專利名稱：獲得輸入信號和顯示頻率的輸出信號的環(huán)繞電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用A/D轉(zhuǎn)換電路、延遲電路和D/A轉(zhuǎn)換電路的環(huán)繞電路。
以往，作為環(huán)繞的立體聲再生機(jī)器配有再現(xiàn)音樂廳、大型運(yùn)動場、教會等音樂場的模式，操作者操作立體聲機(jī)器便可獲得期望的環(huán)繞模式。這樣環(huán)繞的基本生成通過預(yù)定時間延遲立體聲信號生成模擬反射音，疊加立體聲再現(xiàn)音和模擬反射音來進(jìn)行。

圖1是表示用于產(chǎn)生環(huán)繞的現(xiàn)有環(huán)繞電路圖。
圖1中，立體聲信號通過輸入端子IN加在A/D轉(zhuǎn)換電路1上，利用固定頻率的采樣信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。數(shù)字信號用延遲電路2延遲。延遲電路2用不同的延遲時間延遲數(shù)字信號。因此，利用延遲電路2在第一延遲時間產(chǎn)生延遲的輸出信號a1，在長于第一延遲時間的第2延遲時間產(chǎn)生延遲的輸出信號a2，在長于第2延遲時間的第3延遲時間產(chǎn)生延遲的輸出信號a3，在長于第3延遲時間的第4延遲時間產(chǎn)生延遲的輸出信號a4。
用第一至第四D/A轉(zhuǎn)換電路4至7按固定的采樣頻率分別將延遲電路2的輸出信號a1至a4轉(zhuǎn)換為模擬信號。用加法電路8對第一至第四D/A轉(zhuǎn)換電路4至7的輸出信號進(jìn)行加法運(yùn)算。用加法電路10把加法電路8的輸出信號與來自輸入端子IN的立體聲信號進(jìn)行加法運(yùn)算。因此，加法電路10的輸出信號就變成了在立體聲信號中疊加再現(xiàn)各種模擬反射音信號的信號。
但是，在圖1的電路中，由于要產(chǎn)生來自延遲電路2的延遲時間不同的多個輸出信號來生成各種模擬反射音，所以存在必須采用與延遲電路2的輸出信號按照的多個D/A轉(zhuǎn)換電路的問題。因此，存在電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，同時電路規(guī)模變大的問題。
本發(fā)明的目的在于提供能夠用簡單的電路產(chǎn)生各種模擬反射音的環(huán)繞電路。
按照本發(fā)明，在A/D轉(zhuǎn)換電路中，用某個頻率的采樣信號把輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，在用延遲電路將A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出信號延遲期間，使采樣信號的頻率變化，D/A轉(zhuǎn)換電路用與A/D轉(zhuǎn)換電路的采樣頻率不同的頻率把延遲電路的輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。對于同一數(shù)字信號，由于數(shù)字轉(zhuǎn)換時與模擬轉(zhuǎn)換時的采樣信號頻率不同，所以環(huán)繞電路的輸出頻率與環(huán)繞電路的輸入頻率不同。因此，能夠獲得有各種頻率的輸出信號。如果把D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出信號疊加在輸入信號中，使輸入信號的頻率成分模糊不清，就能夠再現(xiàn)模擬原來的立體聲信號和回聲信號的疊加狀態(tài)。因此，能夠用一個D/A轉(zhuǎn)換電路再現(xiàn)模擬的音場，使電路結(jié)構(gòu)簡單，縮小電路規(guī)模。
再有，作為延遲電路，如果用移位寄存器代替存儲器，那么在能夠用一個D/A轉(zhuǎn)換電路再現(xiàn)模擬音場的同時，還能夠使延遲電路的電路結(jié)構(gòu)簡單。
按照本發(fā)明的另一方案，在把輸入的模擬信號進(jìn)行全波整流后，進(jìn)行平滑，利用由平滑獲得的信號改變采樣信號的頻率。另一方面，在A/D轉(zhuǎn)換電路中，用某個頻率的采樣信號對輸入信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，在用延遲電路延遲A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出信號期間，使采樣信號的頻率變化，D/A轉(zhuǎn)換電路用不同于A/D轉(zhuǎn)換電路的采樣頻率的頻率對延遲電路的輸出信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。對于同一數(shù)據(jù)，由于數(shù)字轉(zhuǎn)換時和模擬轉(zhuǎn)換時采樣信號的頻率不同，所以環(huán)繞電路的輸出頻率與環(huán)繞電路的輸入頻率不同。
按照本發(fā)明的另一方案，在A/D轉(zhuǎn)換電路中，把輸入信號用固定頻率的第一采樣信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，在用延遲電路延遲A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出信號后，D/A轉(zhuǎn)換電路用頻率隨時間變化的第二采樣信號把延遲電路的輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。此外，在用第二采樣信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的情況下，用固定頻率進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。對于同一數(shù)字信號，由于數(shù)字轉(zhuǎn)換時和模擬轉(zhuǎn)換時采樣信號的頻率不同，所以環(huán)繞電路的輸出頻率與環(huán)繞電路的輸入頻率不同。
圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)繞電路結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的環(huán)繞電路結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3A、3B、3C、3D是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的環(huán)繞電路的各部分信號的波形圖。
圖4A、4B是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的環(huán)繞電路的輸入信號頻率成分的特性圖。
圖5是表示第一實(shí)施例的環(huán)繞電路的變形例的圖。
圖6是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的環(huán)繞電路結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖7A、7B、7C、7D、7E、7F是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的環(huán)繞電路各部分信號的波形圖。
圖8是表示第2實(shí)施例的環(huán)繞電路的變形例的圖。
圖9是表示本發(fā)明第3實(shí)施例的環(huán)繞電路結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖10A、10B、10C、10D是表示本發(fā)明第3實(shí)施例的環(huán)繞電路各部分信號的波形圖。
圖11是表示第3實(shí)施例的環(huán)繞電路的變形例的圖。
圖12A、12B、12C、12D是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的環(huán)繞電路各部分信號的波形圖。
實(shí)施例1圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的圖，11是用頻率隨時間變化的采樣信號把輸入立體聲信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換電路，12是存儲A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號并構(gòu)成延遲電路的存儲器，13是用頻率隨時間變化的采樣信號把存儲器12的輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的D/A轉(zhuǎn)換電路，14是產(chǎn)生頻率隨時間變化的采樣信號的采樣信號發(fā)生電路，15是按照采樣信號產(chǎn)生存儲器12的寫入和讀出地址信號的地址信號發(fā)生電路。在圖2中，與圖1相同的電路標(biāo)有同一標(biāo)號。
圖2中，A/D轉(zhuǎn)換電路11根據(jù)來自采樣信號發(fā)生電路14的采樣信號b用確定的采樣頻率將輸入立體聲信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號c。由于采樣信號b隨時間變化，所以A/D轉(zhuǎn)換電路11的采樣頻率也在時間上隨時變化。
利用來自地址信號發(fā)生電路15的寫入地址信號d用確定的采樣頻率將上述A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出數(shù)字信號c存儲在指定的存儲器12的地址中。因此，利用來自地址信號發(fā)生電路15的讀出地址信號d，可讀出上述輸出數(shù)字信號。此時，某個數(shù)字信號c寫入存儲器12時與從存儲器12讀出同一數(shù)字信號e時的采樣頻率是不同的。也就是說，寫入地址和讀出地址相隔預(yù)定的地址，這些地址的差變?yōu)檠舆t時間。其中，地址發(fā)生電路15產(chǎn)生與采樣信號b頻率同步的地址信號d。在把同一輸出數(shù)字信號c存入存儲器12的期間內(nèi)，由于采樣信號的頻率隨時間變化，所以對于同一數(shù)字信號，對存儲器12進(jìn)行寫入和讀出時的采樣信號頻率不同。因此，對于同一數(shù)字信號，用于寫入的地址信號d和用于讀出的地址信號d的產(chǎn)生時間是不同的。
然后，D/A轉(zhuǎn)換電路13根據(jù)采樣信號b按預(yù)定采樣頻率將從存儲器12輸出的數(shù)字信號e轉(zhuǎn)換為模擬信號f。這時，由于數(shù)字信號c使存儲器12中的采樣信號b的頻率發(fā)生變化，所以用不同于A/D轉(zhuǎn)換電路11的采樣頻率的采樣頻率將上述存儲器12的輸出數(shù)字信號d轉(zhuǎn)換為模擬信號。接著，用加法電路10對D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出信號f與輸入端子IN的輸入信號進(jìn)行加法運(yùn)算。
下面，用具體的數(shù)值說明圖2的環(huán)繞電路的輸入輸出信號的狀態(tài)。首先，來自采樣信號發(fā)生電路14的采樣信號b的頻率如圖3A所示在7.5MHz和8.5MHz的范圍內(nèi)按周期10Hz的三角波變化。例如，在A/D轉(zhuǎn)換電路11的采樣頻率為7.5MHz時，把圖3B那樣的輸入信號加在A/D轉(zhuǎn)換電路11上。于是，輸入信號按圖3B中虛線指定的間隔轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號c。然后，使采樣信號d的頻率變化，按照與大致7.5MHz的采樣信號同步的寫入地址信號d把A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號c寫入存儲器12。因此，在用存儲器12延遲該輸出信號c期間，采樣信號b從7.5MHz變到8.5MHz。延遲后，用與大致8.5MHz的采樣信號b同步的讀出地址信號d從存儲器12讀出輸出數(shù)字信號e。在讀出數(shù)字信號e時，D/A轉(zhuǎn)換電路13的采樣信號頻率變?yōu)?.5MHz。因此，通過使輸出數(shù)字信號e向模擬信號轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號f變?yōu)閳D2所示的信號(ハ)。參見圖3C，模擬轉(zhuǎn)換的間隔比用7.5MHz進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換時的間隔窄。也就是說，某些輸入信號用7.5MHz的采樣頻率進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，對應(yīng)的數(shù)字信號利用8.5MHz的采樣頻率進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，因而，比起輸入端子IN的輸入信號，D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號f的周期變短，頻率變高。
如果同樣考慮上述例，例如，在用8.5MHz的采樣頻率對輸入信號IN進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的情況下，與此對應(yīng)的數(shù)字信號加在D/A轉(zhuǎn)換電路13時采樣頻率變?yōu)?.5MHz。這種情況下，由于D/A轉(zhuǎn)換時的采樣間隔比A/D轉(zhuǎn)換時寬，所以D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出信號f變得比輸入端子IN的輸入信號的周期長、頻率低。這樣，當(dāng)把輸入信號加在A/D轉(zhuǎn)換電路11上時，按照采樣頻率在上升方向或下降方向上的變化，輸出模擬信號f的頻率變得比同一輸入信號IN高或低。
此外，在上述例中，對同一數(shù)字信號進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換時和進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換時的采樣信號的頻率差變?yōu)?MHz。如上所述，如果A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號c到達(dá)D/A轉(zhuǎn)換電路13的傳輸時間需要占采樣頻率變化的大致半個周期，那么對于A/D轉(zhuǎn)換時的采樣頻率為7.6MHz情況的同一數(shù)字信號，D/A轉(zhuǎn)換時的采樣頻率就變?yōu)?.4MHz，采樣信號的頻率差變?yōu)?.8MHz。因此，由于D/A轉(zhuǎn)換時的采樣間隔比在1MHz采樣頻率寬度時寬，所以與采樣頻率差為1MHz的情況相比，輸出模擬信號f的周期長。因此，按照把輸入信號IN加在A/D轉(zhuǎn)換電路11上時的采樣頻率，使與輸入信號IN對應(yīng)的輸出模擬信號f的1周期進(jìn)行各種變化，從而改變輸出模擬信號f的頻率。
因此，當(dāng)把某個輸入信號加在A/D轉(zhuǎn)換電路11上時，按照該時刻A/D轉(zhuǎn)換的采樣頻率和采樣頻率在上升方向或下降方向上的變化，對應(yīng)同一輸入信號的D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出信號f的頻率就發(fā)生變化。例如，如果把圖4A所示的1MHz的單一頻率的輸入信號加在輸入端子IN上，D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號f就變?yōu)榫哂腥鐖D4B所示那樣的各種頻率成分的輸出信號，1MHz的頻率就向其它頻率分散。由于采樣信號b的頻率變化具有規(guī)則性，所以能夠如圖4B所示那樣以輸入信號的頻率為中心左右對稱地分散，輸出模擬信號f的頻率相互反復(fù)分散，進(jìn)行從1MHz向高頻率方向即在1MHz朝高頻方向順序分散地移動，和從1MHz向低頻方向即在1MHz朝低頻方向順序分?jǐn)?shù)地移動。由此，如果在加法電路10把D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出信號疊加在輸入端子IN的輸入信號上，則由于在加法電路10的輸出信號中也存在除輸入信號頻率成分之外的頻率成分，所以能夠使相對的輸入端子IN的輸入信號頻率成分模糊不清。通過使輸入信號頻率成分模糊不清，就能夠再現(xiàn)模擬原來的立體聲信號和回聲信號的疊加狀態(tài)。
圖5是表示本發(fā)明另一實(shí)施例的圖，與圖1的不同點(diǎn)是用N段移位寄存器16代替圖1中的存儲器12。在圖4中，移位寄存器16中的采樣信號b作為時鐘直接施加，按照采樣信號b進(jìn)行移位寄存器16內(nèi)的數(shù)據(jù)移位。由采樣信號b將A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號c取入移位寄存器16中，在移位寄存器16中移位。而且，N段的移位寄存器16的移位時間變?yōu)檠舆t時間。由于采樣信號b的頻率隨時間變化，所以在該A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號c移位期間，移位寄存器16的移位速度就隨時變化。因此，在把A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號c加在移位寄存器16上，和在從移位寄存器16產(chǎn)生輸出信號時，采樣信號b的頻率不同。因此，對于同一數(shù)字信號，A/D轉(zhuǎn)換電路11和D/A轉(zhuǎn)換電路13的采樣頻率是不同的。因此，與圖1一樣，在D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出端能夠產(chǎn)生除輸入端子IN的輸入信號頻率成分外的頻率成分。所以，通過使相對輸入端子IN的輸入信號頻率成分模糊不清，就能夠再現(xiàn)模擬原來的立體聲信號和回聲信號的疊加狀態(tài)。
可是，在圖2中，來自采樣信號發(fā)生電路14的采樣信號的頻率在比如圖3A所示的7.5MHz和8.5MHz的頻率范圍連續(xù)變化，但并不限于此，也可使采樣信號的頻率象圖3D那樣隨機(jī)變化。由于采樣信號頻率隨機(jī)變化，所以在用存儲器12延遲A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號期間，對于同一數(shù)字信號，A/D轉(zhuǎn)換時和D/A轉(zhuǎn)換時的采樣頻率是各不相同的，并且是隨機(jī)的。當(dāng)施加1KHz的輸入信號IN時，輸出模擬信號f的頻率就變?yōu)閳D4B所示，隨機(jī)顯示分?jǐn)?shù)的頻率。因此，即使隨機(jī)地變化采樣信號的頻率，與連續(xù)變化采樣信號頻率時一樣，在D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出端能夠產(chǎn)生除輸入端子IN的輸入信號頻率成分外的頻率成分。
實(shí)施例2圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例2的圖，其中11是按頻率隨時間變化的采樣信號把輸入立體聲信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換電路，12是存儲A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號并構(gòu)成延遲電路的存儲器，13是按頻率隨時間變化的采樣信號把存儲器12的輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的D/A轉(zhuǎn)換電路，24是使輸入立體聲信號的低頻成分通過的低通濾波器，25是全波整流LPF24的輸出信號的全波整流電路，26是平滑全波整流電路25的輸出信號的平滑電路，27是放大平滑電路26的輸出信號的放大電路，28是產(chǎn)生采樣信號、按照放大電路27的輸出信號變化輸出頻率的VCO，29是按照來自VCO 28的采樣信號產(chǎn)生用于存儲器12寫入和讀出的地址信號的地址信號發(fā)生電路。
圖6中，把輸入模擬信號IN加在LPF24上，僅使其低頻成分b照原樣通過LPF24。用全波整流電路25對例如具有如圖7A所示的正弦波波形的LPF24的輸出信號b全波整流，其輸出信號c變?yōu)槿鐖D7B所示的負(fù)的輸出信號轉(zhuǎn)換為正的輸出信號的狀態(tài)。用平滑電路26平滑全波整流電路25的輸出信號c。由于平滑電路26的時間常數(shù)是按平緩地跟隨全波整流電路的輸出信號c設(shè)定的，所以平滑電路26的輸出信號d就變?yōu)閳D7C那樣的平緩變化的信號。用放大電路27對平滑電路26的輸出信號d增幅后，加在VCO 28上。按照放大電路27的輸出信號電平確定VCO 28的輸出信號，同時由于放大電路27的輸出信號像平滑電路26的輸出信號d那樣變化，所以VCO 28的輸出信號e的頻率如圖7D那樣隨時間變化。因此，VCO28的輸出信號e是對A/D轉(zhuǎn)換電路11、地址發(fā)生電路2g和D/A轉(zhuǎn)換電路13施加的作為采樣的信號。而且，在地址發(fā)生電路29中，采樣信號具有用于產(chǎn)生地址的時鐘作用。
下面，說明作為VCO 28的采樣信號e，比如根據(jù)放大電路27的輸出信號在如圖7D所示的7.5MHz和8.5MHz之間接10Hz周期的三角波變化時，從A/D轉(zhuǎn)換電路11至D/A轉(zhuǎn)換電路13的電路操作。按照頻率隨時間變化的VCO 28的采樣信號e A/D轉(zhuǎn)換電路11將輸入立體聲信號IN轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號f。在把輸入立體聲信號IN加在A/D轉(zhuǎn)換電路11上時，如果采樣頻率為7.5MHz，那么圖7E所示的輸入立體聲信號IN在A/D轉(zhuǎn)換電路11中按圖7E的虛線指定的間隔轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
此外，地址信號發(fā)生電路29產(chǎn)生用于與采樣信號e同步寫入和讀出的地址信號g。由于在用7.5MHz的采樣信號e對輸入信號IN進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，采樣信號e的頻率變化，所以A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號f在按照與大致7.5MHz的頻率同步的寫入地址信號g寫入存儲器12中。用存儲器12延遲后，按照讀出地址信號g，從存儲器12中讀出同一輸出數(shù)字信號h。但是，對于同一地址，寫入地址和讀出地址僅相隔預(yù)定的地址，該地址差變?yōu)檠舆t時間。在把輸出數(shù)字信號f用存儲器12延遲期間，對于同一輸出數(shù)字信號f，采樣信號e的頻率從7.5MHz變至8.5MHz。利用采樣信號e的頻率變化，按照與大致8.5MHz的采樣信號同步的讀出地址信號g讀出同一輸出數(shù)字信號g。這樣，由于采樣信號e的頻率相對時間變化，所以對于同一輸出數(shù)字信號f，存儲器12的寫入地址信號和讀出地址信號的頻率不同。
此外，在上述例子中，對于同一數(shù)字信號，模擬轉(zhuǎn)換時和數(shù)字轉(zhuǎn)換時的采樣信號的頻率差變?yōu)?MHz。如上所述，如果A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號f到達(dá)D/A轉(zhuǎn)換電路13的傳輸時間需要采樣頻率變化的約半個周期，那么對于A/D轉(zhuǎn)換時采樣頻率為7.6MHz下的同一數(shù)字信號，D/A轉(zhuǎn)換時的采樣頻率就變?yōu)?.4MHz，采樣信號的頻率差為0.8MHz。因此，由于D/A轉(zhuǎn)換時的采樣間隔比1MHz采樣頻率寬度時采樣間隔寬，所以輸出模擬信號f的周期比采樣頻率差為1MHz情況下的同期長。因此，按照把輸入信號IN加在A/D轉(zhuǎn)換電路11上時的采樣頻率，對相應(yīng)于輸入信號IN的輸出模擬信號i的1個周期進(jìn)行各種變化，從而改變了輸出模擬信號g的頻率。
因此，當(dāng)把某個輸入信號加在A/D轉(zhuǎn)換電路11上時，按照該時刻A/D轉(zhuǎn)換的采樣頻率和采樣頻率的變化方向，對應(yīng)同一輸入信號的D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出信號i的頻率就發(fā)生變化。例如，在采樣信號e如圖7D那樣進(jìn)行變化的條件下，并在圖4A所示的輸入信號IN中的1KHz的信號情況下，D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號g就變?yōu)閳D4B所示那樣的各種頻率成分的分散信號，1KHz的頻率向其他頻率分散。因此，如果把某個頻率的輸入信號IN加在A/D轉(zhuǎn)換電路11上，那么D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出信號i就變?yōu)榘锤鞣N頻率分散該頻率的信號。由此，如果在加法電路10中把D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出信號i疊加在輸入端子IN的輸入信號上，那么由于在加法電路10的輸出信號中也存在輸入信號頻率成分之外的頻率成分，所以能夠使相對輸入端子IN的輸入信號頻率成分模糊不清。通過使輸入信號頻率成分模糊不清，就能夠再現(xiàn)在聽覺上模擬原來的立體聲信號和回聲信號的疊加狀態(tài)。
D/A轉(zhuǎn)換電路13按照采樣信號e將來自存儲器12的數(shù)字信號h轉(zhuǎn)換為模擬信號i。由于采樣信號e隨時間變化，所以用8.5MHz的采樣信號e對上述數(shù)字信號h進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換。因此，對于同一數(shù)字信號f和h，在數(shù)字轉(zhuǎn)換時采樣信號h的頻率為7.5MHz，但模擬轉(zhuǎn)換時采樣信號h的頻率就變?yōu)?.5MHz。也就是說，由于采樣頻率隨時間變化，對于同一數(shù)字信號，A/D轉(zhuǎn)換電路11的采樣頻率與D/A轉(zhuǎn)換電路13的采樣頻率不同。
由于輸出數(shù)字信號h向模擬信號轉(zhuǎn)換，使D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號i變?yōu)閳D7F所示的那種信號。由圖7F可知，模擬轉(zhuǎn)換的間隔比用7.5MHz對輸入信號IN進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換時的間隔窄。因此，當(dāng)把某個輸入信號用7.5MHz的采樣頻率進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，按照8.5MHz的采樣頻率對相應(yīng)的數(shù)字信號進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，從而使D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號i的周期相對于輸入端子IN的輸入信號的周期變短，頻率變高。此后，用加法電路10將D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號i與輸入信號IN相加。
因此，對于與實(shí)施例1同樣的圖4A所示的輸入信號IN，可得到圖4B所示的輸出信號。
可是，如果在輸入端子IN上施加音樂信號，那么由于音樂信號具有各種各樣的頻率，所以采樣信號的頻率變化不具有規(guī)則性。但是，盡管采樣信號的頻率變化沒有規(guī)則性，但在用存儲器12延遲A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號期間，對于同一數(shù)字信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時和D/A轉(zhuǎn)換時的采樣頻率各不相同。因此，即使施加一般的音樂信號，也能夠再現(xiàn)疊加模擬原來的立體聲信號和回音信號的狀態(tài)。
圖8是表示本發(fā)明另一實(shí)施例的圖，與圖1的不同點(diǎn)是用N段移位寄存器30代替圖1的存儲器12。在圖4中，將來自VCO 28的采樣信號e直接加在移位寄存器30上，按照采樣信號e對移位寄存器30內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位。根據(jù)采樣信號e將A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出數(shù)字信號f送入移位寄存器30中，并在移位寄存器30中移位。而且，N段移位寄存器30的移位時間變?yōu)檠舆t時間。由于采樣信號e的頻率在時間上隨時變化，所以輸出數(shù)字信號f移位期間，移位寄存器30的移位速度也隨時變化。因此，對于同一輸出數(shù)字信號，當(dāng)把A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出數(shù)字信號f加在移位寄存器30上從移位寄存器30中產(chǎn)生其輸出數(shù)字信號時，采樣信號e的頻率不同。因此，對于同一數(shù)字信號，A/D轉(zhuǎn)換電路11和D/A轉(zhuǎn)換電路13的采樣頻率不同。因此，在D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出端能夠產(chǎn)生除輸入端子IN的輸入信號頻率成分外的頻率成分。所以，通過使相對輸入端子IN的輸入信號頻率成分模糊不清，就能夠再現(xiàn)模擬原來的立體聲信號和回聲信號的疊加狀態(tài)。
實(shí)施例3圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例3的圖，11是按照固定頻率的第一采樣信號把輸入立體聲信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換電路，12是構(gòu)成延遲A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出信號的延遲電路的存儲器，13是用頻率隨時間變化的第二采樣信號把存儲器12的輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的D/A轉(zhuǎn)換電路，34是產(chǎn)生固定頻率的第一采樣信號的第一采樣信號發(fā)生電路，35是按照第一采樣信號產(chǎn)生固定頻率的寫入地址信號的寫入地址信號發(fā)生電路，36是產(chǎn)生頻率隨時間變化的第二采樣信號的第二采樣信號發(fā)生電路，37是按照第二采樣信號產(chǎn)生隨頻率變化的讀出地址信號的讀出地址信號發(fā)生電路。
圖9中，按照第一采樣信號發(fā)生電路34的固定頻率的采樣信號b，在A/D轉(zhuǎn)換電路11中把輸入立體聲信號IN轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號c。
按照地址信號發(fā)生電路35的寫入地址信號d，把與上述輸入信號IN對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換電路11的輸出數(shù)字信號c存儲在指定的存儲器12的地址中。由于該寫入地址信號d與第一采樣信號b同步產(chǎn)生，所以寫入地址信號d的頻率是固定的。此外，對于同一數(shù)字信號，由于寫入地址和讀出地址相隔多個地址，利用其地址差來設(shè)定存儲器12的延遲時間，所以經(jīng)過該延遲時間后，按照來自地址信號發(fā)生電路35的讀出地址信號e，可讀出同一輸出數(shù)字信號f。由于該讀出的地址信號e與第二采樣信號發(fā)生電路36的第二采樣信號g同步產(chǎn)生，第二采樣信號g的頻率隨時間變化，所以讀出的地址信號e的頻率也隨時間變化。因此，從存儲器12的讀出不是按各一定時間進(jìn)行的，而是按采樣信號g的頻率在各預(yù)定的時間讀出。
然后，在D/A轉(zhuǎn)換電路13中把來自存儲器12的輸出數(shù)字信號f轉(zhuǎn)換為按第二采樣信號g的頻率模擬信號h。其中，第一采樣信號b的頻率為固定的，同時由于第二采樣信號g的頻率隨時間變化，所以對于同一數(shù)字信號，模擬轉(zhuǎn)換時和數(shù)字轉(zhuǎn)換時的采樣信號不同。因此，輸出模擬信號h的頻率與輸入信號IN的頻率不同。然后，用加法電路10將D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出信號h與輸入端子IN的輸入信號相加。
下面，用具體的數(shù)值說明圖9的環(huán)繞電路的輸入輸出信號的狀態(tài)。首先，來自第一采樣信號b的頻率固定在8.0MHz上，第二采樣信號g的頻率在如圖10A所示的7.5MHz和8.5MHz的范圍按周期為10Hz的三角波變化。由于A/D轉(zhuǎn)換電路11的采樣頻率為8.0MHz，所以如圖10B所示的輸入信號IN就按圖10B的虛線以指定的間隔轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號c。用存儲器12延遲輸出數(shù)字信號c后，用D/A轉(zhuǎn)換電路13將其轉(zhuǎn)換為模擬信號h。
此時，如果D/A轉(zhuǎn)換電路13的采樣頻率變?yōu)?.5MHz，那么D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號h就變?yōu)槿鐖D10C所示的信號。由圖10C可知，模擬轉(zhuǎn)換間隔比用8.0MHz進(jìn)行輸入信號IN的數(shù)字轉(zhuǎn)換時的間隔窄。也就是說，把某個輸入信號用8.0MHz的采樣頻率進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，利用輸出數(shù)字信號f用8.5MHz的采樣頻率進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，并利用輸入端子IN的輸入信號，使D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號h的周期變短，頻率變高。
此外，如果D/A轉(zhuǎn)換電路13的采樣頻率變?yōu)?.5MHz，那么D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號h就變?yōu)槿鐖D10D所示的信號。參看圖10D，模擬轉(zhuǎn)換間隔比進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時的間隔變寬。因此，把輸出數(shù)字信號f用7.5MHz的采樣頻率進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，并利用輸入端子IN的輸入信號，可使輸出模擬信號h的周期變長，頻率變低。
因此，如果第二采樣信號g的頻率高于第一采樣信號b，那么輸出模擬信號h的頻率就比輸入信號IN高，相反，如果第二采樣信號g的頻率較低，那么輸出模擬信號h的頻率就變低。所以，例如，如果把圖10A所示的1KHz的單一頻率的輸入信號加在輸入端子IN上，D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號h就變?yōu)榫哂袌D10B所示各種頻率成分的輸出信號，把1KHz的頻率向其他頻率分散。而且，由于第二采樣信號g的頻率變化具有規(guī)則性，能夠如圖10E所示以其輸入信號IN的頻率為中心左右對稱地分散。并且，輸出模擬信號h的頻率相互反復(fù)分散，進(jìn)行從1KHz向高頻率方向即在1MHz向高頻方向順序分散的移動和從1KHz向低頻方向即在1MHz向低頻方向順序分散的移動。由此，如果在加法電路10中把D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出信號h與輸入端子IN的輸入信號疊加，由于在加法電路10的輸出信號中也存在輸入信號頻率成分之外的頻率成分，所以能夠使相對輸入端子IN的輸入信號頻率成分模糊不清。通過使輸入信號的頻率成分模糊不清，就能夠再現(xiàn)模擬原來的立體聲信號和回聲信號的疊加狀態(tài)。
圖11是表示本發(fā)明另一實(shí)施例的圖，與圖9的不同點(diǎn)在于把固定頻率的第一采樣信號b加在D/A轉(zhuǎn)換電路13和讀出地址信號發(fā)生電路37上，把頻率隨時間變化的第二采樣信號g加在A/D轉(zhuǎn)換電路11和寫入地址信號發(fā)生電路35上。
在圖11中，在A/D轉(zhuǎn)換電路11按照頻率隨時間不同的采樣頻率把輸入信號IN轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號c后，用頻率隨時間不同的寫入地址信號d在存儲器12中存儲數(shù)字信號c。經(jīng)過延遲時間，在用固定頻率的讀出地址信號e從存儲器12中讀出數(shù)字信號f后，用固定采樣頻率把輸出數(shù)字信號f轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
這種情況下，由于A/D轉(zhuǎn)換電路11的采樣頻率如圖10A所示那樣變化，所以數(shù)字轉(zhuǎn)換的間隔根據(jù)采樣頻率的不同而不同，不同。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換電路11的采樣頻率為8.5MHz時，輸入信號IN就用如圖12A所示的窄間隔轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號c。而且，按照8.0MHz的采樣信號b用D/A轉(zhuǎn)換電路13把該輸出數(shù)字信號c轉(zhuǎn)換為模擬信號h。由此，如圖12C所示，模擬轉(zhuǎn)換的間隔比把輸入信號IN用8.5MHz進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換時的間隔寬。因此，利用輸入端子IN的輸入信號，使D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號h的周期變長，頻率變低。
此外，A/D轉(zhuǎn)換電路11的采樣頻率為7.5MHz時，把輸入信號IN用圖12B所示的寬間隔轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。而且，如果把該輸出數(shù)字信號用D/A轉(zhuǎn)換電路13進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，則如圖12D所示，模擬轉(zhuǎn)換的間隔比用7.5MHz對輸入信號IN進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換時的間隔窄。因此，利用輸入端子IN的輸入信號，使D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號h的周期變短，頻率變高。
因此，如果第二采樣信號g的頻率高于第一采樣信號b，那么輸出模擬信號h的頻率就低于輸入信號IN，相反，如果第二采樣信號g的頻率低，那么輸出模擬信號h的頻率就變高。在圖4中，例如，如果把圖4A所示的1KHz的單一頻率的輸入信號加在輸入端子IN上，與圖1一樣，D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出模擬信號h就變?yōu)閳D4B所示的向其他頻率分?jǐn)?shù)的信號。因此，如果把D/A轉(zhuǎn)換電路13的輸出信號疊加在輸入端子IN的輸入信號上，就能夠使加法電路10的輸出信號中存在除輸入信號頻率成分之外的頻率成分。所以，利用使相對輸入端子IN的輸入信號的頻率成分模糊不清，就能夠再現(xiàn)模擬原來的立體聲信號和回聲信號的疊加狀態(tài)。
可是，在圖9和圖11中，由于寫入地址信號和讀出地址信號的頻率不同，所以如果這樣讀出的地址中沒有數(shù)據(jù)，或者，從這里起寫入的地址中就會殘留數(shù)據(jù)，常常不能對D/A轉(zhuǎn)換電路13提供輸入數(shù)據(jù)，有使輸出模擬信號h不連續(xù)的可能性。這種情況下，能夠用現(xiàn)有技術(shù)中的好方法處理。也就是說，在讀出地址中沒有數(shù)據(jù)的情況下，直到指定數(shù)據(jù)存在的地址，對某個地址的數(shù)據(jù)還要讀幾次，而且，在殘留寫入地址中的數(shù)據(jù)的情況下，直到讀出該地址的數(shù)據(jù)，在產(chǎn)生同一寫入地址信號的同時，通過向地址送入要寫入的數(shù)據(jù)，無不存在數(shù)據(jù)的期間，能夠保證輸出模擬信號h的連續(xù)性。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)繞電路，它生成輸入模擬信號的延遲信號，把延遲信號疊加在輸入模擬信號中，它包括A/D轉(zhuǎn)換電路，把輸入模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；延遲電路，延遲所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出數(shù)字信號；D/A轉(zhuǎn)換電路，把所述延遲電路的輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號；和采樣信號發(fā)生電路，產(chǎn)生用于所述A/D轉(zhuǎn)換電路和所述D/A轉(zhuǎn)換電路的采樣信號，對所述A/D轉(zhuǎn)換電路和所述D/A轉(zhuǎn)換電路的至少其中一個提供隨時間變化的采樣信號頻率；并且，在D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出中獲得立體聲信號的延遲信號。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞電路，其特征在于，所述采樣信號發(fā)生電路提供給所述A/D轉(zhuǎn)換電路和所述D/A轉(zhuǎn)換電路兩者的采樣信號的頻率隨時間變化。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞電路，其特征在于，所述采樣信號發(fā)生電路在預(yù)定頻率范圍內(nèi)按增加方向和減小方向來反復(fù)變化所述采樣信號的頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞電路，其特征在于，所述采樣信號發(fā)生電路隨機(jī)地變化所述采樣信號的頻率。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞電路，其特征在于，包括全波整流電路，對所述輸入模擬信號進(jìn)行全波整流；平滑電路，平滑所述全波整流電路的輸出信號；所述采樣信號發(fā)生電路按照所述平滑電路的輸出信號變化所述采樣信號的頻率。
6.如權(quán)利要求5所述的環(huán)繞電路，其特征在于，所述采樣信號發(fā)生電路有按照平滑電路的輸出信號控制振蕩頻率的壓控振蕩器(VCO)。
7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞電路，其特征在于，所述延遲電路包括地址信號發(fā)生電路，按照所述采樣信號產(chǎn)生進(jìn)行寫入和讀出的地址信號；和存儲器，它把從所述A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字信號按所述地址信號寫入，并按所述地址信號讀出寫入的所述地址信號。
8.如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞電路，其特征在于，所述延遲電路有將所述采樣信號作為時鐘順序地移位所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出數(shù)字信號的移位寄存器。
9.如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞電路，其特征在于，所述采樣信號發(fā)生電路有產(chǎn)生固定頻率的第一采樣信號的第一采樣信號發(fā)生電路，對所述A/D轉(zhuǎn)換電路和所述D/A轉(zhuǎn)換電路中的其中任意一個施加所述第一采樣信號；和產(chǎn)生固定頻率的第二采樣信號的第二采樣信號發(fā)生電路，對所述A/D轉(zhuǎn)換電路和所述D/A轉(zhuǎn)換電路中的其中任意一個施加所述第二采樣信號。
10.如權(quán)利要求9所述的環(huán)繞電路，其特征在于，所述第一采樣信號加在所述A/D轉(zhuǎn)換電路上，所述第二采樣信號加在所述D/A轉(zhuǎn)換電路上；所述延遲電路包括按照所述第一采樣信號，產(chǎn)生供寫入地址信號用的寫入地址信號的地址信號發(fā)生電路；按照所述第二采樣信號，產(chǎn)生供讀出地址信號用的讀出地址信號的地址信號發(fā)生電路；和存儲器，把所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出數(shù)字信號按所述寫入地址信號寫入，把作為所述D/A轉(zhuǎn)換電路輸入信號的數(shù)字信號按所述讀出地址信號讀出。
11.如權(quán)利要求9所述的環(huán)繞電路，其特征在于，所述第一采樣信號加在所述A/D轉(zhuǎn)換電路上，所述第二采樣信號加在所述D/A轉(zhuǎn)換電路上；所述延遲電路包括按照所述第一采樣信號，產(chǎn)生讀出地址信號用的讀出地址信號的地址信號發(fā)生電路；按照所述第二采樣信號，產(chǎn)生寫入地址信號用的寫入地址信號的地址信號發(fā)生電路；和存儲器，把所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出數(shù)字信號按所述寫入地址信號寫入，同時，把作為所述D/A轉(zhuǎn)換電路輸入信號的數(shù)字信號按所述讀出地址信號讀出。
全文摘要
一種環(huán)繞電路,采用A/D轉(zhuǎn)換電路、延時電路和D/A轉(zhuǎn)換電路,其中減少了D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目。輸入端子的輸入信號在A/D轉(zhuǎn)換電路11被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,在存儲器12被延遲,其輸出信號在D/A轉(zhuǎn)換電路13被轉(zhuǎn)換為模擬信號。固定A/D轉(zhuǎn)換電路11的采樣頻率,使D/A轉(zhuǎn)換電路13的采樣頻率隨時間變化。對應(yīng)于同一數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換電路11和D/A轉(zhuǎn)換電路13的采樣頻率不相同,它們的輸入、輸出信號頻率也不相同,從而可將輸入信號的頻率分散為各種頻率。
文檔編號H04S5/00GK1195958SQ97126228
公開日1998年10月14日 申請日期1997年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月13日
發(fā)明者女屋正人 申請人:三洋電機(jī)株式會社