit einer Vorichtung, die mit einer digitalen Schnittstelle versehen ist, gekoppelt ist, werden die zwei analogen Eingangspins (Lch, Rch) nicht verwendet. In diesem Fall wird ein digitales Audiosignal in die vier digitalen Eingangspins (SDATA, LRCLK, BCLK, MCLK) eingegeben. Die serielle Schnittstellenschaltung 902 trennt das digitale Audiosignal in ein L-Kanal-Signal und ein R-Kanal-Signal. Die D/A-Wandler 904 und 906 wandeln das L-Kanal-Digitalsignal und das R-Kanal-Digitalsignal in analoge Signale um. Die Selektoren 908 und 910 wählen die Ausgänge der D/A-Wandler 904 und 906 aus und geben die so ausgewählten Ausgangssignale an eine nicht gezeigte interne Schaltung aus.
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[Dokumente zum Stand der Technik]
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[Patentdokumente]
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- [Patentdokument 1] Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2013-197711
- [Patentdokument 2] Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2015-201729
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[OFFENBARUNG DER ERFINDUNG]
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[DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM]
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Der in 2 gezeigte Audio-IC 900 erfordert insgesamt sechs Eingangspins, was der Gesamtsumme der Anzahl der analogen Eingangspins und der Anzahl der digitalen Eingangspins entspricht. Bei einer solchen Anordnung besteht das Problem, dass sie eine große Chipfläche und einen großen Bauraum erfordert. 2 zeigt nur eine Eingangsleitung. In einigen Fällen weist der Audio-IC 900 jedoch etwa vier Eingangsleitungen auf. In diesem Fall benötigt eine solche Anordnung 24 (= 6 x 4) Pins.
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Die vorliegende Offenbarung ist gemacht worden, um ein solches Problem zu lösen. Demzufolge ist es ein beispielhafter Zweck einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, eine Audioschaltung mit einer reduzierten Anzahl von Pins bereitzustellen.
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[MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS]
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Audioschaltung. Die Audioschaltung umfasst: N (N ≥ 1) Eingangspins, über die ein digitales Audiosignal oder ein analoges Audiosignal einzugeben ist; eine Audioschnittstellenschaltung, die derart aufgebaut bzw. strukturiert ist, dass, wenn die analogen Audiosignale in die N Eingangspins eingegeben werden, eine Vorspannung über einen Vorspannungswiderstand an jeden der N Eingangspins angelegt wird; und eine interne Schaltung, die aufgebaut ist, um das analoge Audiosignal oder das digitale Audiosignal, das die Audioschnittstellenschaltung durchlaufen hat, zu verarbeiten.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrifft eine elektronische Vorrichtung. Die elektronische Vorrichtung ist mit einer der oben beschriebenen Audioschaltungen versehen.
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Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrifft ein fahrzeuginternes Audiosystem. Das fahrzeuginterne Audiosystem ist mit einer der oben beschriebenen Audioschaltungen versehen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass jede Kombination der oben beschriebenen Komponenten oder jede Ausprägung der vorliegenden Offenbarung zwischen einem Verfahren, einer Vorrichtung usw. wechselseitig ausgetauscht werden kann, die auch als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wirksam sind. Die Beschreibung der Gegenstände (Mittel zum Lösen der Probleme) soll keineswegs alle unverzichtbaren Merkmale der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Das heißt, jede Unterkombination der oben beschriebenen Merkmale ist ebenfalls in dem technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung umfasst.
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[VORTEIL DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG]
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Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ermöglicht dies, dass die Anzahl von Pins der Audioschaltung reduziert wird.
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Figurenliste
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- 1A und 1B zeigen beispielhafte Wellenformdiagramme, die ein digitales Audiosignal und ein analoges Audiosignal zeigen;
- 2 zeigt ein Diagramm, das einen herkömmlichen Audio-IC zeigt;
- 3 zeigt ein Schaltbild, das eine Grundkonfiguration einer Audioschaltung gemäß einer Ausführungsform zeigt;
- 4 zeigt ein Ersatzschaltbild der Audioschaltung, wenn digitale Audiosignale eingegeben werden;
- 5 zeigt ein Ersatzschaltbild der Audioschaltung, wenn analoge Audiosignale eingegeben werden;
- 6 zeigt ein Schaltbild, das eine Audioschaltung gemäß einem Beispiel 1 zeigt;
- 7 zeigt ein Schaltungsdiagramm, das eine Audioschaltung gemäß einem Beispiel 2 zeigt;
- 8 zeigt ein Schaltbild, das eine Audioschaltung gemäß einem Beispiel 3 zeigt;
- 9 zeigt ein Schaltbild, das eine Audioschaltung gemäß einem Beispiel 4 zeigt;
- 10 zeigt ein Schaltbild, das eine Audioschaltung gemäß einem Beispiel 5 zeigt; und
- 11A und 11B zeigen Schaltbilder, die jeweils eine Audioschnittstellenschaltung gemäß einer Modifikation 2 zeigen.
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[BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG]
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ÜBERSICHT ÜBER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es erfolgt eine Beschreibung bezüglich einer Übersicht mehrerer beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser Übersicht werden einige Konzepte einer oder mehrerer Ausführungsformen in vereinfachter Form als Einleitung zu der ausführlicheren Beschreibung beschrieben, die später dargelegt wird, um ein grundlegendes Verständnis solcher Ausführungsformen bereitzustellen. Demzufolge soll die Übersicht keinesfalls den Umfang der vorliegenden Erfindung oder der vorliegenden Offenbarung einschränken. Darüber hinaus stellt diese Übersicht keinen umfassenden Überblick über alle denkbaren Ausführungsformen dar und soll keinesfalls wesentliche Elemente der Ausführungsformen einschränken. In einigen Fällen kann der Begriff „eine Ausführungsform“ hierin der Einfachheit halber verwendet werden, um sich auf eine einzelne Ausführungsform (Beispiel oder Modifikation) oder mehrere Ausführungsformen (Beispiele oder Modifikationen) zu beziehen, die in der vorliegenden Beschreibung offenbart sind.
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Eine Audioschaltung gemäß einer Ausführungsform umfasst: N (N ≥ 1) Eingangspins, über die ein digitales Audiosignal oder ein analoges Audiosignal einzugeben ist; eine Audioschnittstellenschaltung, die derart aufgebaut ist, dass, wenn die analogen Audiosignale in die N Eingangspins eingegeben werden, eine Vorspannung über einen Vorspannungswiderstand an jeden der N Eingangspins angelegt wird; und eine interne Schaltung, die aufgebaut ist, um das analoge Audiosignal oder das digitale Audiosignal, das die Audioschnittstellenschaltung durchlaufen hat, zu verarbeiten.
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Mit dieser Anordnung können die analogen Eingangspins und die digitalen Eingangspins als gemeinsam genutzte Eingangspins ausgeführt sein. Dadurch kann die Anzahl der Pins reduziert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass der Ausdruck „analoge Audiosignale (digitale Audiosignale) werden in die N Eingangspins eingegeben“ keinen Zustand bedeutet, in dem alle N Eingangspins verwendet werden. Vielmehr bedeutet dies einen Zustand, in dem mindestens einer der N Eingangspins verwendet wird.
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Bei einer Ausführungsform kann die Audioschnittstellenschaltung derart aufgebaut sein, dass, wenn die digitalen Audiosignale in die N Eingangspins eingegeben werden, jeder der N Eingangspins über den Vorspannungswiderstand geerdet ist.
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Bei einer Ausführungsform kann die Audioschnittstellenschaltung derart aufgebaut sein, dass, wenn die Audioschaltung gestartet wird, jeder der N Eingangspins über den Vorspannungswiderstand geerdet ist. In einem Fall, in dem eine externe Schaltung mit einem digitalen Ausgang mit den N Eingangspins gekoppelt ist, kann dies verhindern, dass eine hohe Spannung an die externe Schaltung angelegt wird, wenn die Audioschaltung gestartet wird.
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Bei einer Ausführungsform kann die interne Schaltung umfassen: einen D/A-Wandler, der derart aufgebaut ist, dass, wenn die digitalen Audiosignale in die N Eingangspins eingegeben werden, der D/A-Wandler in einen aktiven Zustand versetzt wird, um die digitalen Audiosignale in analoge Signale umzuwandeln; einen Ausgangsselektor, der derart aufgebaut ist, dass, wenn die digitalen Audiosignale in die N Eingangspins eingegeben werden, der Ausgangsselektor ein Ausgangssignal des D/A-Wandlers auswählt, und wenn die analogen Audiosignale in die N Eingangspins eingegeben werden, der Ausgangsselektor die analogen Audiosignale auswählt; und eine analoge Verarbeitungsschaltung, die aufgebaut ist, um einen Ausgang des Ausgangsselektors zu verarbeiten.
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Bei einer Ausführungsform kann die interne Schaltung umfassen: einen A/D-Wandler, der derart aufgebaut ist, dass, wenn die analogen Audiosignale in die N Eingangspins eingegeben werden, der A/D-Wandler in einen aktiven Zustand versetzt wird, um die analogen Audiosignale in digitale Signale umzuwandeln; einen Ausgangsselektor, der derart aufgebaut ist, dass, wenn die digitalen Audiosignale in die N Eingangspins eingegeben werden, der Ausgangsselektor die digitalen Audiosignale auswählt, und wenn die analogen Audiosignale in die N Eingangspins eingegeben werden, der Ausgangsselektor ein Ausgangssignal des A/D-Wandlers auswählt; und eine digitale Verarbeitungsschaltung, die aufgebaut ist, um einen Ausgang des Ausgangsselektors zu verarbeiten.
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Bei einer Ausführungsform kann die Vorspannung 1/2 einer Stromversorgungsspannung der Audioschaltung betragen.
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Bei einer Ausführungsform kann die Audioschnittstellenschaltung umfassen: eine Spannungsteilerschaltung, die aufgebaut ist, um die Stromversorgungsspannung in 1/2 zu teilen; einen Puffer, der aufgebaut ist, um eine Ausgangsspannung der Spannungsteilerschaltung zu empfangen; N Vorspannungsselektoren, die jeweils derart angeordnet sind, dass ein erster Eingangsanschluss davon mit einem Ausgang des Puffers gekoppelt ist und ein zweiter Eingangsanschluss davon geerdet ist; und N Vorspannungswiderstände, die jeweils derart angeordnet sind, dass ein Ende davon mit einem Ausgangsanschluss des entsprechenden Vorspannungsselektors gekoppelt ist und das andere Ende davon mit dem entsprechenden Eingangspin gekoppelt ist.
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Bei einer Ausführungsform kann eine Anordnung geschaffen werden, bei der N = 4 ist. Außerdem kann das digitale Audiosignal in einem seriellen Format übertragen werden, das serielle Daten, einen LR-Takt, einen Bittakt und einen Haupttakt umfasst.
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Bei einer Ausführungsform kann eine Anordnung geschaffen werden, bei der N = 3 ist. Außerdem kann das digitale Audiosignal in einem seriellen Format übertragen werden, das serielle Daten, einen LR-Takt und einen Bittakt umfasst.
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Bei einer Ausführungsform kann das digitale Audiosignal ein PWM-Signal sein.
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Bei einer Ausführungsform kann das digitale Audiosignal ein Differenzsignal sein.
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Bei einer Ausführungsform kann das digitale Audiosignal ein asymmetrisches Signal sein.
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Bei einer Ausführungsform kann die Audioschaltung monolithisch auf einem einzigen Substrat integriert sein. Beispiele für eine solche „integrierte“ Anordnung umfassen: eine Anordnung, bei der alle Schaltungskomponenten auf einem Substrat gebildet sind; und eine Anordnung, bei der Hauptschaltungskomponenten monolithisch integriert sind. Außerdem kann ein Teil der Schaltungskomponenten wie Widerstände oder Kondensatoren in Form von Komponenten außerhalb eines solchen Substrats angeordnet sein, um die Schaltungskonstanten einzustellen. Durch Integrieren der Schaltung auf einem einzigen Chip ermöglicht eine solche Anordnung, dass die Schaltungsfläche reduziert wird, und ermöglicht, dass die Schaltungselemente einheitliche Eigenschaften aufweisen.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jeder Zeichnung sind dieselben oder ähnliche Komponenten, Elemente und Prozesse mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine redundante Beschreibung davon wird gegebenenfalls weggelassen. Die Ausführungsformen sind nur zu beispielhaften Zwecken beschrieben worden und sollen die vorliegende Offenbarung keinesfalls einschränken. Außerdem ist es für die vorliegende Offenbarung nicht notwendigerweise wesentlich, dass alle Merkmale oder eine Kombination davon wie in den Ausführungsformen beschrieben vorgesehen werden.
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In der vorliegenden Beschreibung umfasst ein Zustand, der durch den Ausdruck „das Element A ist mit dem Element B gekoppelt“ dargestellt ist, einen Zustand, in dem das Element A indirekt mit dem Element B über ein anderes Element gekoppelt ist, das die elektrische Verbindung zwischen ihnen nicht beeinflusst oder das die Funktionen der Verbindung zwischen ihnen nicht beeinträchtigt, zusätzlich zu einem Zustand, in dem sie physisch und direkt gekoppelt sind. In ähnlicher Weise umfasst ein Zustand, der durch den Ausdruck „das Element C ist zwischen dem Element A und dem Element B vorgesehen“ dargestellt wird, einen Zustand, in dem das Element A indirekt mit dem Element C gekoppelt ist oder das Element B indirekt mit dem Element C gekoppelt ist über ein anderes Element, das die elektrische Verbindung zwischen ihnen nicht beeinträchtigt oder die Funktionen der Verbindung zwischen ihnen nicht beeinträchtigt, zusätzlich zu einem Zustand, in dem sie direkt gekoppelt sind.
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3 zeigt ein Schaltbild, das eine Grundkonfiguration einer Audioschaltung 300 gemäß einer Ausführungsform zeigt. Die Audioschaltung 300 umfasst N (N ≥ 1) Eingangspins P1 bis PN, einen Stromversorgungspin VCC, eine Audioschnittstellenschaltung 310 und eine interne Schaltung 320, die auf einem einzelnen Halbleitersubstrat integriert sind.
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Ein digitales Audiosignal oder ein analoges Audiosignal wird ausschließlich und wahlweise in die N Eingangspins P1 bis PN eingegeben. Die Audioschnittstellenschaltung 310 empfängt digitale oder analoge Audiosignale, die über die N Eingangspins P1 bis PN eingegeben werden, und führt die so empfangenen Audiosignale der internen Schaltung 320 zu, die als nachgeschaltete Stufe ausgeführt ist.
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Die Audioschnittstellenschaltung 310 ist derart eingerichtet, dass, wenn analoge Audiosignale in die N Eingangspins P1 bis PN eingegeben werden, eine Vorspannung VB an die N Eingangspins P1 bis PN über Vorspannungswiderstände R11 bis R1N angelegt wird. Beispielsweise ist die Vorspannung VB als eine Spannung (z.B. 7,2 V) ausgeführt, die erhalten wird, indem eine an den Stromversorgungspin VCC zugeführte Stromversorgungsspannung Vcc (z.B. 14,4 V), unter Verwendung einer Widerstandsteilerschaltung durch 2 geteilt wird.
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Ferner ist die Audioschnittstellenschaltung 310 derart eingerichtet, dass, wenn digitale Audiosignale in die N Eingangspins P1 bis PN eingegeben werden, die N Eingangspins P1 bis PN jeweils über die Vorspannungswiderstände R11 bis R1N geerdet sind.
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Die Audioschnittstellenschaltung 310 umfasst eine Spannungsteilerschaltung 312, einen Puffer 314, N Vorspannungsselektoren SEL11 bis SEL1N und N Vorspannungswiderstände R11 bis R1N.
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Die Spannungsteilerschaltung 312 umfasst Widerstände R21 und R22, die jeweils den gleichen Widerstandswert aufweisen, und teilt die Stromversorgungsspannung Vcc in 1/2. Der Puffer 314 empfängt die Ausgangsspannung der Spannungsteilerschaltung 312. In einem Fall, in dem digitale Audiosignale eingegeben werden, kann der Puffer 314 ausgeschaltet werden.
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Der i-te (1 ≤ i ≤ N) Vorspannungswähler SELli ist derart angeordnet, dass sein Eingangsanschluss (1) mit dem Ausgang des Puffers 314 gekoppelt ist und sein zweiter Eingangsanschluss (2) geerdet ist.
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Der i-te (1 ≤ i ≤ N) Vorspannungswiderstand R1i ist derart angeordnet, dass ein Anschluss davon mit dem Ausgangsanschluss (O) des entsprechenden Vorspannungsselektors SEL1i gekoppelt ist und der andere Anschluss davon mit dem entsprechenden Eingangspin Pi gekoppelt ist.
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Wenn analoge Audiosignale in die N Eingangspins P1 bis PN eingegeben werden, werden die Vorspannungsselektoren SEL11 bis SEL1N jeweils auf die Seite des ersten Eingangsanschlusses eingeschaltet. Wenn digitale Audiosignale eingegeben werden, werden die Vorspannungsselektoren SEL11 bis SEL1N jeweils auf die Seite des zweiten Eingangsanschlusses eingeschaltet.
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Beispielsweise kann die Audioschaltung 300 ein Register umfassen, das Daten zum Spezifizieren eines digitalen Eingangs und eines analogen Eingangs speichert. Die Zustände der mehreren Vorspannungsselektoren SEL11 bis SEL1N können auf der Grundlage der so gespeicherten Daten umgeschaltet werden. Alternativ kann die Audioschaltung 300 mit einem Einstellpin zum Spezifizieren eines digitalen Eingangs und eines analogen Eingangs versehen sein. Damit können die Zustände der mehreren Vorspannungsselektoren SEL11 bis SEL1N auf der Grundlage des elektrischen Zustandes des Einstellpins umgeschaltet werden.
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Die Audioschnittstellenschaltung 310 kann derart eingerichtet sein, dass, wenn die Audioschaltung 300 gestartet wird, d.h. wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, die N Eingangspins P1 bis PN jeweils über die Vorspannungswiderstände R11 bis R1N unabhängig von dem Zustand des Registers oder Einstellpins geerdet sind. Beispielsweise umfasst die Audioschaltung 300 eine Einschalt-Rücksetzschaltung. Die Audioschaltung 300 initialisiert die mehreren Vorspannungsselektoren SEL11 bis SEL1N derart, dass sie gemäß der Ausgabe der Einschalt-Rücksetzschaltung auf die Seite des zweiten Eingangsanschlusses eingeschaltet werden. Anschließend kann die Audioschaltung 300 nach Beendigung des Startens der Audioschaltung 300 die Zustände der mehreren Vorspannungsselektoren SEL11 bis SEL1N auf der Grundlage des Zustands des Registers oder des Einstellpins umschalten.
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Das Obige stellt die Grundkonfiguration der Audioschaltung 300 dar. Als nächstes wird eine Beschreibung in Bezug auf ihren Betrieb vorgenommen. 4 zeigt ein Ersatzschaltbild der Audioschaltung 300, wenn digitale Audiosignale eingegeben werden. Eine digitale Ton- bzw. Schallquelle 402 ist mit M (1 ≤ M ≤ N) Eingangspins von den mehreren Eingangspins P1 bis PN gekoppelt. M Impulssignale D1 bis DM werden von der digitalen Tonquelle 402 eingegeben. Die Impulssignale D1 bis DM werden der internen Schaltung 320 zugeführt, nachdem sie die Audioschnittstellenschaltung 310 durchlaufen haben.
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5 zeigt ein Ersatzschaltbild der Audioschaltung 300, wenn analoge Audiosignale eingegeben werden. Eine analoge Tonquelle 404 ist über Kopplungskondensatoren C1 bis CK mit K (1 ≤ K ≤ N) Eingangspins von den mehreren Eingangspins P1 bis PN gekoppelt. K analoge Audiosignale A1 bis AK, die von der analogen Tonquelle 404 ausgegeben werden, werden durch die Audioschnittstellenschaltung 310 derart verschoben, dass ihre Mittenpegel jeweils gleich der Vorspannung VBIAS werden. Die so verschobenen K analogen Audiosignale A1 bis AK werden der internen Schaltung 320 zugeführt.
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Das Obige stellt den Betrieb der Audioschaltung 300 dar. Bei der Audioschaltung 300 ermöglicht dies, dass die Eingangspins sowohl als analoge Eingangspins als auch als digitale Eingangspins verwendet werden. Dadurch kann die Anzahl der Pins reduziert werden.
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Darüber hinaus ist die Audioschnittstellenschaltung 310 derart eingerichtet, dass, wenn die Audioschaltung 300 gestartet wird, N Eingangspins jeweils über einen Widerstand geerdet sind. Damit kann in einem Fall, in dem eine digitale Tonquelle 402 mit digitalem Ausgang mit den Eingangspins gekoppelt ist, verhindert werden, dass eine Hochspannung (VBIAS) an die Ausgangspins der digitalen Tonquelle 402 angelegt wird, wenn die Audioschaltung gestartet wird.
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Die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene Arten von Vorrichtungen und Schaltungen, die als eine in 3 gezeigte Schaltungsanordnung angesehen werden können oder anderweitig aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden können. Das heißt, die vorliegende Offenbarung ist nicht auf eine bestimmte Anordnung bzw. Konfiguration beschränkt. Nachfolgend wird eine spezifischere Beschreibung bezüglich einer beispielhaften Anordnung zur Verdeutlichung und zum leichteren Verständnis des Kerns der vorliegenden Offenbarung und des Schaltungsbetriebs vorgenommen. Das heißt, die folgende Beschreibung soll auf keinen Fall den technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung beschränken.
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BEISPIEL 1
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6 zeigt ein Schaltungsdiagramm, das eine Audioschaltung 300A gemäß einem Beispiel 1 zeigt. In diesem Beispiel erfolgt eine Beschreibung bezüglich einer Anordnung, bei der N = 4 ist. Die Audioschaltung 300A unterstützt die Eingabe eines seriellen Audiosignals einschließlich serieller Daten SDATA, LR-Takt LRCLK, Bittakt BCLK und Haupt- bzw. Mastertakt MCLK als digitale Audiosignale. Beispiele eines solchen digitalen Audiosignals umfassen PCM-Audiodaten in dem I2S-Format. Die digitalen Audiosignale umfassen Zweikanal-Audiosignale (die der Einfachheit halber als ein „L-Kanal-Audiosignal“ und ein „R-Kanal-Audiosignal“ bezeichnet werden). In einem Fall der Verwendung eines Mehrkanal-Audiosignals, z.B. eines Vierkanal-Audiosignals, kann das Zeitmultiplex- (Time Division Multiplexing - TDM) Format verwendet werden.
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Ferner unterstützt die Audioschaltung 300A eine differenzielle Eingabe eines Zweikanal- (L-Kanal- und R-Kanal) Audiosignals in einem differenziellen (symmetrischen) Format.
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In einem Fall, in dem eine digitale Tonquelle angeschlossen ist, werden serielle Daten SDATA, LR-Takt LRCLK, Bittakt BCLK und Haupttakt MCLK in den ersten Eingangspin P1 bis vierten Eingangspin P4 eingegeben. Diese Signale entsprechen jeweils dem in 1 gezeigten Impulssignal.
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In einem Fall, in dem eine analoge Tonquelle angeschlossen ist, ermöglicht eine solche Anordnung, dass differenzielle analoge Audiosignale ALp und ALN für jeden Kanal (z.B. für den L-Kanal) über den ersten Eingangspin P1 und den zweiten Eingangspin P2 eingegeben werden. Des Weiteren ermöglicht eine solche Anordnung, dass differenzielle analoge Audiosignale ARP und ARN für einen anderen Kanal (z.B. den R-Kanal) über den dritten Eingangspin P3 und den vierten Eingangspin P4 eingegeben werden.
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Die interne Schaltung 320A umfasst Schmitt-Puffer B11 bis B14, eine serielle Audioschnittstellenschaltung 322A, D/A-Wandler 324L und 324R, Ausgangsselektoren SEL21 bis SEL24, Ausgangspuffer B21 bis B24 und eine analoge Verarbeitungsschaltung 330.
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Wenn digitale Audiosignale in die Eingangspins P1 bis P4 eingegeben werden, werden die serielle Audioschnittstellenschaltung 322A und die D/A-Wandler 324L und 324R in den aktiven Zustand versetzt. In diesem Zustand werden die so empfangenen seriellen Daten in ein L-Kanal-Digitalsignal und ein R-Kanal-Digitalsignal getrennt. Der D/A-Wandler 324L wandelt das L-Kanal-Digitalsignal in ein Analogsignal um. Der D/A-Wandler 324R wandelt das R-Kanal-Digitalsignal in ein Analogsignal um. In dem Beispiel 1 weisen die D/A-Wandler 324L und 324R jeweils einen Differenzausgang auf. Es sei darauf hingewiesen, dass die D/A-Wandler 324L und 324R jeweils derart eingerichtet sind, dass sie eine gemeinsame digitale Einheit (Digital Unit) aufweisen.
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Wenn digitale Audiosignale in die Eingangspins P1 bis P4 eingegeben werden, wählen die Ausgangsselektoren SEL21 bis SEL24 die Ausgangssignale der D/A-Wandler 324L und 324R aus. Wenn analoge Audiosignale in die Eingangspins P1 bis P4 eingegeben werden, wählen die Ausgangsselektoren SEL21 bis SEL24 die so eingegebenen analogen Audiosignale aus.
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Insbesondere ist der Ausgangsselektor SEL21 derart angeordnet, dass sein erster Eingangsanschluss (1) mit dem Eingangspin P1 gekoppelt ist und sein zweiter Eingangsanschluss (2) mit einem positiven Elektrodenausgang des D/A-Wandlers 324L gekoppelt ist. Der Ausgangsselektor SEL22 ist derart angeordnet, dass sein erster Anschluss (1) mit dem Eingangspin P2 gekoppelt ist und sein zweiter Eingangsanschluss (2) mit einem negativen Elektrodenausgang des D/A-Wandlers 324L gekoppelt ist. Der Ausgangsselektor SEL23 ist derart angeordnet, dass sein erster Eingangsanschluss (1) mit dem Eingangspin P3 gekoppelt ist und sein zweiter Eingangsanschluss (2) mit einem positiven Elektrodenausgang des D/A-Wandlers 324R gekoppelt ist. Der Ausgangsselektor SEL24 ist derart angeordnet, dass sein erster Eingangsanschluss (1) mit dem Eingangspin P4 gekoppelt ist und sein zweiter Eingangsanschluss (2) mit einem negativen Elektrodenausgang des D/A-Wandlers 324R gekoppelt ist.
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Die Ausgangspuffer B21 bis B24 empfangen die Ausgaben der Ausgangsselektoren SEL21 bis SEL24 und liefern die so empfangenen Ausgaben an die analoge Verarbeitungsschaltung 330, die als eine nachgeschaltete Stufe ausgeführt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Ausgangspuffer B21 bis B24 weggelassen werden können.
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Mit der Audioschaltung 300A ermöglicht dies, dass digitale Audiosignale in einem seriellen Format oder differenzielle analoge Audiosignale über die vier Eingangspins P1 bis P4 empfangen werden. Die Anzahl der Eingangspins der Audioschaltung 300A ist um zwei kleiner als die der in 2 gezeigten Audioschaltung 900.
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Es sei darauf hingewiesen, dass als eine effektive Modifikation der in 6 gezeigten Audioschaltung 300A die D/A-Wandler 324L und 324R derart eingerichtet sein können, dass sie einen asymmetrischen Ausgang unterstützen. Alternativ können asymmetrische analoge Audiosignale in zwei der Eingangspins P1 bis P4 eingegeben werden.
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BEISPIEL 2
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7 zeigt ein Schaltbild, das eine Audioschaltung 300B gemäß einem Beispiel 2 zeigt. In diesem Beispiel wird eine Beschreibung in Bezug auf eine Anordnung vorgenommen, in der N = 3 ist. Die Audioschaltung 300B unterstützt eine Eingabe eines seriellen Audiosignals einschließlich serieller Daten SDATA, LR-Takt LRCLK und Bittakt BCLK als digitale Audiosignale. Beispiele für ein solches digitales Audiosignal umfassen PCM-Audiodaten im I2S-Format. Die digitalen Audiosignale umfassen Zweikanal-Audiosignale (die der Einfachheit halber als ein „L-Kanal-Audiosignal“ und ein „R-Kanal-Audiosignal“ bezeichnet werden). In einem Fall der Verwendung eines Mehrkanal-Audiosignals, z.B. eines Vierkanal-Audiosignals, kann das Zeitmultiplex- (Time Division Multiplexing - TDM) Format verwendet werden.
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Ferner unterstützt die Audioschaltung 300B eine Eingabe von Zweikanal- (L-Kanal und R-Kanal) Audiosignalen AL und AR in einem asymmetrischen (unausgeglichenen bzw. einseitigen) Format.
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In einem Fall, in dem eine digitale Tonquelle angeschlossen ist, werden serielle Daten SDATA, LR-Takt LRCLK, Bittakt BCLK und Haupttakt MCLK in den ersten Eingangspin P1 bis dritten Eingangspin P3 eingegeben. Diese Signale entsprechen jeweils dem in 1 gezeigten Impulssignal.
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In einem Fall, in dem eine analoge Tonquelle angeschlossen ist, ermöglicht eine solche Anordnung, dass ein asymmetrisches analoges Audiosignal AL für jeden Kanal (z.B. für den L-Kanal) über den ersten Eingangspin P1 eingegeben wird. Darüber hinaus ermöglicht eine solche Anordnung, dass ein asymmetrischen analoges Audiosignal AR über den zweiten Eingangspin P2 für einen anderen Kanal (z.B. den R-Kanal) eingegeben wird.
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Die interne Schaltung 320B umfasst Schmitt-Puffer B11 bis B13, eine serielle Audioschnittstellenschaltung 322B, D/A-Wandler 324L und 324R, Ausgangsselektoren SEL21 und SEL22, Ausgangspuffer B21 und B22 und eine analoge Verarbeitungsschaltung 330.
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Wenn digitale Audiosignale in die Eingangspins P1 bis P3 eingegeben werden, werden die serielle Audioschnittstellenschaltung 322B und die D/A-Wandler 324L und 324R in den aktiven Zustand versetzt. In diesem Zustand werden die so empfangenen seriellen Daten in ein L-Kanal-Digitalsignal und ein R-Kanal-Digitalsignal getrennt. Der D/A-Wandler 324L wandelt das L-Kanal-Digitalsignal in ein Analogsignal um. Der D/A-Wandler 324R wandelt das R-Kanal-Digitalsignal in ein Analogsignal um. Im Beispiel 2 weisen die D/A-Wandler 324L und 324R jeweils einen asymmetrischen Ausgang auf.
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Wenn digitale Audiosignale in die Eingangspins P1 bis P3 eingegeben werden, wählen die Ausgangsselektoren SEL21 und SEL22 die Ausgangssignale der D/A-Wandler 324L und 324R aus. Wenn analoge Audiosignale in die Eingangspins P1 und P2 eingegeben werden, wählen die Ausgangsselektoren SEL21 und SEL22 die so eingegebenen analogen Audiosignale aus.
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Insbesondere ist der Ausgangsselektor SEL21 derart angeordnet, dass sein erster Eingangsanschluss (1) mit dem Eingangspin P1 gekoppelt ist und sein zweiter Eingangsanschluss (2) mit einem Ausgang des D/A-Wandlers 324L gekoppelt ist. Der Ausgangsselektor SEL22 ist derart angeordnet, dass sein erster Eingangsanschluss (1) mit dem Eingangspin P2 gekoppelt ist und sein zweiter Eingangsanschluss (2) mit einem Ausgang des D/A-Wandlers 324R gekoppelt ist.
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Die Ausgangspuffer B21 und B22 empfangen die Ausgaben der Ausgangsselektoren SEL21 und SEL22 und liefern die so empfangenen Ausgaben an die analoge Verarbeitungsschaltung 330, die als nachgeschaltete Stufe ausgeführt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Ausgangspuffer B21 und B22 weggelassen werden können.
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Mit der Audioschaltung 300B ermöglicht dies, dass digitale Audiosignale in einem seriellen Format oder ein asymmetrisches analoges Audiosignal über die drei Eingangspins P1 bis P3 empfangen werden. Die Anzahl der Eingangspins der Audioschaltung 300B ist um zwei kleiner als die der in 2 gezeigten Audioschaltung 900.
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BEISPIEL 3
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8 zeigt ein Schaltbild, das eine Audioschaltung 300C gemäß einem Beispiel 3 zeigt. In diesem Beispiel erfolgt eine Beschreibung bezüglich einer Anordnung, bei der N = 2 ist. Die Audioschaltung 300C unterstützt eine Eingabe eines Signals im S/PDIF- (Sony Philips Digital InterFace) Format als ein digitales Audiosignal.
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Des Weiteren unterstützt die Audioschaltung 300C eine Eingabe von Zweikanal- (L-Kanal und R-Kanal) Audiosignalen AL und AR in einem asymmetrischen (unausgeglichenen bzw. einseitigen) Format.
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In einem Fall, in dem eine digitale Tonquelle angeschlossen ist, wird ein S/PDIF-Signal in den ersten Eingangspin P1 eingegeben.
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In einem Fall, in dem eine analoge Tonquelle angeschlossen ist, ermöglicht eine solche Anordnung, dass ein asymmetrisches analoges Audiosignal AL für jeden Kanal (z.B. für den L-Kanal) über den ersten Eingangspin P1 eingegeben wird. Darüber hinaus ermöglicht eine solche Anordnung, dass über den zweiten Eingangspin P2 ein asymmetrisches analoges Audiosignal AR für einen anderen Kanal (z.B. den R-Kanal) eingegeben wird.
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Die interne Schaltung 320C umfasst Schmitt-Puffer B11 bis B14, eine S/PDIF-Schaltung 322C, D/A-Wandler 324L und 324R, Ausgangsselektoren SEL21 bis SEL22, Ausgangspuffer B21 bis B22 und eine analoge Verarbeitungsschaltung 330.
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Wenn ein S/PDIF-Signal in den Eingangspin P1 eingegeben wird, werden die S/PDIF-Schaltung 322C und die D/A-Wandler 324L und 324R in den aktiven Zustand versetzt. In diesem Zustand wird das so empfangene S/PDIF-Signal in ein L-Kanal-Digitalsignal und ein R-Kanal-Digitalsignal getrennt. Der D/A-Wandler 324L wandelt das L-Kanal-Digitalsignal in ein Analogsignal um. Der D/A-Wandler 324R wandelt das R-Kanal-Digitalsignal in ein Analogsignal um. Die andere Anordnung ist dieselbe wie die der in 7 (Beispiel 2) gezeigten internen Schaltung 320B.
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Mit der Audioschaltung 300C ermöglicht dies, dass digitale Audiosignale in einem seriellen Format oder asymmetrische analoge Audiosignale über die zwei Eingangspins P1 und P2 empfangen werden.
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BEISPIEL 4
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9 zeigt ein Schaltbild, das eine Audioschaltung 300D gemäß einem Beispiel 4 zeigt. In diesem Beispiel erfolgt eine Beschreibung bezüglich einer Anordnung, bei der N = 2 ist. Die Audioschaltung 300D unterstützt eine direkte Eingabe von Pulsmodulationssignalen DL und DR, wie z.B. ein PDM-Signal (DSD-Signal), ein PWM-Signal oder dergleichen.
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Darüber hinaus unterstützt die Audioschaltung 300D eine Eingabe von Zweikanal- (L-Kanal und R-Kanal) Audiosignalen AL und AR in einem asymmetrischen (unausgeglichenen bzw. einseitigen) Format.
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In einem Fall, in dem eine digitale Tonquelle angeschlossen ist, ermöglicht eine solche Anordnung, dass ein L-Kanal-Pulsmodulationssignal DL und ein R-Kanal-Pulsmodulationssignal DR über die Eingangspins P1 bzw. P2 eingegeben werden.
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In einem Fall, in dem eine analoge Tonquelle angeschlossen ist, ermöglicht eine solche Anordnung, dass ein asymmetrisches analoges Audiosignal A1 für jeden Kanal (z.B. für den L-Kanal) über den ersten Eingangspin P1 eingegeben wird. Des Weiteren ermöglicht eine solche Anordnung, dass ein anderes asymmetrisches analoges Audiosignal AR für einen anderen Kanal (z.B. den R-Kanal) über den zweiten Eingangspin P2 eingegeben wird.
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Die interne Schaltung 320D umfasst Schmitt-Puffer B11 und B12, eine Decoderschaltung 322D, D/A-Wandler 324L und 324R, Ausgangsselektoren SEL21 und SEL22, Ausgangspuffer B21 und B22 und eine analoge Verarbeitungsschaltung 330.
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Wenn Pulsmodulationssignale DL und DR in die Eingangspins P1 und P2 eingegeben werden, wird die Decoderschaltung 322D in den aktiven Zustand versetzt. In diesem Zustand werden die so empfangenen Pulsmodulationssignale DL und DR decodiert. Der D/A-Wandler 324L wandelt das L-Kanal-Digitalsignal in ein Analogsignal um. Der D/A-Wandler 324R wandelt das R-Kanal-Digitalsignal in ein Analogsignal um. Die Decoderschaltung 322D und die D/A-Wandler 324L und 324R können durch ein analoges Tiefpassfilter ersetzt werden. Die andere Anordnung ist dieselbe wie die der in 7 (Beispiel 2) gezeigten internen Schaltung 320B.
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Mit der Audioschaltung 300D ermöglicht dies, dass pulsmodulierte digitale Audiosignale oder asymmetrische analoge Audiosignale über die zwei Eingangspins P1 und P2 empfangen werden.
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BEISPIEL 5
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In den Beispielen 1 bis 4 ist eine Audioschaltung beschrieben worden, die mit der analogen Verarbeitungsschaltung 330 versehen ist. Außerdem ist die vorliegende Offenbarung auf eine Audioschaltung anwendbar, die mit einer digitalen Verarbeitungsschaltung 340 versehen ist. 10 zeigt ein Schaltbild, das eine Audioschaltung 300E gemäß einem Beispiel 5 zeigt. Die Audioschaltung 300E ist in der Lage, die gleichen Signale zu empfangen wie diejenigen, die von der in 6 gezeigten Audioschaltung 300A empfangen werden können. Anstelle der analogen Verarbeitungsschaltung 330 und der D/A-Wandler 324 umfasst die Audioschaltung 300E eine digitale Verarbeitungsschaltung 340 und A/D-Wandler 326.
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Wenn analoge Audiosignale in die Eingangspins P1 bis P4 eingegeben werden, werden die A/D-Wandler 326L und 326R in den aktiven Zustand versetzt. In diesem Zustand wandeln die A/D-Wandler 326L und 326R jeweils das analoge Audiosignal in ein digitales Signal um. Insbesondere weist der A/D-Wandler 326L einen differentiellen Eingang auf und wandelt analoge L-Kanal-Differentialsignale ALp und ALN, die über die Eingangspins P1 und P2 eingegeben werden, in ein digitales Signal um. Darüber hinaus weist der A/D-Wandler 326R einen Differenzeingang auf und wandelt die R-Kanal-Differenzanalogsignale ARp und ARN, die über die Eingangspins P3 und P4 eingegeben werden, in ein digitales Signal um.
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Wenn analoge Signale in die Eingangspins P1 bis P4 eingegeben werden, verarbeitet die digitale Verarbeitungsschaltung 340 die Ausgaben der A/D-Wandler 326L und 326R. Wenn digitale Signale in die Eingangspins P1 bis P4 eingegeben werden, verarbeitet die digitale Verarbeitungsschaltung 340 die Ausgabe der seriellen Audioschnittstellenschaltung 322E.
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Beispielsweise kann die digitale Verarbeitungsschaltung 340 Ausgangsselektoren SEL31 und SEL32 umfassen, die derart eingerichtet sind, dass, wenn digitale Signale in die Eingangspins P1 bis P4 eingegeben werden, die Selektoren SEL31 und SEL32 die digitalen Audiosignale auswählen, und wenn analoge Signale in die Eingangspins P1 bis P4 eingegeben werden, die Selektoren SEL31 und SEL32 die Ausgaben der A/D-Wandler 326 auswählen.
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ÄNDERUNG 1
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Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 kann in den Beispielen 2 bis 4 die analoge Verarbeitungsschaltung 330 durch die digitale Verarbeitungsschaltung 340 ersetzt werden.
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ÄNDERUNG 2
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Die Anordnung der Audioschnittstellenschaltung 310 ist nicht auf eine in 3 gezeigte Anordnung beschränkt. 11A und 11B zeigen Schaltbilder, die jeweils die Audioschnittstellenschaltung 310 gemäß einer Modifikation 2 zeigen. 11A und 11B zeigen nur einen Abschnitt, der einem einzelnen Pin entspricht. In einer in 11A gezeigten Modifikation sind zwei Vorspannungswiderstände R1# auf der Eingangsseite eines Vorspannungsselektors SEL1# vorgesehen. In einer in 11B gezeigten Modifikation ist anstelle des Vorspannungsselektors SEL1# ein Schalter SW1# vorgesehen. Wenn ein analoges Audiosignal eingegeben wird, wird der Schalter SW1# eingeschaltet. In diesem Zustand wird die Vorspannung VBIAS über den Vorspannungswiderstand R1# und den Schalter SW1# an den Eingangspin P# angelegt. Der Vorspannungswiderstand R1# und der Schalter SW1# können vertauscht werden.
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[INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT]
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Audioschaltung.
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Bezugszeichenliste
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- 300
- Audioschaltung,
- 310
- Audioschnittstellenschaltung,
- 312
- Spannungsteilerschaltung,
- 314
- Puffer,
- 320
- interne Schaltung,
- 322A, 322B
- serielle Audioschnittstellenschaltung,
- 322C
- S/PDIF-Schaltung,
- 322D
- Decoderschaltung,
- 324
- D/A-Wandler,
- 326
- A/D-Wandler,
- 330
- analoge Verarbeitungsschaltung,
- 340
- digitale Verarbeitungsschaltung,
- 404
- analoge Tonquelle,
- 402
- digitale Tonquelle.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013197711 [0007]
- JP 2015201729 [0007]
