JP3404551B2 - デジタル処理装置 - Google Patents

デジタル処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル処理装置
に関し、特にデータ出力端子の数に制限があっても、よ
り多くの種類のデータを出力することができるデジタル
処理装置に関する。
【従来の技術】従来のΑVアンプ100について図8を
用いて説明する。ΑVアンプ100は、Α/Dコンバー
タ101、DSP103、D/Αコンバータ(1)10
5、D/Αコンバータ(2)107、D/Αコンバータ
(3)109を有している。Α/Dコンバータ101
は、ΑVアンプ100の外部からのオーディオ・データ
を受け取る。そして、受け取ったオーディオ・データを
デジタル変換し、その後LRクロックおよびビットクロ
ックに同期させて、DSP103へ送出する。DSP1
03は、Α/Dコンバータ101によってデジタル変換
されたオーディオ・データにデジタル処理を加え、各チ
ャンネルデータ(レフトチャンネル(L)、ライトチャ
ンネル(R)、センターチャンネル(C)、レフト・サ
ラウンドチャンネル(LS)、ライト・サラウンドチャ
ンネル(RS)およびウーハーチャンネル(W))に生
成する。各チャンネル音を再生した際の音像の位置(ス
ピーカーの位置)関係を図9に示す。そして、2チャン
ネル分のデータを1つのデータ出力端子から出力する。
DSP103では、Lデータ、Rデータをデータ出力端
子111から、Cデータ、Wデータをデータ出力端子1
13から、LSデータ、RSデータをデータ出力端子1
05から、それぞれ出力する。各チャンネルデータ、L
Rクロックおよびビットクロックのタイミング図を図1
0に示す。各チャンネル・データは、LRクロックのク
ロック・エッジに同期して出力される。図10に示すよ
うに、DSP103は、各チャンネルデータをあるかた
まり毎に出力する。さらに、一つのデータ出力端子から
出力する2チャンネル分のデータを各チャンネル毎に交
互に出力する。また、DSP103は、LRクロック出
力端子117からLRクロックを、ビットクロック出力
端子119からビットクロックを出力する。D/Αコン
バータ(1)105は、DSP103のデータ出力端子
111から出力されたデータを受け取る。D/Αコンバ
ータ105は、LRクロックのクロックエッジから所定
数のデータを読み込む。例えば、ローからハイへのクロ
ックエッジから24ビット分のデータ読み込むとする。
この場合、Lデータを読み込むことができる。また、ハ
イからローへのクロックエッジから24ビット分のデー
タを読み込むとすると、Rデータを読み込むことができ
る。D/Αコンバータ(1)105は、このようにし
て、LRクロックに基づいて各チャンネル・データを読
み込み・分離する。そして、D/Α変換を施し、アナロ
グデータとして、外部へ出力する。D/Αコンバータ
(2)107およびD/Αコンバータ109についても
同様にして、それぞれ、CデータとWデータとを、LS
データとRSデータとを読み込み・分離する。そして、
分離した各データにD/Α変換を施し、アナログデータ
として、外部へ出力する。従来のΑVアンプ100で
は、このようにして、複数のチャンネル・データを生成
・出力している。
【発明が解決しようとする課題】従来のΑVアンプ10
0には、次に示すような問題点がある。現在、ΑVアン
プでは、6チャンネル(L、R、C、LS、RS、W)
のデータを生成・出力することが一般的である。しか
し、オーディオ・データのさらなる多チャンネル化の要
請は強い。例えば、映画の音声をよりリアルに再現する
ために、また、CD等の楽曲をよりライブに近く再現す
るために、このようなオーディオ・データの一層の多チ
ャンネル化は必要不可欠である。ところが、従来のDS
P103は、通常、3つのデータ出力端子しか有してい
ない。また、D/Αコンバータは、2つのチャンネル・
データしか分離することができない。したがって、DS
P103から出力できるチャンネル・データは、6チャ
ンネル分のデータが限界である。そこで、本発明は、デ
ータ出力端子の数に制限があっても、より多くの種類の
データを出力することができるデジタル処理装置の提供
を目的とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
1のデジタル処理装置および請求項3のデータ伝送方法
では、処理部から出力されたn倍周波数の振り分けクロ
ックおよびデータ識別フラグに基づいて、互いに1/
(2n)周期ずれた第1の振り分けクロックから第nの
振り分けクロックを生成し、それぞれに対応する第1か
ら第nの振り分けクロックを第1から第nのD/A変換
部に与え、各D/A変換部において、処理部からの処理
結果データを受け、振り分けクロックにしたがって、2
種類のデータを振り分けつつ、D/A変換する。これに
より、処理結果データから2n種類のデータを抽出する
ことが可能となる。したがって、より多くの種類のデー
タを処理結果データに混在させることができる。請求項
2のデジタル処理装置および請求項4のデータ伝送方法
においては、処理部は、ひとかたまりの処理結果データ
をn倍周波数の振り分けクロックの半周期内に収まるよ
うに出力する。これにより、処理結果データを、ひとか
たまりづつ確実に振り分けることができる。なお、実施
形態においては、「第1の振り分けクロック」はNOT
回路45および第1のフリップフロップ41によって生
成されるLRクロックに、「第nの振り分けクロック」
は第2のフリップフロップ45によって生成されるD−
LRクロックに対応する。また、「n倍周波数の振り分
けクロック」は、2倍LRクロック対応する。なお、実
施形態においては、n=2としている。「データ識別フ
ラグ」は、GPIO信号に対応する。さらに、「処理結
果データ」は、DSP31が生成するオーディオ・デー
タ(レフト・フロント(LF)、レフト・センター(L
C)、ライト・センター(RC)、ライト・フロント
(RF)、レフト・サラウンド(LS)、ライト・サラ
ウンド(RS)、レフト・ウーハー(LW)およびライ
ト・ウーハー(RW)の合計8チャンネルのデータ)に
対応する。「1フレーム」とは、1組の処理結果データ
のかたまりを表す概念である。本実施形態においては、
RFチャンネルのデータの先頭が出力されてから、次の
RFチャンネルの先頭が出力されるまで(つまりLRク
ロックの1周期)がこれに対応する(図5参照)。
【発明の実施の形態】本発明にかかるデジタル処理装置
1の一実施形態を以下において説明する。 1.機能ブロック図 デジタル処理装置1の機能ブロック図を図1に示す。デ
ジタル処理装置1は、処理部11、振り分けクロック生
成部13および第1のD/Α変換部15(1)、第2の
D/Α変換部15(2)、・・・、第nのD/Α変換部
15(n)を有している。処理部11は、処理結果デー
タを出力するためのデータ出力端子21、通常のn倍の
周波数を有する振り分けクロックを出力する振り分けク
ロック出力端子23およびデータ出力端子21から出力
される処理結果データのフレームを識別するためのデー
タ識別フラグを出力するデータ識別フラグ出力端子25
を備えている。振り分けクロック生成部13は、n倍周
波数の振り分けクロックおよびデータ識別フラグに基づ
いて、互いに1/(2n)周期ずれた第1の振り分けク
ロックから第nの振り分けクロックを生成する。第1の
D/Α変換部15(1)、第2のD/Α変換部(2)、
・・・、第nのD/Α変換部15(n)は、処理部から
の処理結果データを受け、振り分けクロックにしたがっ
て、2種類のデータを振り分けつつ、D/A変換する。
さらに、当該第1のD/Α変換部15(1)、第2のD
/Α変換部(2)、・・・、第nのD/Α変換部15
(n)には、それぞれに対応する第1から第nの振り分
けクロックが与えられる。これにより、より多くの種類
のデータを処理結果データに混在させることができる。 1−2.データ分離の概要 前述のデジタル処理装置1が、如何にして処理結果デー
タから複数種類のデータを抽出するのか、その処理原理
の概要を図2を用いて説明する。図2は、処理結果デー
タおよび各振り分けクロックのタイミング図である。図
2において、処理結果データΑ1、B1、・・・、Α
2、B2、・・・は、データの種類を表す。また、各処
理結果データΑ1、B1、・・・、Α2、B2、・・・
は、ある一定量のデータを有するかたまりを形成してい
る(つまり、データ群を形成している)。また、1組の
処理結果データのかたまりΑ1、B1、・・・、Α2、
B2、・・・が1フレームに相当する。処理部11は、
各処理結果データを順番に出力する。各D/Α変換部に
は、処理結果データと各D/Α変換部に対応する振り分
けクロックとが与えられる。各振り分けクロックは、隣
接する番号を有する振り分けクロックとは1/(2n)
周期のずれを有している。各D/Α変換部は、振り分け
クロックが与えられると、例えば、ローからハイのクロ
ックエッジおよびハイからローのクロックエッジから数
えて所定数の処理結果データを読み込む。第1のD/Α
変換部15(1)においては、第1の振り分けクロック
のローからハイのクロックエッジE1で処理結果データ
Α1を、ハイからローのクロックエッジE2で処理結果
データΑ2を読み込む。他のD/Α変換部についても同
様である。これにより、第1のD/Α変換部15(1)
は処理結果データΑ1およびΑ2を、第2のD/Α変換
部15(2)は処理結果データB1およびB2を、第3
のD/Α変換部(3)は処理結果データC1およびC2
を、・・・、第nのD/Α変換部(n)は処理結果デー
タN1およびN2(図示せず)を、それぞれ読み込むこ
とになる。各D/Α変換部は、各自が読み込んだ2種類
の処理結果データを振り分け、D/Α変換する。デジタ
ル処理装置1は、このようにして、処理結果データから
複数種類のデータを抽出する。 2.ハードウェア構成 図1に示すデジタル処理装置1をデジタル・シグナル・
プロセッサ(DSP)を用いて実現したΑVアンプ21
の回路構成の一部を図3に示す。ΑVアンプ21は、音
声再生用のチャンネルとして、レフト・フロント(L
F)、レフト・センター(LC)、ライト・センター
(RC)、ライト・フロント(RF)、レフト・サラウ
ンド(LS)、ライト・サラウンド(RS)、レフト・
ウーハー(LW)およびライト・ウーハー(RW)の合
計8チャンネルを有している。各チャンネル音を再生し
た際の音像の位置(スピーカーの位置)関係を図4に示
す。ΑVアンプ21は、DSP31、D/Αコンバータ
33、35、第1のD/Αコンバータ37、第2のD/
Αコンバータ39、第1のD−フリップフロップ(D−
FF1)41、第2のD−フリップフロップ(D−FF
2)43およびNOT回路45を有している。ここで、
実施例における構成要素と請求項における構成要素との
対応関係を示す。DSP31は処理部に、第1のD/Α
コンバータ37および第2のD/Αコンバータ39は第
1から第nのΑ/D変換部に、第1のD−フリップフロ
ップ(D−FF1)41、第2のD−フリップフロップ
(D−FF2)43およびNOT回路45は振り分けク
ロック生成部に、それぞれ対応する。 2−1.DSP DSP31は、DSP31の外部からオーディオ信号を
受け取り、デジタル信号処理を施した後、データ出力端
子51、53、55から出力する。DSP31では、デ
ータ出力端子311からLWチャンネルおよびLCチャ
ンネルの計2チャンネル分のデータを、データ出力端子
312からはLSチャンネルおよびLFチャンネルの計
2チャンネル分のデータを、データ出力端子313から
はRFチャンネル、RSチャンネル、RCチャンネルお
よびRWチャンネルの計4チャンネル分のデータを出力
する。また、DSP31は、入力側で受け取ったLRク
ロックの周波数の2倍の周波数を有するLRクロック
(2倍LRクロック)を2倍LRクロック出力端子31
4から出力する。この時、一般に、LRクロックと2倍
LRクロックとの位相関係は非同期となる。さらに、入
力側で受け取ったビットクロックの2倍の周波数を有す
るビットクロック(2倍ビットクロック)を2倍ビット
クロック出力端子315から出力する。さらに、GPI
O(General Purpose I/O)出力端子316からGPI
O信号を出力する。DSP31は、プログラムによっ
て、簡単な信号を出力することができる。本実施形態に
おいては、DSP31のこのような機能を用いて、デー
タ出力端子55から、GPIO信号を出力させる。GP
IO信号は、データの1フレーム(LRクロックの1周
期)を表す信号であり、かつ、非同期であるLRクロッ
クと2倍LRクロックとの位相関係を、同期化するため
の信号である。ただし、このGPIO信号の出力を出力
端子311、312、313から出力されるデータの先
頭に正確に一致させることはできない。 2−2.D/Αコンバータ 各D/Αコンバータは、LRクロック、処理結果データ
および2倍のビットクロックを入力信号として受け取
る。LRクロックを用いて、処理結果データから2種類
のデータを読み込み・分離する。そして、分離したデー
タをD/Α変換した後、出力する。 2−3.NOT/D−FF回路 D−フリップフロップ(D−FF)は、入力の現在の値
が、出力の次の状態に等しいフリップフロップである。
第1のD−FF41は、DSP31から出力されたGP
IO信号およびDSP31から出力された2倍LRクロ
ックをNOT回路45で反転した2倍LRクロックを入
力として受け取る。第2のD−FF43は、第1のD−
FFが出力した信号およびDSP31から出力された2
倍LRクロックを入力として受け取る。このような回路
構成によって、互いに1/(2*2)=1/4周期ずれ
たLRクロックを生成する。このようなLRクロックの
生成方法については、後に詳述する。 3.DSPが出力するデータ DSP31の各端子から出力されるデータ間のタイミン
グ図を図5に示す。DSP31は、データ出力端子51
から、LRクロックのローからハイへのクロックエッジ
に同期してLWチャンネルのデータを出力し、また、ハ
イからローへのクロックエッジに同期してLCチャンネ
ルのデータを出力する。さらに、データ出力端子53か
ら、LRクロックのローからハイへのクロックエッジに
同期してLSチャンネルのデータを出力し、また、ハイ
からローへのクロックエッジに同期してLFチャンネル
のデータを出力する。DSP31は、ひとかたまりの各
チャンネルのデータを2倍LRクロックの半周期内に納
るように、各データを出力する。本実施形態において
は、各チャンネルのデータを24ビットデータとしてい
るので、2倍LRクロックの1周期を64(=26)ビ
ットクロック周期としている(1ビットクロック周期=
ビットクロックの1クロック周期)。なお、各クロック
の周期は、2n倍に設定することが一般的である。した
がって、2倍LRクロックの1周期=32(=25)ビ
ットクロック周期とすると、半周期=16ビットクロッ
ク周期となり24ビットのデータを半周期に納めること
ができない)。なお、2倍LRクロックを64ビットク
ロック周期としているので、LRクロックは128ビッ
トクロック周期となる。DSP31は、データ出力端子
55から、2倍LRクロックの1回目のローからハイへ
のクロックエッジに同期してRFチャンネルのデータを
出力し、また、2回目のローからハイへのクロックエッ
ジに同期してRCチャンネルのデータを出力する。ま
た、2倍LRクロックの1回目のハイからローへのクロ
ックエッジに同期してRSチャンネルのデータを出力
し、また、2回目のハイからローへのクロックエッジに
同期してRSチャンネルのデータを出力する。 4.データの分離方法 4−1.概要 データ出力端子51およびデータ出力端子53から出力
される各チャンネルのデータについては、これまでのΑ
Vアンプと同じ回路構成によって各データを分離するこ
とができる。しかし、データ出力端子55から出力され
るデータについては、4チャンネル分のデータを出力し
ているため、従来と同じ回路構成では各データを分離す
ることはできない。ΑVアンプ21では、互いに1/4
周期ずれたLRクロック利用することによって、各デー
タを分離する。以下において、互いに1/4周期ずれた
LRクロックの生成方法および各データの分離ついて説
明する。 4−2.振り分けクロックの生成方法 振り分けクロックの生成方法を図6に示すタイミング図
を用いて説明する。第1のD−FF41は、DSP31
から出力された2倍LRクロックをNOT回路45によ
って反転した反転2倍LRクロックをクロック端子か
ら、また、GPIO信号をD端子から受け取る。前述の
ように、GPIO信号は、データの1フレーム(LRク
ロックの1周期)を表す信号であるが、出力データの先
頭に正確に一致させることはできない。第1のFF41
は、GPIO信号を反転2倍LRクロックの立上がりで
ラッチする。これによって、反転2倍LRクロックに同
期した(つまり、データの先頭に一致した)GPIO信
号を得ることができる。GPIO信号は、LRクロック
と同じ周期を有しているので、実際上は、反転2倍LR
クロックに同期したLRクロックが得られることにな
る。第2のD−FF43は、第1のD−FF41の出力
をD端子から、また、2倍LRクロックをクロック端子
から受け取る。D−FFは、入力の状態を1クロックだ
け遅らす遅延素子と考えられる。したがって、第1のD
−FF41の出力から2倍LRクロックの1クロック分
(t2LR)だけ遅れたD−LRクロックを得ることがで
きる。このようにして、2倍LRクロックに同期し、か
つ、互いに1/4周期ずれたLRクロックおよびD−L
Rクロックを生成する。 4−3.データ分離 データ出力端子55から出力される各チャンネル・デー
タを分離・抽出する方法を図7を用いて説明する。D/
Αコンバータは、LRクロックのローからハイへのクロ
ックエッジおよびハイからローへのクロックエッジで所
定数のデータの読み込みを行う。したがって、図7に示
すように、第1のD−FF41が出力するLRクロック
に基づいて各チャンネルデータの分離を行う第1のD/
Αコンバータ37では、RFチャンネルおよびRCチャ
ンネルのデータを読み込むことになる。一方、第2のD
−FF43が出力するD−LRクロックに基づいて各チ
ャンネルデータの分離を行う第2のD/Αコンバータ3
9では、RSチャンネルおよびRWチャンネルのデータ
を読み込むことになる。このようにして、DSP31が
データ出力端子55から出力したRF、RS、RC、R
Wチャンネルの各データを分離することができる。 [その他の実施形態]前述の実施形態においては、2倍
LRクロック出力端子314から通常の2倍の周波数を
有する2倍LRクロックを出力することとしたが、通常
のn倍の周波数を有するLRクロックであれば、2倍に
限定されない。例えば、3倍、4倍等であってもよい。
前述の実施形態においては、DSP31は、ひとかたま
りの各チャンネル・データを2倍LRクロックの半周期
内に収まるように出力するとしたが、ひとかたまりの各
チャンネル・データをn倍周波数のLRクロックの半周
期内に収まるように出力するのであれば、これに限定さ
れない。例えば、ひとかたまりの各チャンネル・データ
を、3倍LRクロック、4倍LRクロック等の半周期内
に納るように出力するようにしてもよい。前述の実施形
態においては、2倍LRクロックおよびGPIO信号に
基づいて、互いに1/4周期ずれたLRクロックおよび
D−LRクロックを生成するとしたが、n倍周波数の振
り分けクロックおよびデータ識別フラグに基づいて、互
いに1/(2n)周期ずれた第1の振り分けクロックか
ら第nの振り分けクロックを生成するのであればこれに
限定されない。例えば、3倍LRクロックおよびGPI
O信号に基づいて、互いに1/6周期ずれた第1のLR
クロック、第2のLRクロック、第3のLRクロックを
生成するようしてもよい。前述の実施形態においては、
各チャンネル・データを24ビット・データとしたが、
これに限定されない。各チャンネル・データが、正常に
再生できるものであれば、16ビット、32ビット、6
4ビット等であってもよい。また、2n倍のビット数に
限定されるものでもない。前述の実施形態においては、
ΑVアンプ21は、オーディオ・データとして8チャン
ネルのデータを生成するとしたが、チャンネル数はこれ
に限定されない。例えば、10チャンネル、12チャン
ネル等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるデジタル処理装置1の実施形態
における機能ブロック図である。
【図2】デジタル処理装置1の処理原理を示す図であ
る。
【図3】ΑVアンプ21のハードウェア構成を示す図で
ある。
【図4】ΑVアンプ21が再生する音像(スピーカーの
位置)を示した図である。
【図5】各チャンネル・データ、LRクロックおよび2
倍LRクロックに関するタイミング図である。
【図6】振り分けクロックの生成方法を説明するための
タイミング図である。
【図7】データ出力端子55から出力される各チャンネ
ル・データを分離・抽出する方法を説明するための図で
ある。
【図8】従来のΑVアンプ100を示した図である。
【図9】従来のΑVアンプ100が再生する音像(スピ
ーカーの位置)を示した図である。
【図10】各チャンネル・データおよびLRクロックに
関するタイミング図である。
【符号の説明】
1・・・・・デジタル処理装置 11・・・・・処理部 13・・・・・振り分けクロック生成部 15・・・・・D/Α変換部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北山 浩司 大阪府寝屋川市日新町2番1号 オンキ ョー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−240235(JP,A) 特開 平4−217133(JP,A) 特開 平4−77134(JP,A) 特開 平1−140828(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 5/22 H03M 1/66

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】処理結果データを出力するためのデータ出
    力端子と、通常のn倍の周波数を有する振り分けクロッ
    クを出力する振り分けクロック出力端子と、データ出力
    端子から出力される処理結果データのフレームを識別す
    るためのデータ識別フラグを出力するデータ識別フラグ
    出力端子とを備えた処理部と、 n倍周波数の振り分けクロックおよびデータ識別フラグ
    に基づいて、互いに1/(2n)周期ずれた第1の振り
    分けクロックから第nの振り分けクロックを生成する振
    り分けクロック生成部と、 処理部からの処理結果データを受け、振り分けクロック
    にしたがって、2種類のデータを振り分けつつ、D/A
    変換する第1から第nのD/A変換部であって、それぞ
    れに対応する第1から第nの振り分けクロックが与えら
    れた第1から第nのD/A変換部と、 を備えたデジタル処理装置。
  2. 【請求項2】請求項1のデジタル処理装置において、 処理部は、ひとかたまりの処理結果データをn倍周波数
    の振り分けクロックの半周期内に収まるように出力する
    こと、を特徴とするデジタル処理装置。
  3. 【請求項3】処理部からの処理結果データをD/A変換
    部に与えて変換する際のデータ伝送方法であって、処理
    部から出力されたn倍周波数の振り分けクロックおよび
    データ識別フラグに基づいて、互いに1/(2n)周期
    ずれた第1の振り分けクロックから第nの振り分けクロ
    ックを生成し、それぞれに対応する第1から第nの振り
    分けクロックを第1から第nのD/A変換部に与え、各
    D/A変換部において、処理部からの処理結果データを
    受け、振り分けクロックにしたがって、2種類のデータ
    を振り分けつつ、D/A変換する、 ことを特徴とするデータ伝送方法。
  4. 【請求項4】請求項3のデータ伝送方法において、処理
    部は、ひとかたまりの処理結果データをn倍周波数の振
    り分けクロックの半周期内に収まるように出力したこ
    と、を特徴とする。
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