专利名称：：具有主从时钟模式自动检测的音频模数转换器的制作方法
技术领域：
：本发明涉及音频模数转换(ADC)领域，尤其是指一种音频模数转换器中的主从时钟模式自动检测器。
背景技术：
：i:-A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i:-A数据转换技术的音频模数转换器的ADC的一个产品典型结构参见图l，音频模数转换器在一个硅管芯片上，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i:-A调节器4，数字信号处理模块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管脚接收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、Ml管脚设置各种工作模式。多位i:-A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6位)、高采样频率(典型值是输入频率的32倍128倍)的数字信号转化为高分辨率(典型值是16位24位)、低采样频率(典型值是8KHz200KHz)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(SingleSpeed),采样频率从OKHz到50KHz;双倍速DS(DoubleSpeed)，采样频率从50KHz到100KHz;四倍速QS(QuadSpeed),采样频率从lOOKHz到200KHz。因此，模数转换器需要能判别用户需要用哪种工作时钟模式。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、判别用户所用的时钟模式的音频模数转换器中的主从时钟模式自动检、、細叫本发明的技术方案是一种具有主从时钟模式自动检测的音频模数转换器，所述的音频模数转换器在一个硅管芯片上，主要由以下模块组成芯片状态机CSM，接SDOUT，SCLK，LRCK管脚的音频串行口和主时钟模式管理器，串行控制端口，多位E-A调节器DSM与动态元件匹配单元DEM，参考电压、电流产生器，以及接MCLK管脚的时钟管理器，所述的主从时钟自动检测器的结构为-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的参考电压、电流产生器相连接，所述的电压比较器将频率/电压转换器的输出电压与参考电压、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;其特征在于，所述的芯片状态机CSM根据两个时钟模式设置管脚M0、Ml的状态或者控制寄存器和对主时钟MCLK的自动检测结果来确定用户的工作时钟模式。所述的具有主从时钟模式自动检测的音频模数转换器根据两个时钟模式设置管脚M0、Ml的状态的不同组合可以设定不同的时钟模式，见表一:表一<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>所述的具有主从时钟模式自动检测的音频模数转换器，其特征在于，当所述的音频模数转换器工作在主时钟模式时，所述的音频模数转换器自动检测MCLK的频率范围，并将结果送入所述的芯片状态机CSM，所述的芯片状态机CSM就判断出用户所用的时钟模式(即主时钟模式与左右时钟的比值)以及自动分频系数，见表二表二<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>所述的具有主从时钟模式自动检测的音频模数转换器，其特征在于，当所述的音频模数转换器工作在从时钟模式时，所述的音频模数转换器自动检测MCLK的频率范围以及MCLK/LRCK比值，并将结果送入所述的芯片状态机CSM，所述的芯片状态机CSM就判断出用户所用的时钟模式，见表三:表三<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>与现有技术相比，本发明不必用专用管脚来设定采样频率的速度模式，也不必通过微控制器写入DAC来设定速度模式，采用了自动检测主时钟的方法来判别用户所用的时钟工作模式，从而降低了音频模数转换器产品的制造成本。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。图1为习知的音频模数转换器ADC产品的结构示意图；图2为本发明中主从时钟模式自动检测模块的结构示意图；具体实施方式如图2示，音频模数转换器中的时钟模式既可以是主时钟模式，即音频模数转换器自动产生并输出用户需要的左右时钟和位时钟，也可以是从时钟模式，即音频模数转换器从主控芯片接收左右时钟和位时钟。因此所述的音频模数转换器根据设置管脚M0、Ml的状态的不同组合可以测得用户的基本时钟模式，见表一。例如当用户的时钟模式是主时钟模式双倍速时，音频模数转换器需要自动检测MCLK的范围以确定MCLK/LRCK比值和自动分频系数。在音频应用环境下，音频模数转换器中的MCLK/LRCK比率是固定的，音频模数转换器中的MCLK/LRCK比率与速度模式的关系如表二。由表二可知，在得知速度模式后，只要自动检测判断出MCLK的范围就可以知道MCLK/LRCK的比率和自动分频系数，从而分频输出LRCK和SCLK。例如，如果速度模式是双倍速(DS)，为了确定MCLK/LRCK的比率究竟是128或256，就只需要测量判断MCLK频率的范围是6.4MHz12.8MHz还是22.016MHz25.6MHz。判断频率范围的原理如下所述的采样频率的检测是用电流源、电阻、电容和开关在模拟部分完成的，由于PVT(工艺、电压和温度)的变化，不可能测到单一频率。例如，如果我们设定频率检测器来测量频率fD，假设受PVT影响是+/-(1%，那么模拟频率检测器只能测量到低于fD(l-d。/。)或者是高于fO(l+d。/。)的频率，而处于K)(l-cT/。)和^)(1+(1%)之间的频率由于PVT的变化而测量不到。在本实施方式中，上述的PVT影响的值d。/。被设成典型值25%，当(1%=25%时，fl=17MHz，f2=25.6MHz，f3=34MHz，频率检测器需要作出三个判断MCLK是高于还是低于fl;MCLK是高于还是低于f2;MCLK是高于还是低于f3;当知道采样频率自动检测器的检测结果，MCLK的范围可以由表四决定表四<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>当用户的时钟模式是从时钟模式时，音频模数转换器将自动检测MCLK的频率范围以及MCLK/LRCK比值，并将结果送入芯片状态机CSM，芯片状态机CSM就判断出用户所用的时钟模式。在音频应用环境下，音频数模转换器中的MCLK/LRCK比率是固定的(参见图1中的音频串行口2和时钟管理器6的管脚)，MCLK/LRCK比率是由时钟管理器6自动测试得到的，音频数模转换器中的MCLK/LRCK比率与速度模式的关系如表五表五<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>从表五可知，MCLK/LRCK比率值得知后，就便于用来测量速度模式。例如，如果MCLK/LRCK的比率是128时，速度模式是双倍速(DS)或是四倍速(QS)，那么为了确定究竟是双倍速还是四倍速工作模式，我们只需要测量判别MCLK是大于还是小于128X100KHz=12.8MHz。判别的原理如下上述单倍速采样频率0KHz50KHz双倍速采样频率，50KHz100KHz四倍速采样频率100KHz200KHz此时，当MCLK/LRCK比率是128时，从表三所示，可知要么是双倍速采样频率，要么是四倍速采样频率，而根据上述的倍速与采样频率的范围得知，如果这时测量MCLK大于12.8MHz，说明采样频率超过lOOKHz，则为四倍速工作模式；如果是小于12.8MHz，说明采样频率在lOOKHz以下，则为双倍速工作模式。在本实施例中，上述的PVT影响的值d。/。被设成典型值25%。当4%=25%时，fl=17MHz，G=25.6MHz和f3=34MHz，频率检测器需要作出三个判断MCLK是高于还是低于fl;MCLK是高于还是低于f2;MCLK是高于还是低于fi;当知道采样频率自动检测器的检测结果，再根据已知的MCLK/LRCK的比率，采样频率的速度模式可以由表三决定。本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。权利要求1.一种具有主从时钟模式自动检测的音频模数转换器，所述的音频模数转换器在一个硅管芯片上，主要由以下模块组成芯片状态机CSM，接SDOUT，SCLK，LRCK管脚的音频串行口和主时钟模式管理器，串行控制端口，多位∑-△调节器DSM与动态元件匹配单元DEM，参考电压、电流产生器，以及接MCLK管脚的时钟管理器，所述的主从时钟自动检测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的参考电压、电流产生器相连接，所述的电压比较器将频率/电压转换器的输出电压与参考电压、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；其特征在于，所述的芯片状态机CSM记录所述的电压比较器的判断结果，根据两个时钟模式设置管脚M0、M1的状态或者控制寄存器和对主时钟MCLK的自动检测结果来确定用户的工作时钟模式。2.—种如权利要求1所述的具有主从时钟模式自动检测的音频模数转换器，其特征在于，所述的芯片状态机根据两个时钟模式设置管脚M0、Ml的状态的不同组合可以设定不同的时钟模式，见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>3.—种如权利要求1所述的具有主从时钟模式自动检测的音频模数转换器，其特征在于，所述的音频模数转换器工作在主时钟模式时，所述的音频模数转换器自动检测MCLK的频率范围，并将结果送入所述的芯片状态机CSM，所述的芯片状态机CSM就判断出用户所用的时钟模式(即主时钟模式与左右时钟的比值)以及自动分频系数，见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>4.一种如权利要求1所述的具有主从时钟模式自动检测的音频模数转换器，其特征在于，当所述的音频模数转换器工作在从时钟模式时，所述的音频模数转换器自动检测MCLK的频率范围以及MCLK/LRCK比值，并将结果送入所述的芯片状态机CSM，所述的芯片状态机CSM就判断出用户所用的时钟模式，见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>全文摘要一种具有主从时钟模式自动检测的音频模数转换器，在音频模数转换器的硅管芯片上，两个时钟模式设置管脚M0、M1接串行控制端口上，主时钟MCLK接到时钟管理器，SDOUT、SCLK、LRCK管脚接到音频串行口和主时钟模式管理器，音频模数转换器根据两个时钟模式设置管脚的状态和对主时钟MCLK的自动检测结果判别用户的工作时钟模式，并根据主从时钟模式的选择接受或输出左右时钟和位时钟。本发明不必用专用管脚来设定用户的工作时钟模式，也不必通过微控制器写入ADC来设定，而是采用自动检测两个时钟模式设置管脚和主时钟频率的方法判别用户所用的时钟模式，有效地降低了音频模数转换器产品的管脚数和制造成本。文档编号H03M3/02GK101262227SQ20081009440公开日2008年9月10日申请日期2008年4月30日优先权日2008年4月30日发明者青凌,清於,李跃辉,杨晓华,坤林,燕王申请人:苏州顺芯半导体有限公司