近年来，卡拉OK用的大规模集成电路的销售市场在急速增长。这是因为具有卡拉OK功能的CD－G播放机和Video CD（数字视频CD）机等的市场在不断发展壮大。
卡拉OK通常具有三大功能。一是数字混响功能；二是歌声消除功能；三是变调控制功能。如图所示为具有三大功能卡拉OK设备的电路框图。图中还标出对应上述功能的集成电路型号。其中歌声消除电路用于模拟信号处理，而混响电路和变调控制电路用于数字信号处理。
电路的动作如下所述。首先把话筒输入的模拟音频信号输入到混响电路中。混响电路是由延迟用存储器和AD／DA转换器组成的。它利用把该环路输出的延迟信号加到由话筒输入的原声信号中的方法，而获得混响后的声信号。
混响电路使用相当于分辨率8位～16位的AD／DA转换器。多数芯片使用分辨率低的AD／DA转换器时，就利用压缩／扩展处理方式或自适应改变量化步长方式来扩展其动态范围。在延迟方面，有的芯片内带容量为4千位～48千位的SRAM存储器；有的使用外接256千位或1兆位的DRAM、SRAM或伪SRAM存储器。
伴奏用的音乐信号首先输入到歌声消除电路中。歌声消除电路是由低通滤波器和加减法电路组成。多数芯片其低通滤波器的截止频率设定在100Hz左右。它利用把左、右立体声信号进行减法运算的方式，基本上可消除歌声。这是由于多数音乐CD或LD软件等在录制过程中，把歌手的声信号以同相位、同振幅进行录音，这样听起来歌声就好像来自于左右场声器的当中。不过，由于有的低音乐器声也是左右同相位、同振幅进行录音，因此需要从伴音信号中抽出低频信号，并重叠在经歌声消除后的信号上。歌声消除电路由于仍旧可按模拟信号进行处理，因此歌声消除专用集成电路多数使用双极性芯片。
其次把伴奏音乐信号输入到变调控制电路中。它利用改变输入伴奏用音乐信号频率的方式来进行变调（升半音时，频率变为2\(\sqrt{1;2}\)倍）。实现的方法是通过改变写入和读取存储器数据的速度。不过，一旦改变了写入速度和读取速度，音乐的速度就会随之而变，并导致演奏时间的变化。因此，升调时除了加快读取速度外，同时还要把一部分数据反复进行重放，这样来调整时间。降调时，减慢读取速度并减少一部分数据。最后，把伴奏用音乐信号和通过话筒输入并经混响处理后的信号进行合成之后输出。
目前专业用卡拉OK设备均备有卡拉OK的三大功能。家用卡拉OK设备原则上备有数字混响功能，而歌声消除功能和变调控制功能随机型的价格范围有所取舍。一般市售的激光视盘（LD）卡拉OK机具有三大功能；而CD－G播放机多数仅备有数字混响功能或仅各有数字混响和歌声消除功能。带卡拉OK功能的电子游戏机多数仅备有混响功能。
下表列出了目前具有三大功能的卡拉OK大规模集成电路型号及其功能和性能。
在专业用或家用高档卡拉OK设备中，其集成电路芯片除具有三大功能外，还采用高分辨率（15位～16位）的AD／DA转换器，如日本三洋电机的LC83020E－8605，和LC83025E，YAMAHA公司的YSS205B和YSS216B。上述4种芯片均具有相同的功能，均需外接的存储器且AD转换器的取样频率为44.1kHz。此外，还可对应LD卡拉OK软件，输入4声道伴奏信号，即输入2组立体声信号。这是为了对应有的LD卡拉OK软件在制作时，分别把数字立体声和模拟立体声各两路进行多路录制的缘故。在歌声消除电路中，则把经歌声消除后的伴奏音乐信号加到通过高通滤波器的左右立体声信号上，作为立体声输出。高通滤波器的截止频率LC系列为8kHz，YSS216B为7kHz，YSS205B可由用户设定（上限为20kHz）。在变调控制电路中分为两路，可同时处理双声道。另外，上述芯片均具有环绕立体声功能。
不过，仅仅LC83020E－8605芯片只有1个话筒信号输入用AD转换器，因此需要2个外接16位AD转换器，用作来自LD的模拟信号输入用。
在低档的卡拉OK设备中，为了降低成本，其集成电路芯片多采用较低分辨率（8位）的AD／DA转换器。而且这一类芯片几乎都是数字混响专用芯片；有的在混响中加歌声消除功能；具有三大功能的仅有三菱电机的M65835FP芯片。此外，芯片中还降低了AD／DA转换器的取样频率且减小内带存储器的容量。有的伴音信号的输入输出为单声道。
数字混响专用芯片有索尼的CXA1644P；三菱电机的M65830P／FP、M6583lP／FP、M65832P、M65839SP／FP、M65841SP、M65843P／FP、M65844P、M65846FP；罗姆的BA7725和BU9252。
歌声消除功能专用芯片有索尼的CXA1642P／M；罗姆的BA3837／F。另外，与混响功能合一的芯片有罗姆的BA7726和三菱的M65845FP。
变调控制专用芯片有YSS222和M65840SP／FP。
三菱的卡拉OK芯片均采用自适应△调制（ADM）方式的1位AD转换器。这样动态范围就可扩展到92dB（工作时钟频率500kHz），相当于15位的AD转换器。不过总谐波失真率为0.2～0.3％（约为50dB），相当于8位转换器。
另一方面，罗姆的BU9252芯片内带8位AD／DA转换器。该芯片与用于把话筒输入的电压值进行对数压缩／扩展处理的BA7725芯片一起使用。而且在进行AD转换前，先把其进行对数压缩1／2，进行DA转换后，才把输出信号对数扩展到2倍。目的是为了减小在进行AD／DA转换时所产生的量化噪声影响。据称经上述处理后，AD／DA转换器的动态范围可从50dB扩展到97dB。
在数字混响专用芯片中，三菱和罗姆公司已按其存储器容量大小进行系列化，以便整机生产厂家根据整机价格和音质的关系选用不同的芯片。当使用时需要较低的取样频率和较短的延迟时间，可选用较小的存储器容量。不过，降低取样频率，其信噪比就下降，动态范围变窄，而且混响处理的信号带宽变窄了。
三菱的芯片，其存储器容量有4千位（M65844P和M65845FP）～48千位（M6583lP／FP）。M65831P／FP芯片的延迟时间为197ms，AD／DA转换器的工作时钟频率为500kHZ。M65844P和M65845FP芯片的延迟时间为150ms，约为M65831P／FP芯片的3／4左右，但时钟频率仅为27.5kHz，约为它的1／20左右。内带48千位存储器的芯片，其动态范围为92dB，带宽为10kHz。与此相对，内带4千位的芯片，其动态范围为80dB，带宽变窄为1.5kHz。
罗姆公司采用分辨率为8位的AD／DA转换器和存储器组成的芯片（BU925×S／F），以及用于对信号进行对数扩展／压缩的芯片共两个芯片构成数字混响电路。其中，BU925×S／F系列有三种，其存储器容量和取样频率各异。内带16千位SRAM的BU9252S／F芯片，取样频率为14.22kHz，延迟时间为144ms，信号带宽为5kHz；而内带8千位SRAM的BU925lS／F芯片，延迟时间同样为144ms，但把取样频率降低到7.11kHz，信号带宽为1kHz。
实现混响功能的集成电路芯片，根据其输入输出信号的不同可分为两类：一类是输入来自话筒的声信号并输出延迟信号的芯片，如三菱和索尼的芯片；另一类是输入伴奏用音乐信号和话筒信号，并在集成电路内部把延迟信号重叠在话筒信号上，然后把该信号加到伴奏信号上并输出。当把延迟信号重叠在话筒信号上时，也可以调整延迟信号的振幅，如部分三菱和罗姆公司的芯片。但BA77255／F芯片的伴奏信号输入为单声道。最近新出的BA7726芯片可对应立体声的伴奏信号输入。
歌声消除专用芯片，其输出有单声道和立体声两种。CXA1642P／M和BA3837／F为单声道输出。其它的为双声道立体声输出。
变调控制专用芯片（YSS222和M65840SP／FP），每个芯片只处理1个通道。(陈利才)