專利名稱：：音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換(ADC)領(lǐng)域，尤其是指一種音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器及其使用方法。
背景技術(shù)：
：Z-A數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用于高精度音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換的技術(shù)。利用i:-A數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的一個(gè)產(chǎn)品典型結(jié)構(gòu)參見圖1，音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)在一個(gè)硅管芯片100上，主要由以下模塊組成芯片狀態(tài)機(jī)CSM1，音頻串行口2，串行控制端口3，多位2-A調(diào)節(jié)器4，數(shù)字型號(hào)處理模塊5，時(shí)鐘管理器6，主時(shí)鐘模式管理器7，參考電壓、電流產(chǎn)生器8以及9。其中芯片狀態(tài)機(jī)CSM1:控制著芯片主時(shí)鐘和從時(shí)鐘兩種模式轉(zhuǎn)換的開關(guān)程序；音頻串行口2:從SDOUT/SCLK/LRCK管腳接受許多格式的串行音頻信號(hào)，從SDOUT管腳接收串行數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為并行格式。串行控制端口3:從M0、Ml管腳設(shè)置各種工作模式。多位2-A調(diào)節(jié)器4和數(shù)字信號(hào)處理模塊5:把低分辨率(典型值是1位到6位)、高采樣頻率(典型值是輸入頻率的32至l」128倍)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為高分辨率(典型值是16位到24位)、低采樣頻率(典型值是8KHz到200KHz)的輸入數(shù)據(jù)。時(shí)鐘管理器6和主時(shí)鐘模式管理器7:自動(dòng)檢測和提供用戶時(shí)鐘模式的各種時(shí)鐘信號(hào)。目前，大部分模數(shù)轉(zhuǎn)換器需要處理3種采樣頻率的速度模式單倍速SS(SingleSpeed),采樣頻率從OKHz到50KHz;雙倍速DS(DoubleSpeed),采樣頻率從50KHz到100KHz;四倍速Q(mào)S(QuadSpeed),采樣頻率從lOOKHz到200KHz。因此，模數(shù)轉(zhuǎn)換器需要能判斷用戶需要用哪種工作模一般來說，目前的商用ADC采用兩種方法來確定時(shí)鐘模式。一是用專用管腳來設(shè)定時(shí)鐘模式，缺點(diǎn)是需要更大的封裝，因而增加了生產(chǎn)成本。另一種方法是通過微控制器寫入ADC來設(shè)定速度模式，這種方式由于需要用戶建立微控制器和ADC的接口，所以也增加了生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種生產(chǎn)成本低、判別用戶所用的采樣頻率工作模式的音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器及其使用方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器，所述的音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)在一個(gè)硅管芯片上，主要由以下模塊組成芯片狀態(tài)機(jī)CSM,接SDOUT，SCLK，LRCK管腳的音頻串行口，串行控制端口。多位2-A調(diào)節(jié)器DSM與動(dòng)態(tài)元件匹配單元DEM，參考電壓、電流產(chǎn)生器，主時(shí)鐘模式管理器以及接MCLK管腳的時(shí)鐘管理器；所述的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器的結(jié)構(gòu)為-在所述的音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器的硅管芯片上，接MCLK管腳的時(shí)鐘管理器的輸出外接到一個(gè)頻率/電壓轉(zhuǎn)換器；所述的頻率/電壓轉(zhuǎn)換器與一個(gè)外接的電壓比較器連接；所述的電壓比較器是與所述的硅管芯片上的參考電壓、電流產(chǎn)生器相連，所述的電壓比較器將頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和參考電壓、電流產(chǎn)生器的參考電壓比較后判斷出頻率的高低；所述的電壓比較器將判斷的結(jié)果送到所述的硅管芯片上的芯片狀態(tài)機(jī)CSM;所述的芯片狀態(tài)機(jī)CSM記錄所述的電壓比較器的判斷結(jié)果，并結(jié)合模式控制管腳的狀態(tài)確定所述的時(shí)鐘分頻器的自動(dòng)分頻系數(shù)；時(shí)鐘分頻器根據(jù)自動(dòng)分頻系數(shù)輸出左右時(shí)鐘和位時(shí)鐘到芯片內(nèi)部和芯片的輸出管腳。一種音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器的使用方法，其包括如下步驟步驟1，芯片狀態(tài)機(jī)CSM設(shè)定時(shí)鐘管理器的分頻系數(shù)為2n，其中n是一個(gè)固定的常數(shù)，使MCLK經(jīng)時(shí)鐘管理器產(chǎn)生采樣頻率為MCLK/2n，頻率/電壓轉(zhuǎn)換器將此頻率轉(zhuǎn)化為電壓；步驟2，由電壓比較器對頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和參考電壓、電流產(chǎn)生器的參考電壓比較后，判斷MCLK是高于還是低于頻率fl，fl=17.02MHz/(l-d%)，其中d。/。是受PVT影響的值；步驟3，芯片狀態(tài)機(jī)CSM記錄上述MCLK對于頻率fl的判斷結(jié)果FsDetMode[O];步驟4，芯片狀態(tài)機(jī)CSM設(shè)定時(shí)鐘管理器的分頻系數(shù)為3n，與上述判斷流程相同，就判斷此時(shí)MCLK的頻率。步驟5，由電壓比較器判斷MCLK是高于還是低于頻率f2,f2=25.53MHz/(l-d%)，其中(1%是受PVT影響的值；步驟6，芯片狀態(tài)機(jī)CSM記錄上述MCLK對于頻率f2的判斷結(jié)果FsDetMode[l];步驟7，芯片狀態(tài)機(jī)CSM設(shè)定時(shí)鐘管理器的分頻系數(shù)為4n，與上述判斷流程相同，繼續(xù)判斷此時(shí)MCLK的頻率；步驟8，由電壓比較器判斷MCLK是高于還是低于頻率f3，f3=34.04MHz/(l-d%)，其中d。/。是受PVT影響的值；步驟9，芯片狀態(tài)機(jī)CSM記錄上述MCLK對于頻率f3的判斷結(jié)果FsDetMode[2];步驟10，根據(jù)以上對fl、￡2、G的判斷結(jié)果來確定MCLK的頻率范圍FsDetMode[2:0]MCLK自動(dòng)檢測范圍000低于17MHz00117MHz—25MHz01125MHz—34MHz111高于34MHz步驟ll，根據(jù)下表，此時(shí)，芯片狀態(tài)機(jī)CSM就判斷出用戶所用的時(shí)鐘模式(即主時(shí)鐘與左右時(shí)鐘的比值)以及自動(dòng)分頻系數(shù)。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發(fā)明的效果本發(fā)明的帶有時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器的音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器及其使用方法，不必用專用管腳來設(shè)定采樣頻率的速度模式，也不必通過微控制器寫入DAC來設(shè)定速度模式，而是采用自動(dòng)檢測主時(shí)鐘的方法判別用戶所用的工作模式，降低了音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品的制造成本。為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，一下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。圖1為音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器的結(jié)構(gòu)方塊圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器及其使用方法進(jìn)行詳細(xì)說明。在音頻應(yīng)用環(huán)境下，音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的MCLK/LRCK比率是固定的(參見圖1中的音頻串行口和時(shí)鐘管理器的管腳)，速度模式是由串行控制端口測試得到的，音頻數(shù)模式轉(zhuǎn)換器中的MCLK/LRCK比率與速度模式的關(guān)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表一可知，速度模式得知后，只要自動(dòng)檢測判斷出MCLK的范圍就可知MCLK/LRCK的比率和自動(dòng)分頻系數(shù)從而分頻輸出LRCK和SCLK了。例如，如果速度模式是雙倍速(DS)，那么為了確定MCLK/LRCK的比率究竟是128還是256，我們只需要測量判別MCLK頻率的范圍是在6.4-12.8MHz還是在22.016-25.6MHz內(nèi)。判別的原理如下所述的采樣頻率的檢測是用電流源、電阻、電容和開關(guān)在模擬部分完成的，由于PVT(工藝、電壓和溫度)的變化，不可能測到單一頻率。例如，如果我們設(shè)定頻率檢測器來測量頻率fo，假設(shè)受PVT影響是+/-(1%，那么模擬頻率檢測器只能測量到低于fo(l-d%)或者是高于fo(l+d%)的頻率，而處于fo(l-d%)和fo(l+d%)之間的頻率由于PVT變化而測量不到。在本實(shí)施例中，上述的PVT影響的值d。/。被設(shè)成典型值25%。當(dāng)(1%=25%時(shí)，fl=17MHz，f2=25.6MHz和fi=34MHz，如表二所示表二<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>頻率檢測器需要作出三個(gè)判斷:MLCK是高于還是低于fl;MLCK是高于還是低于f2;MLCK是高于還是低于f3;當(dāng)知道采樣頻率自動(dòng)檢測器的檢測結(jié)果，MCLK的范圍可以由表三決定:表三<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>頻率檢測器作出這三個(gè)判斷，有兩種方法一是需要一個(gè)固定頻率的時(shí)鐘，和三個(gè)不同的參考電壓比較；二是和一個(gè)固定的參考電壓相比較，但需要三種不同頻率的時(shí)鐘。而另一種方法就是采用如圖4所示的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器的結(jié)構(gòu)方塊圖，只需將電壓比較器和一個(gè)參考電壓相比較，因而更精確，面積更小，在實(shí)現(xiàn)上存在優(yōu)勢。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾，因此，本發(fā)明保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為本專利申請權(quán)利要求所涵蓋。權(quán)利要求1.一種音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器，所述的音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)在一個(gè)硅管芯片上，主要由以下模塊組成芯片狀態(tài)機(jī)CSM，接SDOUT，SCLK，LRCK管腳的音頻串行口，串行控制端口，多位∑-△調(diào)節(jié)器DSM與動(dòng)態(tài)元件匹配單元DEM，參考電壓、電流產(chǎn)生器，主時(shí)鐘模式管理器以及接MCLK管腳的時(shí)鐘管理器；其特征在于所述的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器的結(jié)構(gòu)為所述的音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器的硅管芯片上，接MCLK管腳的時(shí)鐘管理器的輸出外接到一個(gè)頻率/電壓轉(zhuǎn)換器；所述的頻率/電壓轉(zhuǎn)換器與一個(gè)外接的電壓比較器連接；所述的電壓比較器是與所述的硅管芯片上的參考電壓、電流產(chǎn)生器相連，所述的電壓比較器將頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與參考電壓、電流產(chǎn)生器的參考電壓比較后判斷出頻率的高低；所述的電壓比較器將判斷的結(jié)果送到所述的硅管芯片上的芯片狀態(tài)機(jī)CSM；所述的芯片狀態(tài)機(jī)CSM記錄所述的電壓比較器的判斷結(jié)果，并結(jié)合模式控制管腳的狀態(tài)確定所述的時(shí)鐘分頻器的自動(dòng)分頻系數(shù)；時(shí)鐘分頻器根據(jù)自動(dòng)分頻系數(shù)輸出左右時(shí)鐘和位時(shí)鐘到芯片內(nèi)部的芯片的輸出管腳。2.—種如權(quán)利要求1所述的音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器的使用方法，其特征在于包括如下步驟步驟l，芯片狀態(tài)機(jī)CSM設(shè)定時(shí)鐘管理器的分頻系數(shù)為2n，其中n是一個(gè)固定的常數(shù)，使MCLK經(jīng)時(shí)鐘管理器產(chǎn)生采樣頻率為每次離開/2n，頻率/電壓轉(zhuǎn)換器將此頻率轉(zhuǎn)化為電壓；步驟2,由電壓比較器對頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與參考電壓、電流產(chǎn)生器的參考電壓比較后，判斷MCLK是高于還是低于頻率fl，fl=17.02MHz/(l-d%),其中d^是受PVT影響的值；步驟3，芯片狀態(tài)機(jī)CSM記錄上述MCLK對于頻率fl的判斷結(jié)果FsDe飾de[O];步驟4，芯片狀態(tài)機(jī)CSM設(shè)定時(shí)鐘管理器的分頻系數(shù)為3n，與上述判斷流程相同，繼續(xù)判讀此時(shí)MCLK的頻率；步驟5，由電壓比較器判斷MCLK是高于還是低于頻率f2，G=25.53MHz/(l-d%)，其中d^是受PVT影響的值；步驟6，芯片狀態(tài)機(jī)CSM記錄上述MCLK對于頻率G的判斷結(jié)果FsDetMode[l];歩驟7,芯片狀態(tài)機(jī)CSM設(shè)定時(shí)鐘管理器的分頻系數(shù)為4n，與上述判斷流程相同，繼續(xù)判讀此時(shí)MCLK的頻率；步驟8，由電壓比較器判斷MCLK是高于還是低于頻率f3,f3=34.04MHz/(l-d%)，其中d5^是受PVT影響的值；步驟9，芯片狀態(tài)機(jī)CSM記錄上述MCLK對于頻率f3的判斷結(jié)果FsDetMode[2];步驟IO，根據(jù)以上對fl，G，fi的判斷結(jié)果來確定MCLK的頻率范圍FsDetMode[2:0]MCLK自動(dòng)檢測范圍000Below17MHz00117MHz陽25MHzOil25MHz-34MHz11134MHzup步驟ll，根據(jù)下表，此時(shí)，芯片狀態(tài)機(jī)CSM就判斷出用戶所用的時(shí)鐘模式(即主時(shí)鐘與左右時(shí)鐘的比值)以及自動(dòng)分頻系統(tǒng)。<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>全文摘要一種音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的主時(shí)鐘模式下的時(shí)鐘自動(dòng)檢測分頻器及其使用方法，在音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器的硅管芯片上，接主時(shí)鐘管腳的時(shí)鐘管理器的輸出接到一個(gè)頻率/電壓轉(zhuǎn)換器，再與一個(gè)電壓比較器連接，電壓比較器將頻率/電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與硅管芯片上的參考電壓、電流產(chǎn)生器的參考電壓比較后判斷出頻率的高低，再將判斷的結(jié)果送硅管芯片上的芯片狀態(tài)機(jī)CSM，芯片狀態(tài)機(jī)CSM記錄所述的時(shí)鐘分頻器的自動(dòng)分頻系數(shù)，時(shí)鐘分頻器根據(jù)自動(dòng)分頻系數(shù)輸出左右時(shí)鐘和位時(shí)鐘到芯片內(nèi)部和芯片的輸出管腳。本發(fā)明采用自動(dòng)檢測主時(shí)鐘頻率的方法判別用戶所用的時(shí)鐘模式，降低了音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品的管腳數(shù)和制造成本。文檔編號(hào)H03M3/02GK101262228SQ20081009440公開日2008年9月10日申請日期2008年4月30日優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日發(fā)明者青凌,清於,李躍輝,楊曉華,坤林,燕王申請人:蘇州順芯半導(dǎo)體有限公司