[发明专利]音频模数转换器中的时钟自动检测分频器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及音频数模转换(ADC)领域，尤其是指一种音频模数转换器中的时钟自动检测分频器及其使用方法。

背景技术

∑-Δ数据转换技术是一项广泛应用于高精度音频数模转换的技术。利用∑-Δ数据转换技术的音频模数转换器ADC的一个产品典型结构参见图1，音频模数转换器设在一个硅管芯片100上，主要由以下模块组成：芯片状态机CSM1，音频串行口2，串行控制端口3，多位∑-Δ调节器4，数字型号处理模块5，时钟管理器6，主时钟模式管理器7，参考电压、电流产生器8以及9。其中：

芯片状态机CSM1：控制着芯片主时钟和从时钟两种模式转换的开关程序；

音频串行口2：从SDOUT/SCLK/LRCK管脚接受许多格式的串行音频信号，从SDOUT管脚接收串行数据并转化为并行格式。

串行控制端口3：从M0、M1管脚设置各种工作模式。

多位∑-Δ调节器4和数字信号处理模块5：把低分辨率(典型值是1位到6位)、高采样频率(典型值是输入频率的32到128倍)的数字信号转化为高分辨率(典型值是16位到24位)、低采样频率(典型值是8KHz到200KHz)的输入数据。

时钟管理器6和主时钟模式管理器7：自动检测和提供用户时钟模式的各种时钟信号。

目前，大部分模数转换器需要处理3种采样频率的速度模式：单倍速SS(Single Speed)，采样频率从0KHz到50KHz；双倍速DS(Double Speed)，采样频率从50KHz到100KHz；四倍速QS(Quad Speed)，采样频率从100KHz到200KHz。因此，模数转换器需要能判断用户需要用哪种工作模式。

一般来说，目前的商用ADC采用两种方法来确定时钟模式。一是用专用管脚来设定时钟模式，缺点是需要更大的封装，因而增加了生产成本。另一种方法是通过微控制器写入ADC来设定速度模式，这种方式由于需要用户建立微控制器和ADC的接口，所以也增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提出一种生产成本低、判别用户所用的采样频率工作模式的音频模数转换器中的时钟自动检测分频器及其使用方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种音频模数转换器中的时钟自动检测分频器，所述的音频模数转换器设在一个硅管芯片上，主要由以下模块组成：芯片状态机CSM，接SDOUT，SCLK，LRCK管脚的音频串行口，串行控制端口。多位∑-Δ调节器DSM与动态元件匹配单元DEM，参考电压、电流产生器，主时钟模式管理器以及接MCLK管脚的时钟管理器；所述的时钟自动检测分频器的结构为：

在所述的音频模数转换器的硅管芯片上，接MCLK管脚的时钟管理器的输出外接到一个频率/电压转换器；

所述的频率/电压转换器与一个外接的电压比较器连接；

所述的电压比较器是与所述的硅管芯片上的参考电压、电流产生器相连，所述的电压比较器将频率/电压转换器的输出电压和参考电压、电流产生器的参考电压比较后判断出频率的高低；

所述的电压比较器将判断的结果送到所述的硅管芯片上的芯片状态机CSM；

所述的芯片状态机CSM记录所述的电压比较器的判断结果，并结合模式控制管脚的状态确定所述的时钟分频器的自动分频系数；

时钟分频器根据自动分频系数输出左右时钟和位时钟到芯片内部和芯片的输出管脚。

一种音频模数转换器中的时钟自动检测分频器的使用方法，其包括如下步骤：

步骤1，芯片状态机CSM设定时钟管理器的分频系数为2n，其中n是一个固定的常数，使MCLK经时钟管理器产生采样频率为MCLK/2n，频率/电压转换器将此频率转化为电压；

步骤2，由电压比较器对频率/电压转换器的输出电压和参考电压、电流产生器的参考电压比较后，判断MCLK是高于还是低于频率f1，f1＝17.02MHz/(1-d％)，其中d％是受PVT影响的值；

步骤3，芯片状态机CSM记录上述MCLK对于频率f1的判断结果FsDetMode[0]；

步骤4，芯片状态机CSM设定时钟管理器的分频系数为3n，与上述判断流程相同，就判断此时MCLK的频率。

步骤5，由电压比较器判断MCLK是高于还是低于频率f2，f2＝25.53MHz/(1-d％)，其中d％是受PVT影响的值；

步骤6，芯片状态机CSM记录上述MCLK对于频率f2的判断结果FsDetMode[1]；