專(zhuān)利名稱(chēng)：模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于，例如音頻再生設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域中的模/數(shù)與數(shù)/模的轉(zhuǎn)換設(shè)備。
早已經(jīng)有了在音樂(lè)廳或類(lèi)似地方將通過(guò)微音器(話(huà)筒)拾取的樂(lè)器聲音或語(yǔ)音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以及將電信號(hào)經(jīng)受聲音效果的影響以發(fā)出受說(shuō)話(huà)人聲音作用的聲音或語(yǔ)言。這樣的設(shè)備將輸入的電信號(hào)暫時(shí)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)和然后對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理，在這之后將該數(shù)字信號(hào)再次轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以便輸出該模擬信號(hào)。


圖1、2和3是現(xiàn)有技術(shù)中模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的配置圖。將初步描述圖1所示模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的配置。該模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備具有一輸入端101，用于模擬音頻信號(hào)的輸入；一A/D轉(zhuǎn)換器電路103，用于將模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)；一數(shù)字信號(hào)處理電路104，用于提供具有聲音效果的數(shù)字音頻信號(hào)；一D/A轉(zhuǎn)換器電路105，用于將提供的具有聲音作用的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)；兩個(gè)可變電阻器102，106，用于相關(guān)操作使得分別調(diào)節(jié)輸入音頻信號(hào)和輸出音頻信號(hào)的信號(hào)電平；和一輸出端107，它提供輸出信號(hào)。
在此情況下，一可變電阻器102設(shè)置在輸入端101和A/D轉(zhuǎn)換器電路103之間，和另一可變電阻器106設(shè)置在D/A轉(zhuǎn)換器電路105和輸出端107之間。如圖1點(diǎn)線(xiàn)所示，可變電阻器102，106相關(guān)操作以改變它們的阻值。在此時(shí)，如果一個(gè)可變電阻器102的電阻值被設(shè)置得較大，那么，另一可變電阻106的阻值被設(shè)置得較小，這其中取消了它們的電壓劃分操作。數(shù)字信號(hào)處理電路104是一操作裝置，用于將數(shù)字音頻信號(hào)同利用一延遲和存儲(chǔ)器的反響聲音相加或一混合器，用于數(shù)字音頻信號(hào)和其它信號(hào)的混合。
這樣配置的如圖1所示模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的運(yùn)行將在下文描述。當(dāng)該模擬音頻信號(hào)通過(guò)輸入端102被輸入到一可變電阻器102時(shí)，該模擬音頻信號(hào)通過(guò)可變電阻器102進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其具有一予定電平，然后提供給A/D轉(zhuǎn)換器電路103。該A/D轉(zhuǎn)換器電路103將該模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)，并將該數(shù)字音頻信號(hào)送到數(shù)字信號(hào)處理電路104。該數(shù)字信號(hào)處理電路104使該數(shù)字音頻信號(hào)產(chǎn)生，例如混合或類(lèi)似效果的聲音，然后將該處理的數(shù)字音頻信號(hào)送到D/A轉(zhuǎn)換器電路105。該D/A轉(zhuǎn)換器電路105將帶有的聲音效果的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)，然后將該模擬信號(hào)送到另一可變電阻器106。提供來(lái)的模擬音頻信號(hào)通過(guò)另一可變電阻器106進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其具有如同輸入模擬音頻信號(hào)那樣相同的電平，然后送到輸出端107。
將描述圖2所示模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的配置。該模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備具有一輸入端101，它用于輸入模擬音頻信號(hào)；一A/D轉(zhuǎn)換器電路103，用將模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)；一數(shù)字信號(hào)處理電路104 ，用于提供數(shù)字音頻信號(hào)的聲音的作用；一D/A轉(zhuǎn)換器電路105，用于將處理過(guò)的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻；兩個(gè)可變電路器102，106，用于相關(guān)操作，去調(diào)節(jié)輸入音頻信號(hào)和輸出音頻信號(hào)各自的信號(hào)電平；和一輸出端107，用于提供輸出音頻信號(hào)。圖2所示模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備不同于圖1所示，其中變換抽頭108，109分別提供的是可變電阻器102，106。
具有上述配置的圖2中所示的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作將在下文描述。當(dāng)通過(guò)輸入端101將輸入音頻信號(hào)輸入到一可變電阻器102時(shí)，該輸入的模擬音頻信號(hào)依據(jù)該可變電阻器102的轉(zhuǎn)換抽頭108的位置而加以調(diào)節(jié)，使其具有一予定電平，然后提供給A/D轉(zhuǎn)換器電路103。該A/D轉(zhuǎn)換器電路103將該模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)并提供該數(shù)字音頻信號(hào)給數(shù)字信號(hào)處理電路104。該數(shù)字信號(hào)處理電路104將該數(shù)字音頻信號(hào)處理成，例如混合或類(lèi)似處理過(guò)的聲音，并將該處理的數(shù)字音頻信號(hào)提供給D/A轉(zhuǎn)換器電路105。該D/A轉(zhuǎn)換器電路105將該處理的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)，并將該模擬音頻信號(hào)送到另一可變電阻器106。該提供的模擬音頻信號(hào)依據(jù)該另一個(gè)的可變電阻器109的變換抽頭109的位置而被加以調(diào)節(jié)，使其具有如輸入模擬音頻信號(hào)那樣的相同電平，這之后再提供給輸出端107。
將描述公開(kāi)在號(hào)45006/1992的日本專(zhuān)利的如圖3所示模數(shù)/與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的配置。該模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備具有一輸入端101，它用于模擬音頻信號(hào)的輸入；一A/D轉(zhuǎn)換器電路103，用于將該模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)；一數(shù)字信號(hào)處理電路104，用于提供例如經(jīng)與該數(shù)字音頻信號(hào)作用，混合或類(lèi)似的處理過(guò)的聲音；一D/A轉(zhuǎn)換器電路105，用于將該聲音處理過(guò)后提供的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)；一基準(zhǔn)電壓源110，用于為該模擬音頻信號(hào)提供一予定直流(DC)電壓；兩個(gè)可變電阻器102，106，用于相關(guān)操作，以便調(diào)節(jié)輸入模擬音頻信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)的各自的信號(hào)電平；一A/D轉(zhuǎn)換電路111，用于將模擬基準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字基準(zhǔn)信號(hào)；一微計(jì)算機(jī)112，用于在數(shù)字基準(zhǔn)信號(hào)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生一控制信號(hào)；一D/A轉(zhuǎn)換電路113，用于將數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬控制信號(hào)；一電壓控制放大器(VCA)，用于在該模擬控制信號(hào)基礎(chǔ)上對(duì)模擬音頻信號(hào)的信號(hào)電平進(jìn)行放大；和一輸出端107，用于提供輸出信號(hào)。
圖3所示模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備不同于圖1所示設(shè)備，其中輸入音頻信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)電平是由可變電阻器102，106調(diào)節(jié)的，微計(jì)算機(jī)112是在基準(zhǔn)信號(hào)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生控制信號(hào)，和VCA114是在控制信號(hào)的基礎(chǔ)上放大模擬音頻信號(hào)的信號(hào)電平。
下文將描述圖3所示的具有上述配置的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的運(yùn)行。當(dāng)模擬音頻信號(hào)通過(guò)輸入端101輸入到一可變電阻器102時(shí)，該模擬音頻信號(hào)通過(guò)可變電阻器102進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其具有一予定電平，然后送到A/D轉(zhuǎn)換器電路103。該A/D轉(zhuǎn)換器電路103將該模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)，并該數(shù)字音頻信號(hào)送到數(shù)字信號(hào)處理電路104。該數(shù)字信號(hào)處理電路104提供出例如同該數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行作用，混合或類(lèi)似處理過(guò)的聲音，然后將該處理過(guò)的數(shù)字音頻信號(hào)送到D/A轉(zhuǎn)換器電路105。該D/A轉(zhuǎn)換器電路105將該數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有聲音效果的模擬音頻信號(hào)，然后將該模擬音頻信號(hào)送到VCA114。
在基于從基準(zhǔn)電壓源110來(lái)的基準(zhǔn)電壓基礎(chǔ)上的基準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)另一可變電阻器106進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其具有如輸入的模擬音頻信號(hào)那樣相同的信號(hào)電平和提供給A/D轉(zhuǎn)換電路111。該A/D轉(zhuǎn)換器電路111將該提供的基準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字基準(zhǔn)信號(hào)并將該數(shù)字基準(zhǔn)信號(hào)送到微計(jì)算機(jī)112。該微計(jì)算機(jī)112在數(shù)字基準(zhǔn)信號(hào)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生數(shù)字控制信號(hào)，并將該數(shù)字控制信號(hào)提供給D/A轉(zhuǎn)換器電路113。該D/A轉(zhuǎn)換器電路113將該數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬控制信號(hào)，并將該模擬控制信號(hào)送到VCA114的控制端(未示出)。該VCA114對(duì)從基于模擬控制信號(hào)基礎(chǔ)上該D/A轉(zhuǎn)換器電路105提供的模擬音頻信號(hào)的信號(hào)電平進(jìn)行放大，使得該模擬音頻信號(hào)的信號(hào)電平一定等于輸入模擬音頻信號(hào)的信號(hào)電平，然后，該VCA114將該放大的模擬音頻信號(hào)送到輸出端107。
然而，圖1所示模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備有如下缺點(diǎn)。特別是，當(dāng)兩個(gè)可變電阻器102，106相關(guān)操作以便在輸入和輸出信號(hào)這兩側(cè)消除電壓劃分操作時(shí)，當(dāng)兩個(gè)可變電阻器102，106的特性彼此相反地設(shè)置時(shí)，則由于各自特性的相互抵消而不能獲得理想特征，從而導(dǎo)致不能完全抵消可變電阻器102，106的特性，從而很難使信號(hào)電平恒定。
由于圖2所示模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備具有分別形成兩個(gè)可變電阻器102，106的可變抽頭108，109，這就使得它的電路尺寸不可避免地變大。
由于圖3所示模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備存在有VCA114的不充分的運(yùn)行特性，這就使得要建立恒定信號(hào)電平是困難的。
本發(fā)明的第1個(gè)目的是提供一種模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備，在該設(shè)備中，強(qiáng)制一數(shù)字信號(hào)處理電路在飽和范圍內(nèi)進(jìn)行信號(hào)處理的模擬信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)被調(diào)節(jié)，使其具有一予定電平，和一D/A轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)一信號(hào)電平，從而輸入和輸出模擬信號(hào)的電平被設(shè)置成實(shí)質(zhì)上彼此相等。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備，在該設(shè)備中，強(qiáng)制一數(shù)字信號(hào)處理電路在飽和范圍內(nèi)進(jìn)行信號(hào)處理的模擬信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)被調(diào)節(jié)，使其具有一予定電平，和一D/A轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)一信號(hào)電平，從而輸入和輸出模擬信號(hào)的電平被設(shè)置成實(shí)質(zhì)上彼此相等。
本發(fā)明第3個(gè)目的是提供一種模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備，在該設(shè)備中，強(qiáng)制一A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)處理電路在飽和范圍內(nèi)進(jìn)行信號(hào)處理的模擬信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)被調(diào)節(jié)，使其具有一予定電平，和一D/A轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)一信號(hào)電平，從而輸入和輸出模擬信號(hào)的電平被設(shè)置成實(shí)質(zhì)上彼此相等，和也因此它的電路結(jié)構(gòu)也被大為簡(jiǎn)化。
根據(jù)本發(fā)明的第1方面，一種模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備包括一模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；一數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，用于將由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為一模擬信號(hào)，以便獲得輸出信號(hào)；一電平控制可變電阻器，用于控制將被送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)電平；和一調(diào)節(jié)電路，用于改變一脈沖高度值或輸出信號(hào)的電流值，使得輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的電平通過(guò)在電平控制可變電阻器變化的基礎(chǔ)上而提供的一予定DC電壓來(lái)使其務(wù)必相同，以及用于提供一控制信號(hào)，該控制信號(hào)用于控制將送到數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)的電平。
根據(jù)本發(fā)明的第2方面，一種模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備包括一模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；1位數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，用于將由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以獲得輸出信號(hào)；一電平控制可變電阻器，用于控制將被提供給模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)電平；和一調(diào)節(jié)電路，用于改變脈沖高度值或輸出信號(hào)的電流值，使得輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的電平通過(guò)在電平控制可變電阻器變化的基礎(chǔ)上而提供的一予定DC電壓來(lái)使其務(wù)必相同，和用于提供一控制信號(hào)，該控制信號(hào)用于控制將送到1位數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)的電平。
圖1是普通模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的配置的方框圖；圖2是另一普通模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的配置的方框圖；圖3是還有的另一種普通模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的配置的方框圖；圖4根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的配置的方框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的1位D/A轉(zhuǎn)換電路的電路配置圖。
下文將參照?qǐng)D4描述根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施例的一種模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備。
現(xiàn)在將描述根據(jù)該實(shí)施例如圖4所示的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的配置。根據(jù)該實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備具有一輸入端1，用于輸入模擬音頻信號(hào)；一A/D轉(zhuǎn)換電路3，用于將模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)；一數(shù)字信號(hào)處理電路4，用于提供能產(chǎn)生聲音效果的數(shù)字音頻信號(hào)；1位D/A轉(zhuǎn)換電路5，用于將處理過(guò)的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)；一基準(zhǔn)電壓源8，用提供一予定DC電壓；兩個(gè)可變電阻器2，9，用于相關(guān)操作，以便調(diào)節(jié)輸入模擬音頻信號(hào)和模擬基準(zhǔn)信號(hào)的各自的信號(hào)電平；一A/D轉(zhuǎn)換電路10，用于將模擬基準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字基準(zhǔn)信號(hào)；一微計(jì)算機(jī)11，用于在數(shù)字基準(zhǔn)信號(hào)基礎(chǔ)上產(chǎn)生一數(shù)字控制信號(hào)；一D/A轉(zhuǎn)換電路12，用于將該數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為一模擬控制信號(hào)，并將該模擬控制信號(hào)提供給1位D/A轉(zhuǎn)換電路5；一低通濾波器(LPF)14，用于將來(lái)自1位D/A轉(zhuǎn)換電路5的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為一模擬信號(hào)；和一輸出端15，用于提供來(lái)自L(fǎng)PF14的輸出信號(hào)。
1位D/A轉(zhuǎn)換電路5具有一開(kāi)關(guān)6和一可變電流源7。開(kāi)關(guān)6控制輸出脈沖的數(shù)量和寬度，和可變電流源7控制輸出脈沖的脈沖高度值。
根據(jù)該實(shí)施例的圖4所示的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備不同于先有技術(shù)的圖3所示的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備。其中的所提供的1位轉(zhuǎn)換電路5和LPE14代替了圖3所示的D/A轉(zhuǎn)換電路105和VCA114。如圖4所示，一裕度調(diào)節(jié)電路13是由基準(zhǔn)電壓源8，另一可變電阻器9，A/D轉(zhuǎn)換電路10，微計(jì)算機(jī)11和D/A轉(zhuǎn)換電路12形成的。
下文將描述具有如圖4所示的上述配置的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備的運(yùn)行。當(dāng)模擬音頻信號(hào)通過(guò)輸入端1輸入到一可變電阻器2時(shí)，該模擬音頻信號(hào)通過(guò)一可變電阻器2加以調(diào)節(jié)，使其具有一予定電平，然后提供給A/D轉(zhuǎn)換電路3。該A/D轉(zhuǎn)換電路3將該模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)并將該數(shù)字音頻信號(hào)送到數(shù)字信號(hào)處理電路4。該數(shù)字信號(hào)處理電路4將該提供的數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行例如混合或類(lèi)似的聲音效果和處理，并將處理的數(shù)字音頻信號(hào)送到1位D/A轉(zhuǎn)換電路5。該1位D/A轉(zhuǎn)換電路5將該提供的具有聲音效果的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)。
該1位D/A轉(zhuǎn)換電路5通過(guò)控制開(kāi)關(guān)6產(chǎn)生具有它的可變脈沖數(shù)或可變脈沖寬度的脈沖信號(hào)，并將該具有可變數(shù)或可變脈沖寬度的輸出脈沖信號(hào)作為一轉(zhuǎn)換過(guò)的輸出信號(hào)送到LPF14。該LPF14對(duì)該輸出脈沖信號(hào)進(jìn)行平均，以獲得該模擬音頻信號(hào)。在此情況，從1位D/A轉(zhuǎn)換電路5輸出的脈沖信號(hào)的脈沖波形具有兩個(gè)電平中的一個(gè)，即高電平或低電平。響應(yīng)一輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為改變脈沖波形的調(diào)制，被稱(chēng)為脈沖數(shù)調(diào)制(PNM)，和響應(yīng)該輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為改變脈沖波形的寬度的調(diào)制被稱(chēng)為脈沖寬度調(diào)制(PWM)。利用這樣調(diào)制系統(tǒng)的1位D/A轉(zhuǎn)換電路5的操作導(dǎo)致了使在D/A轉(zhuǎn)換方面引起的信號(hào)失真最小。從而，就有可能將數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成無(wú)失真的令人滿(mǎn)意的模擬音頻信號(hào)。
基于來(lái)自基準(zhǔn)電壓源8的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)另一可變電阻器9進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其具有如輸入模擬音頻信號(hào)那樣相同的信號(hào)電平，然后提供給A/D轉(zhuǎn)換電路10。該A/D轉(zhuǎn)換電路10將該提供的模擬基準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字基準(zhǔn)信號(hào)，并將該數(shù)字基準(zhǔn)信號(hào)送到微計(jì)算機(jī)11。微計(jì)算機(jī)11在該提供的數(shù)字基準(zhǔn)信號(hào)基礎(chǔ)上產(chǎn)生數(shù)字控制信號(hào)。當(dāng)產(chǎn)生數(shù)字控制信號(hào)時(shí)，該微計(jì)算機(jī)11執(zhí)行計(jì)算，使得輸出音頻信號(hào)的信號(hào)電平與輸入模擬音頻信號(hào)的信號(hào)電平相同。微計(jì)算機(jī)11將該數(shù)字控制信號(hào)送到D/A轉(zhuǎn)換電路12。該D/A轉(zhuǎn)換電路12將該數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬控制信號(hào)并將該模擬控制信號(hào)送到1位D/A轉(zhuǎn)換電路5的控制端。該1位D/A轉(zhuǎn)換電路5的可變電流源7在模擬控制音頻信號(hào)基礎(chǔ)上改變脈沖高度值或輸出音頻信號(hào)的電平。
如上所述處理的模擬音頻信號(hào)使其具有如被送到LPF14的輸入模擬音頻信號(hào)那樣相同的信號(hào)電平。該LPF14對(duì)該提供的模擬音頻信號(hào)進(jìn)行平均，然后送到輸出端15。
特別是，一可變電阻器2控制該輸入模擬音頻信號(hào)，使其具有由裕度調(diào)節(jié)所建立的幅度，該裕度調(diào)節(jié)用于防止信號(hào)電平降落至飽和范圍。用于與可變電阻器2相關(guān)操作的另一個(gè)可變電阻器9劃分該來(lái)自基準(zhǔn)電壓源8的基準(zhǔn)電壓，從而建立分壓衰減量。由于具有該分壓衰減量的數(shù)字信號(hào)消除了由裕度調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的輸入和輸出模擬音頻信號(hào)的幅度之間的差，從而用于確定輸出脈沖信號(hào)的脈沖高度值的可變電流源7被改變，以便于通過(guò)使改變的量等于分壓衰減量來(lái)增加1位D/A轉(zhuǎn)換電路5的輸出信號(hào)。這樣，根據(jù)該實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備通過(guò)調(diào)節(jié)輸入和輸出模擬音頻信號(hào)這兩個(gè)信號(hào)電平來(lái)調(diào)節(jié)用于防止信號(hào)電平落至飽和范圍之內(nèi)的裕度。
根據(jù)該實(shí)施例，由于該模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備執(zhí)行該計(jì)算，使得通過(guò)在方向上使可變以電阻器2，9的特征相同來(lái)使輸入和輸出模擬音頻信號(hào)相同并因此改變輸出音頻信號(hào)的脈沖高度值電平，這就可能降低輸入和輸出模擬音頻信號(hào)之間的差。由于該模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備利用1位D/A轉(zhuǎn)換電路5代替多位的D/A轉(zhuǎn)換電路，這就可能減少模擬電路的大小。然而，該模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備能夠不使用VCA來(lái)調(diào)節(jié)用于防止信號(hào)電平落至飽和范圍之內(nèi)的裕度，從而能將模擬信號(hào)高效轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，反之亦然。
當(dāng)在上述實(shí)施例中，從1位D/A轉(zhuǎn)換電路5輸出的脈沖信號(hào)的脈沖高度值被改變時(shí)，恒流源的電流值電平或恒流源的基準(zhǔn)電壓可以被如稍后將描述的第2實(shí)施例中的那樣變化。
下文將參照?qǐng)D5描述根據(jù)第2實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備。第2實(shí)施例示出了由同一代理人原先提出并披露在專(zhuān)利號(hào)5-218364的美國(guó)專(zhuān)利和還披露在專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為070215/1992的日本專(zhuān)利上的D/A轉(zhuǎn)換電路。
將描述根據(jù)第2實(shí)施例的1位D/A轉(zhuǎn)換電路的配置。如圖5所示，該1位D/A轉(zhuǎn)換電路具有一基本電路20和D/A轉(zhuǎn)換單元25。偏置電路20具有一輸入端21，一基本FET23，一負(fù)反饋放大器22，和一可變電阻器24。該D/A轉(zhuǎn)換單元25具有多個(gè)FET26，27，28，多個(gè)開(kāi)關(guān)29，30，31，譯碼器具有數(shù)字輸入端33，輸出電阻器34，電源電壓端36，和輸出端35。
基本電路20的基本FET23的漏極D被連接到電源電壓端36。基本FET23的源極S被連接到可變電阻器24的一端?？勺冸娮杵?4的另一端接地。負(fù)反饋放大器22的非反向輸入端(+)被連接到輸入端21。負(fù)反饋放大器22的反向輸入端(-)被連接到基本FET23的源極S。負(fù)反饋放大器22的輸出端被連接到基本FET23的柵極G。
在D/A轉(zhuǎn)換單元25中，作為恒流源的多個(gè)基本FET26，27，28的漏極D被連接到電源電壓端36。它們其中的柵極被共同連接到偏置電路20的基本FET23的柵極G。該多個(gè)FET26，27，28的源極S被分別連接到多個(gè)開(kāi)關(guān)29，30，31的一個(gè)端。該多個(gè)開(kāi)關(guān)29，30，31的另一端被共同連接到輸出端35和還連接到輸出電阻器34的一端。輸出電阻器34的另一端接地。用于控制開(kāi)關(guān)29，30，31的譯碼器32被連接到多個(gè)開(kāi)關(guān)29，30，31的多個(gè)控制端(未示出)。譯碼器32具有能輸入數(shù)字信號(hào)的數(shù)字輸入端33。
根據(jù)具有如上配置的第2實(shí)施例的1位D/A轉(zhuǎn)換電路的運(yùn)行如下。當(dāng)輸入電壓Vref被送到基本電路20的輸入端21時(shí)，滿(mǎn)足電流I＝Vref/R[A]的電流I通過(guò)基本FET23的源極S流動(dòng)。在D/A轉(zhuǎn)換單元25中，滿(mǎn)足電流I＝Vref/R[A]的電流I并類(lèi)似于通過(guò)基本電路23那樣通過(guò)作為恒流源的分別的多個(gè)FET26，27，28的源極S流動(dòng)。在此時(shí)，譯碼器32在基于提供給其中的數(shù)字輸入端33的1位數(shù)字輸入信號(hào)基礎(chǔ)上的開(kāi)或關(guān)的狀態(tài)來(lái)控制開(kāi)關(guān)29，30，31。響應(yīng)于被設(shè)置成開(kāi)狀態(tài)的開(kāi)關(guān)，一輸出電流被輸出到輸出端35。從而，通過(guò)控制數(shù)字輸入信號(hào)或輸出電壓Vref來(lái)改變輸出信號(hào)的電流值，這就成為可能。
如果D/A轉(zhuǎn)換單元25的譯碼器32的數(shù)字輸入端33的數(shù)是n，和輸出電阻器34的電阻值是R。然后將基本電路20的可變電阻器24的電阻值調(diào)節(jié)成滿(mǎn)足R＝(2n-1)·Ro，該電阻值R＝(2n-1)·Ro允許輸出電壓的電平等于輸入電壓的電平。從而，就可能通過(guò)改變基本電路20的可變電阻器24的電阻值來(lái)改變輸出信號(hào)的電壓電平。
根據(jù)該第2實(shí)施例，由于該模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備執(zhí)行了該計(jì)算，使得通過(guò)在同一方向上建立可變電阻器2，9的特征而使輸入與輸出模擬音頻信號(hào)的信號(hào)電平必然相同，并從而改變了輸出音頻信號(hào)的電流值電平，這就可能降低輸入和輸出模擬音頻信號(hào)之間的差。由于根據(jù)該第2實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備使用1位D/A轉(zhuǎn)換電路5代替多個(gè)位的D/A轉(zhuǎn)換電路，這就可能減少模擬電路的尺寸。還有，根據(jù)該第2實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備能不使用VCA的情況下調(diào)節(jié)用于防止信號(hào)電平落在飽和范圍之內(nèi)的裕度，并從而將模擬信號(hào)高效地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。反之亦然。
根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備包括A/D轉(zhuǎn)換電路3，用于將輸入模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)；1位D/A轉(zhuǎn)換電路5，用于將通過(guò)A/A轉(zhuǎn)換電路3獲得的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)，以再次獲得輸出音頻信號(hào)；電平控制可變電阻器2，用于控制將被送到A/D轉(zhuǎn)換電路3的輸入模擬音頻信號(hào)的電平；和裕度調(diào)節(jié)電路13，用于執(zhí)行計(jì)算，使得輸入和輸出音頻信號(hào)的電平務(wù)必相等，以便通過(guò)在同電平控制可變電阻器2相關(guān)形式而變化的基準(zhǔn)電壓基礎(chǔ)上提供DC電壓來(lái)改變輸出音頻信號(hào)的脈沖高度的電平，和，還用于提供用于控制將送到1位D/A轉(zhuǎn)換電路5的輸出信號(hào)的電平的控制信號(hào)。在第1實(shí)施例中，通過(guò)相關(guān)調(diào)節(jié)輸入和輸出音頻信號(hào)的信號(hào)電平來(lái)執(zhí)行用于防止信號(hào)電平落至A/D轉(zhuǎn)換電路3和1位D/A轉(zhuǎn)換電路5的飽和范圍之內(nèi)的裕度調(diào)節(jié)。從而，由于根據(jù)第1實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備執(zhí)行了該計(jì)算，使得輸入和輸出模擬信號(hào)的信號(hào)電平必定相等，從而改變了輸出音頻信號(hào)的脈沖高度值電平，這就可能降低輸入和輸出模擬音頻信號(hào)之間的差別，這也可能減少模擬電路的大小。還有，根據(jù)第1實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備能調(diào)節(jié)用于防止信號(hào)電平落至飽和范圍之內(nèi)的裕度，從而能將模擬信號(hào)高效地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。反之亦然。
根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備包括A/D轉(zhuǎn)換電路3，用于將輸入模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)；1位D/A轉(zhuǎn)換電路5，用于將通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路3獲得的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)，以便再次獲得輸出音頻信號(hào)；電平控制可變電阻器2，用于控制將被送到A/D轉(zhuǎn)換電路3的輸入模擬音頻信號(hào)的電平；和裕度調(diào)節(jié)電路13，用于執(zhí)行計(jì)算，以使得通過(guò)在與用于改變輸出音頻信號(hào)的電流值電平的電平控制可變電阻器2相關(guān)改變的基準(zhǔn)電壓基礎(chǔ)上提供一予定DC電壓來(lái)使輸入和輸出音頻信號(hào)的電平務(wù)必相等，和用于提供用于控制將送到1位D/A轉(zhuǎn)換電路5的輸出信號(hào)的電平的控制信號(hào)。在第2實(shí)施例中，是通過(guò)相關(guān)調(diào)節(jié)輸入和輸出音頻信號(hào)的信號(hào)電平來(lái)執(zhí)行用于防止信號(hào)電平落至A/D轉(zhuǎn)換電路3和1位D/A轉(zhuǎn)換電路5的飽和范圍之內(nèi)的裕度調(diào)節(jié)。從而，由于根據(jù)第2實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備執(zhí)行了該計(jì)算，使得輸入和輸出模擬音頻信號(hào)的信號(hào)電平必定相等，從而改變了輸出音頻信號(hào)的電流值電平，這就可能降低輸入和輸出模擬音頻信號(hào)之間的差。這就可能降低模擬電路的尺寸。還有，根據(jù)第2實(shí)施例的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備能調(diào)節(jié)用于防止信號(hào)電平落至飽和范圍之內(nèi)的裕度，從而能將模擬信號(hào)有效地轉(zhuǎn)換為數(shù)字。反之亦然。
本發(fā)明已參照附圖描述了最佳實(shí)施例，可以了解，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)可以做出各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備包括一模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；一數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，用于將由所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以獲得輸出信號(hào)；一電平控制可變電阻器，用于控制將被送到所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)的電平；和一調(diào)節(jié)電路，用于改變所述輸出信號(hào)的脈沖高度值或電流值，使得通過(guò)在所述電平控制可變電阻器的變化的基礎(chǔ)上提供的一予定DC電壓來(lái)使所述輸入信號(hào)和所述輸出信號(hào)的電平必定相等，和用于提供用于控制將送到所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的所述輸出信號(hào)的電平的控制信號(hào)。
2.一種模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備包括一模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；一1位數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，用于將由所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以獲得輸出信號(hào)；一電平控制可變電阻器，用于控制將被送到所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)電平；和一調(diào)節(jié)電路，用于改變所述輸出信號(hào)的脈沖高度值，使得通過(guò)在所述電平控制可變電阻器的變化的基礎(chǔ)上提供一予定DC電壓來(lái)使所述輸入信號(hào)和所述輸出信號(hào)的電平必定相等，和用于提供用于控制將送到1位數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的所述輸出信號(hào)的電平的控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述電平控制可變電阻器的電平控制和來(lái)自所述1位數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的所述輸出信號(hào)的電平控制是被相關(guān)調(diào)節(jié)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述輸入信號(hào)是音頻信號(hào)。
5.一種模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備包括一模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；一1位數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，用于將由所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以獲得輸出信號(hào)；一電平控制可變電阻器，用于控制將被送到所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)的電平；和一調(diào)節(jié)電路，用于改變所述輸出信號(hào)的電流值，使得通過(guò)在所述電平控制可變電阻器的變化的基礎(chǔ)上提供一予定DC電壓來(lái)使所述輸入信號(hào)和所述輸出信號(hào)的電平必定相等，和用于提供用于控制將被送到所述1位數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的所述輸出信號(hào)的電平的控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述電平控制可變電阻器的電平控制和從所述1位數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路來(lái)的所述輸出信號(hào)的電平控制是被相關(guān)調(diào)節(jié)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于所述輸入信號(hào)是一音頻信號(hào)。
全文摘要
模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將輸入模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，將由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，獲得輸出信號(hào)；一平控制可變電阻器，控制送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)的電平；和調(diào)節(jié)電路，改變輸出信號(hào)的脈沖高度值或電流值，使在電平控制可變電阻器的變化的基礎(chǔ)上提供予定DC電壓使輸入和輸出信號(hào)的電平必定相等，和提供用于控制送到數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)電平的控制信號(hào)。
文檔編號(hào)H03M3/02GK1159682SQ96121340
公開(kāi)日1997年9月17日 申請(qǐng)日期1996年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月27日
發(fā)明者井上伸一 申請(qǐng)人:索尼公司