JPH03131124A - オーディオ再生回路 - Google Patents

オーディオ再生回路

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JPH03131124A
JPH03131124A JP26812589A JP26812589A JPH03131124A JP H03131124 A JPH03131124 A JP H03131124A JP 26812589 A JP26812589 A JP 26812589A JP 26812589 A JP26812589 A JP 26812589A JP H03131124 A JPH03131124 A JP H03131124A
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JP
Japan
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signal
clock signal
circuit
pcm
section
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JP26812589A
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Inventor
Shoji Fujimoto
藤本 昇治
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 ディジタルのPCMオーディオデータ信号を信号処理部
により処理した後にPCM −PWM変換部によりPW
Mオーディオデータ信号に変換してパワーアンプに入力
する場合、データシフトクロツタ信号等のタイミング信
号ならびに内蔵の水晶振動子からのシステムクロックパ
ルスに同期させて上記信号処理部およびPCM −PW
M変換部を動作させる回路クロック信号の断が検出され
たときに、この回路クロック信号に代えて上記システム
クロックパルスの分周等により生成される補助クロック
信号を、信号切替部から上記信号処理部およびPCM 
−PWM変換部に供給してなるオーディオ再生回路であ
って、データシフトクロック信号等の停止により信号処
理部およびPCM −PWM変換部等の動作が停止して
パワーアンプならびにスピーカに不要な直流電流が流れ
込むのを防止することが可能となる。
〔産業上の利用分野〕
本発明はディジタルのPCMオーディオデータ信号をデ
ィジタルのPWMオーディオデータ信号に変換してパワ
ーアンプに入力するためのオーディオ再生回路に関する
さらに詳しく言えば、本発明は、上記ディジタルのオー
ディオデータ信号をD/A変換器等によりアナログのオ
ーディオデータ信号にわざわざ変換しなくとも音声とし
て再生することが可能なディジタルのオーディオ再生回
路について言及するものである。
〔従来の技術〕
第6図は従来のオーディオ再生回路を示すブロック図で
ある。ここでは、オーディオ再生回路の主要部は、種々
のディジタルフィルタからなるDSP (ディジタル信
号処理プロセッサ)等を有し、かつ、PCMオーディオ
データ信号DIの量子化雑音を軽減すると共に帯域圧縮
等の処理を行う信号処理部1と、この信号処理部1によ
り処理されたPCMオーディオデータ信号DIをPWM
オーディオデータ信号DO、XDOに変換するPCM 
−PWM変換部2とから構成される。さらに、上記オー
ディオ再生回路は、これらの信号処理部lおよびPCM
 −PWM変換部2内のDSP等により演算処理された
各種データを一時的に記憶するための入力レジスタや内
部メモリを有している。なお、上記信号処理部1の詳細
は、実施例の項で述べることとする。
第7図は第6図の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。上記信号処理部1には、アナログのオーデ
ィオデータ信号のレベルを、一定のサンプリング周期T
s毎にパルスコードにより表示するPCMオーディオデ
ータ信号DIの他に、上記サンプリング周期Tsを示す
サンプリング信号S Y Nや上記パルスコードの1ビ
ツト毎にデータをシフトするためのデータシフトクロッ
ク信号SCKがタイミング信号としてシリアルに入力さ
れる(第7図の(A)、 (B)および(C))。この
場合は、データシフトクロック信号SCKの最後の16
クロツク分、すなわち16ビツトのパルスコードを有効
データとして使用している。さらに、チャネル選択信号
LR5ELにより、LチャネルおよびRチャネル(第7
図では、LchおよびRchと略記する)のいずれか一
方を選択しており、かつ、クロック選択信号CLKSI
ELにより、データシフトクロック信号SCKの立ち上
り出力のデータおよび立ち下り出力のデータのいずれか
一方を選択している。さらに、上記16ビツトのパルス
コードを有するPCMオーディオデータ信号DIは、S
N比改善の目的で信号処理部1によりサンプリング周波
数fs  (fs =1/Ts)をm倍に上昇させた後
ににビットのパルスコードにまで帯域圧縮してPCM−
PWM変換部2に入力される。このPCM −PWM変
換部2では、各サンプリング周期Ts/m毎に表示され
る上記にビットめパルスコードを、それぞれ対応するパ
ルス幅に変換して2種のPWMオーディオデータ信号D
o 、 XDOを出力している(第7図の(D)、 (
E))。この場合、XDOの出力波形はDoを反転した
波形になっている。さらに、これらのPWMオーディオ
データ信号DO、XDOは、アナログのオーディオ信号
に再変換されることなくディジタルのパワーアンプ8に
より直接増幅されてディジタルのスピーカ9により音声
として再生される。
さらに、上記ディジタルのオーディオ再生回路において
は、信号処理部1およびPCM −PWM変換部2のD
SP等を正常に動作させるために、一定の繰返し周波数
を有する回路クロ・ンク信号Scを供給するための回路
クロ・ンク信号生成部6が設けられている。この回路ク
ロック信号生成部6は、オーディオ再生回路システムの
大木となる内蔵の水晶振動子7からの高速出力信号をシ
ステムクロックパルスspとするラッチ回路等から構成
されており、サンプリング信号SYNまたはデータシフ
トクロツタ信号SCKのいずれか一方、例えばデータシ
フトクロツタ信号SCKを上記システムクロックパルス
Spによりラッチして上記データシフトクロック信号S
CKの周波数に等しい回路クロック信号Scを生成して
いる。この回路クロック信号Scに同期させて、すなわ
ち、データシフトクロック信号SCKならびにシステム
クロックパルスSpに同期させて信号処理部1およびP
CM −PWM変換部2を動作させれば、PCMオーデ
ィオデータ信号DIを誤りなく再生することができる。
〔発明が解決しようとする課題] 上記のとおり、従来は、ディジタルのオーディオ再生回
路の信号処理部1およびPCM −PWM変換部2等に
よりPCMオーディオデータ信号DIを正しく処理でき
るように、データシフトクロック信号SCK等をもとに
共通の回路クロック信号Scを生成して上記信号処理部
1およびPCM −PWM変換部2に供給していた。
しかし、信号線の一部切断等によりデータシフトクロツ
タ信号SCK等が停止した場合は、上記回路クロック信
号Scも停止の状態、すなわち断の状態になって上記信
号処理部1およびPCM −PW?1変換部の動作も停
止する。このため、上記信号処理部1およびPCM −
PWM変換部2においてPCMオーディオデータ信号D
Iを正しく処理する機能がなくなり、複数のパルスを有
するPWMオーディオデータ信号DO、XDOの代わり
に一定の直流レベルの電流が出力されてパワーアンプ8
を介してスピーカ9に流れ込む。この結果、パワーアン
プ8のトランジスタやスピーカ9の破壊を招くという問
題が生じてくる。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、デー
タシフトクロック信号等の停止により信号処理部および
PCM −PWM変換部等の動作が停止してパワーアン
プならびにスピーカに不要な直流電流が流れ込むのを防
止することが可能なオーディオ再生回路を提供すること
を目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理構成を示すブロック図である。た
だし、ここでは、PCM −PWM変換部2から出力さ
れる信号として、一方のPWMオーディオデータ信号D
Oのみを代表して示す。なお、前述した構成要素と同様
のものについては、同一の参照番号を付して表す。
第1図においては、水晶振動子7からのシステムクロッ
クパルスSpより補助クロ・ンク信号Saを生成する補
助クロック信号生成部3を設けている。さらに工この補
助クロック信号生成部3および回路クロック信号生成部
6の出力側に信号切替部4を設けている。この信号切替
部4は、上記補助クロック信号Saまたは回路クロック
信号Scを選択して信号処理部1およびPCM −PW
M変換部2に供給するためのものである。さらに、上記
回路クロック信号生成部6と信号切替部4との間に回路
クロック信号断検出部5を設けている。この回路クロッ
ク信号断検出部5は、回路クロック信号Scの断を検出
するものである。
〔作 用〕
本発明のオーディオ再生回路においては、データシフト
クロック信号SCK等が停止して回路クロック信号Sc
が断の状態になるや否や、回路クロック信号断検出部4
により上記回路クロック信号Scの断を検出して検出信
号Sdを出力している。この検出信号Sdが出力された
ときに、これまで回路クロック信号Scを選択していた
信号切替部4から、この回路クロック信号Scとは別の
補助クロック信号Saを出力して信号処理部1およびP
CM −PWM変換部2に供給するようにしている。し
たがって、データシフトクロツタ信号SCK等が停止し
ても、補助クロック信号Saにより信号処理部1および
PCM −PWM変換部2の動作を継続させることがで
きるので、上記PCM −PWM変換部2の出力レベル
が一定の直流レベルに固定されることはなくなる。
かくして、本発明では、データシフトクロツタ信号等の
停止により不要な直流電流がパワーアンプならびにスピ
ーカに流れ込んでこれらを破壊するのを防止することが
可能となる。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例を示す回路図である。
ただし、この場合、補助クロック信号生成部3(第2図
)、信号切替部4および回路クロック信号断検出部5を
説明する前に、信号処理部1を詳細に説明することとす
る。ここでは、上記信号処理部lは、シリアル信号をパ
ラレル信号に変換する入力シフトレジスタ11と、PC
Mオーディオデータ信号DIのサンプリング周波数fs
をm倍に高めるm倍オーバー・サンプリング・フィルタ
12と、上記PCMオーディオデータ信号DIの帯域を
圧縮してPCM −PWM変換部2にて処理できるよう
に調整するn次Δ−Σ変調部13とから構成される。さ
らに、上記m倍オーバー・サンプリング・フィルタ12
、n次Δ−Σ変調部13およびPCM −PWM変換部
2は、種々のディジタルフィルタからなるDSPを有し
ており、このDSPには多数の入力レジスタや内部メモ
リ等が付設されている。ただし、ここでは、m倍オーバ
ー・サンプリング・フィルタ12およびn次Δ−Σ変調
部13に含まれる第lRAM14、第2RAM24、第
lROM15、第2ROM25およびixjビット乗算
器16のみを代表して示すこととする。
上記信号処理部lにおいては、まず初めに、3種のPC
Mオーディオデータ信号DI、サンプリング信号SYN
およびデータシフトクロック信号SCKがシリアル形式
で入力シフトレジスタ11に入力される。次に、この入
力シフトレジスタ11により上記3種の信号に対してシ
リアル−パラレル変換がなされて16ビツトのPCMオ
ーディオデータ信号DIのみを他の信号から分離するこ
とができる。さらに、m倍オーバー・サンプリング・フ
ィルタ12により、上記PCMオーディオデータ信号D
Iのサンプリング周波数fsを高くして量子化雑音をで
きる限り高周波領域に移行することによりSN比を改善
している。この処理は、DSPによりすべて実時間内で
行うことができる。さらに、上記m倍オーバー・サンプ
リング・フィルタ12から出力される16ビツトのPC
Mオーディオデータ信号DIをn次Δ−Σ変調部13に
入力すれば、データの精度を下げることなくにビットの
PCMオーディオデータ信号DIが得られる。したがっ
て、PCM −PWM変換部2のダイナミックレンジ内
でPWMオーディオデータ信号DO、XDOを生成する
ことができる。ついで、補助クロック信号生成部3、信
号切替部4および回路クロック信号断検出部5の構成お
よびそれらの動作を説明する。
ここでは、補助クロック信号生成部3として、水晶振動
子7からのシステムクロックパルスspを分周するカウ
ンタ等の分周器30を設けている。
さらに、信号切替部4は、回路クロック信号断検出部5
からの検出信号Sdを切替制御信号として回路クロック
信号Scまたは補助クロック信号Saのいずれか一方を
出力するゲート回路等から構成される。さらに、上記回
路クロック信号検出部5は、少なくとも1つ以上の検出
用カウンタ50と、この検出用カウンタ50をクリアす
るための微分形のクリア信号を生成するディジタル微分
回路51とから構成される。ここで、検出用カウンタ5
0のCK。
CL、QおよびENは、それぞれシステムクロックパル
ス入力端子、クリア信号入力端子、カウンタ信号出力端
子およびイネーブル信号入力端子を示している。上記シ
ステムクロックパルス入力端子CKには、水晶振動子6
からの高速出力信号がシステムクロックパルスSpとし
て入力される。さらに、上記クリア信号入力端子CLに
は、上記ディジタル微分回路51から一定の間隔でクリ
ア信号が入力される。さらに、回路クロック信号Scは
、回路クロック信号生成部6のラッチ回路等において、
データシフトクロック信号SCKを上記システムクロッ
クパルスSpによりラッチすることにより生成される。
したがって、回路クロック信号Scの繰返し周波数はデ
ータシフトクロック信号SCKの周波数、すなわちサン
プリング周波数fsの32倍の周波数に一致する。
第3図は本実施例の具体例を示す回路図である。
ただし、ここでは、オーディオ再生回路の中の分周器3
0、信号切替部4および回路クロック信号断検出部5の
みを示すこととする。第3図において、分周器30は、
2つの4ビツトの分周用カウンタ31゜32を2段にし
て構成される。これらの2つの分周用カウンタ31 、
32によりシステムクロックパルスSpを分周し、2段
目の分周用カウンタ32のカウンタ信号出力端子Qから
回路クロック信号Scの繰返し周波数に近い周波数を有
する補助クロック信号Saを出力している。さらに、信
号切替部4は、回路クロック信号Scおよび検出信号S
dを入力とする第1OR素子40と、補助クロック信号
Saおよび反転検出信号S’T(検出信号Sdのレベル
を反転した信号)を入力とする第2OR素子41と、こ
れらの第1および第2OR素子40 、41の出力側に
接続されるNAND素子42と、波形整形用のインバー
タ43とから構成される。さらに、回路クロック信号断
検出部5の検出用カウンタとして、2つの4ビツトの検
出用カウンタ50 、50’を使用して1段目の検出用
カウンタ50のキャリー出力端子COを2段目の検出用
カウンタ50のキャリー入力端子CIに接続している。
この2段目の検出用カウンタ50のカウンタ信号出力端
子Qから検出信号Sdが出力される。さらに、上記2つ
のカウンタ50 、50’の動作をより確実なものとす
るために、上記カウンタ出力端子Qを、インバータを介
して上記カウンタ50,50’のイネーブル信号入力端
子ENに接続している。したがって、このイネーブル信
号入力端子ENに入力されるイネーブル信号を反転検出
信号丁「としても使用することができる。さらに、ディ
ジタル微分回路51は、2つのラッチ回路52 、53
と、1つのNAND素子54とがら構成されており、こ
のNANO素子54からクリア信号が出力される。
第4図は第3図の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。まず初めに、PCMオーディオデータ信号
DIと共にデータシフトクロツタ信号SCKが信号処理
部1(第2図)に入力されると、上記データシフトクロ
ック信号SCKと同じ周波数を有する回路クロック信号
Scが回路クロック信号生成部6(第2図)から出力さ
れる(第4図の(A))。一方、水晶振動子7(第2図
)においては、上記回路クロック信号Scの数百倍の周
波数を有する高速のシステムクロックパルスSpが常時
出力されており、このシステムクロックパルスspは、
検出用カウンタ50 、50’およびラッチ回路52 
、53のシステムクロックパルス入力端子CKに常時印
加されている(第4図の(B))。
次に、回路クロック信号Scが一方のラッチ回路52の
端子りに入力されると、上記回路クロック信号Scはシ
ステムクロックパルスの1クロック分だけ遅れて上記ラ
ッチ回路52の端子Q′から出力される。さらに、この
端子Q′からの信号が他方のラッチ回路53の端子りに
人力されると、この入力信号のレベルを反転した反転信
号が、上記ラッチ回路43の端子頁7から上記入力信号
より1クロフク分だけ遅れて出力される。さらに、上記
入力信号および反転信号をNAND素子54に入力する
と、回路クロック信号Scの立ち上りの時点でシステム
クロックパルスの1クロフク分に相当するパルス幅を有
する信号、すなわち回路クロック信号Scを微分したク
リア信号が出力される(第4図の(C))。このクリア
信号によりカウンタ50,50’をクリアしながら動作
させれば、回路クロック信号Scが出力されている限り
一定の回数(例えば、200回)タケシステムクロック
パルスSpのパルス数をカウントすることができる。
ここで、信号線の一部切断等によりタイミング信号の一
種であるデータシフトクロック信号SCKが停止した場
合、回路クロック信号Scが断の状態になってパルスが
発生しなくなる(第4図の(A))。このため、ディジ
タル微分回路5がらりリア信号が出力されない状態にな
って検出用カウンタ50 、50’ は200回より多
くのパルス数をカウントすることになる。もし、カウン
タ50 、50’における最高カウント数を予め250
回に設定しておけば、この250回のカウントが完了し
た時点で検出用カウンタ50′のカウンタ信号出力端子
Qのレベルが“L ” (LOW、)から“H”(Hi
gh)になって回路クロック信号Scの断を示す“H”
の検出信号Sdが出力される(第4図の(D))。これ
と同時に、検出用カウンタ50 、50’のイネーブル
信号入力端子ENより反転検出信号丁「が取り出される
また一方で、2段目の分周用カウンタ32のカウンタ信
号出力端子Qから補助クロック信号Saが常時出力され
ている(第4図の(E))。さらに、信号切替部4の第
1OR素子40により回路クロック信号Scと検出信号
Sdとを論理和演算し、かつ、第2OR素子41により
補助クロック信号Saと反転検出信号丁「とを論理和演
算した後にこれらの論理和演算結果をNAND素子42
に入力すると、インバータ43から第4図の(F)のよ
うな信号が出力される。ここでは、データシフトクロッ
ク信号SCKが信号処理部1に入力されているときは、
上記インバータ43から回路クロック信号Scが出力さ
れており、上記データシフトクロック信号SCKが停止
したときは、補助クロック信号Saが出力される。した
がって、データシフトクロック信号SCKの停止により
回路クロック信号Scが断の状態になっても、この回路
クロック信号Scに代えて直ちに補助クロック信号Sa
を信号処理部1およびPCM −PWM変換部2(第2
図)に供給できるので、これらの信号処理部1およびP
CM −PWM変換部2の動作を継続することが可能と
なる。この結果、PCM −PWM変換部2の出力レベ
ルが最大値または最小値に固定されてパワーアンプ8等
に直流電流が流れ込むことはなくなる。
なお、上記補助クロック信号Saにより信号処理部1お
よびPCM −PWM変換部2を動作させても、PCM
オーディオデータ信号DIを正しく処理することは不可
能なので、上記PCM −PWM変換部2からは振幅レ
ベルがほぼ0に近いPWMオーディオ信号Do 、 X
DOが出力されるのみである。したがって、ユーザは、
信号線の切断等によりデータシフトクロック信号SCK
等が停止したことを速やかに認識することができる。こ
の場合、PWMオーディオデータ信号DO、XDOの振
幅レベルを完全に0にするために、データシフトクロッ
ク信号SCKが停止すると同時に検出信号SdによりP
CM −PWM変換部2内でミュート回路を動作させて
もよい。
第5図は第3図の変形例を示す回路図である。
ここでは、第3図の分周器30の2段目の分周用カウン
タ32に3段目の分周用カウンタ33を接続している。
この分周用カウンタ33のカウンタ信号出力端子Qから
、サンプリング信号SYNのサンプリング周波数fsに
近い周波数を有する別の補助クロック信号Sa’を出力
している。さらに、第3図の信号切替部4に、2つのO
R素子44 、45.1つのNAND素子46および1
つのインバータ47を付設している。さらに、上記補助
クロック信号Sa’を一方のOR素子45の1つの入力
端子に供給している。なお、上記一方のOR素子45の
他の入力端子には、第3図と同様に、反転検出信号…が
供給され、かつ、他方のOR素子44の2つの入力端子
には回路クロック信号Scおよび検出信号Sdが供給さ
れる。すなわち、第5図の信号切替部4では、2つのイ
ンバータ43 、47から別々に出力端子が引き出され
ている。
第5図において、データシフトクロック信号SCKの代
わりにサンプリング信号SYNをもとに回路クロック信
号Scを生成している場合は、この回路クロック信号S
cが断の状態になったときに、インバータ47の出力側
から上記サンプリングが信号SYNに類似した補助クロ
ック信号Saを供給することができる。このようにすれ
ば、上記補助クロック信号Sa’により信号処理部1お
よびPCM −PWM変換部2の動作をほぼ連続的に継
続させることができる。
上記変形例(第5図)は、信号切替部4の2つの出力端
子を適当に選択することにより、データクロツク信号5
CKO代わりにサンプリング信号SYNをもとに回路ク
ロック信号Scを生成してDSP等を動作させているオ
ーディオ再生回路にも適用することが可能となる。さら
に、サンプリング信号SYNおよびデータシフトクロッ
ク信号SCKの停止を一度に検出することも可能なので
、検出精度の向上が図れる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、データシフトクロ
ック信号等のタイミング信号の停止により信号処理部お
よびPCM −PWM変換部等の動作が停止してパワー
アンプならびにスピーカに不要な直流電流が流れ込むの
を防止することが可能なオーディオ再生回路が実現され
る。したがって、上記のパワーアンプやスピーカが破壊
されるおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成を示すブロック図、第2図は
本発明の一実施例を示す回路図、第3図は本実施例の具
体例を示す回路図、第4図は第3図の動作を説明するた
めのタイミングチャート、 第5図は第3図の変形例を示す回路図、第6図は従来の
オーディオ再生回路を示すブロック図、 第7図は第6図の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。 図において、 1・・・信号処理部、   2・・・PCM −PWM
変換部、3・・・補助クロック信号生成部、 4・・・信号切替部、 5・・・回路クロック信号断検出部、 6・・・回路クロック信号生成部、 7・・・水晶振動子、    8・・・パワーアンプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、PCMオーディオデータ信号(DI)を処理する信
    号処理部(1)と、 該信号処理部(1)により処理された前記PCMオーデ
    ィオデータ信号(DI)をPWMオーディオデータ信号
    (DO)に変換してパワーアンプ(8)に入力するため
    のPCM−PWM変換部(2)と、 前記PCMオーディオデータ信号(DI)のタイミング
    信号ならびに内蔵の水晶振動子(7)からのシステムク
    ロックパルス(Sp)に同期させて前記信号処理部(1
    )および前記PCM−PWM変換部(2)を動作させる
    ための回路クロック信号(Sc)を生成する回路クロッ
    ク信号生成部(6)とを有するオーディオ再生回路にお
    いて、 前記システムクロックパルス(Sp)より補助クロック
    信号(Sa)を生成する補助クロック信号生成部(3)
    と、 該補助クロック信号(Sa)または前記回路クロック信
    号(Sc)を選択して前記信号処理部(1)および前記
    PCM−PWM変換部(2)に供給するための信号切替
    部(4)と、 前記回路クロック信号(Sc)の断を検出する回路クロ
    ック信号断検出部(5)とを設け、該回路クロック信号
    断検出部(5)により前記断が検出されたとき、前記信
    号切替部(4)から、前記回路クロック信号(Sc)に
    代えて前記補助クロック信号(Sa)を出力することを
    特徴とするオーディオ再生回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009207057A (ja) * 2008-02-29 2009-09-10 Sony Corp 半導体集積回路
JP2010045726A (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Sharp Corp 信号増幅装置及び信号処理方法

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