手提式音頻系統的製作方法

2023-04-27 17:11:11

專利名稱：手提式音頻系統的製作方法
技術領域：
本發明大致涉及一種便攜m^數字，系統，更具體地涉及一種包括手M音頻系統的集成電路。
背景技術：
^;萬周知，^^字音頻系統正變得非常流行。這種系統包^ifi錄並且 隨後S^文MP3文件、WMA文件等等的數字音頻播放撒蘇機。這種數字音 頻播放驟錄音販可以被用作數字錄音電話機和文fM專輸設備。數字音頻播放 器/錄音機的進一步擴展包括提供調頻(FM)無線電接收機，以便該設皿供 FM職電接收。雖然數字音頻播放器/錄音機正在增加它們的特徵集，但是特徵集的增加 以不是最佳的方^ii行。例如，在數字魏播放激錄音機中包含FM接收機的 情況下，該FM接收機是與數字^播放默^機晶片集或IC分離的集成電 路。同樣地，即使兩個IC包括一些棘的功能，該FM接收機集成電路(IC) 也完創蟲立於數字織播放默錄音機IC而工作。四篇論文給出了解決上述問題中的至少一個問題的FM接收機。這四篇論 文包括Eric Van Der Zwan等人於2000年12月在正EEJoumal of Solid State Circuits第35巻第12期上發表的"A 10.7-MHz IF-to-Baseband S-厶 A/DConversion System for AM/FM Radio";由Gregory J.Manlove等人於1992 年3月在正EE Journal of Solid State Circuits第27巻第3期上發表的"A My Integrated High-Performance FM Stereo Decoder";由Jaejin Park等人於1999年1 月在正EE Journal of Solid State Circuits第34巻第1期上發表的"A 5-MHzIFDigital FMDemodulator";以及由K.Muhammad等人在2004年正EE國 際固態電路^i義的ISSCC2004/Session 15/WirelessConsumerlCs/15.1上發表盼A Discrete-Time Bluetooth Receiver in a 0.13 n m Digitial CMOSProcess"o雖然現有i^:已經提供了 FM解碼器，但是仍然需要一種被優化以與數字
音頻播放器/錄音機一同起作用以產生最佳手提式音頻系統的無線電解碼方法和 裝置。發明內容本發明的手提式系統基本上滿足滿足這些需求及其它需求。在一個實施例 中，手提式音頻系統包括無線電信號解碼器集成電路(IC)以及數字織鵬集成電路。該無線電信號解碼，成電路按照使能信號根據接收到的，電信 號產生數字左聲道信號和數字右聲道信號並且還產生系統時鐘。該數字音頻處理集成電路包括DC-DC轉換器以及^bS模塊。該DC-DC轉換器可操作耦合 用於根據該系統時鐘產生至少一個電源電壓。該處理模塊可操作耦合用於當所述至少一個電源電JBi到了所希望的電平時產生該使能信號並且用於根據數字左和右聲道信號以^SM存儲的數字音頻文件中的至少一 個產頓轉鵬放的 音頻信號c在另一個實施例中，^fet;音頻系統包括職電信號解碼器ic和數字音 頻處理ic。該無線電信^TO皿成電路可操作耦合用於根據接收到的無線電 信號產生數字左聲道信號和數字右聲道信號。該數字音頻處理集成電路可操作 耦合用於根據數字左和右聲道信號和所存儲的數字音頻文件中的至少一個產生 用於音頻重放的音頻信號，其中該無線電信號解碼器集成電B括可操作耦合 到該數字音頻處理集成電路的數字無線電接口，其中該數字無線電接口提供該 無線電信號解碼^^成電路和該數字，M，電路之間的荊亍/串行接口 。在另一個實施例中，無線電信號解碼驗成電鵬括無線電信號解碼器、 鎖相環、晶體振蕩電路、加電引腳、至少一個電源引腳、時鐘輸出引腳以及串 行輸出引腳。該無線電信號解碼器可操作耦合用於在被使能0 據本 蕩將 接收到的無線電信號轉換鵬聲道信號和右聲道信號。該鎖相環可操作耦合用 於根據參考振蕩產生該本 蕩。該晶 蕩電路可操作耦合用於產生參考振 蕩。該加電弓腳可操作耦合用於接收加電輸入，該加電輸入使能該無線電信號 解碼器的至少一部分。該至少一個電源弓腳可操作耦合用於接收至少一個被提 供給該無線電信號解碼器的電源電壓。該時鐘輸出弓,可操作耦合用於輸出該 參考振蕩或其衍生物作為系統時鐘。該串行輸出弓胸可操作齢用於以串行方 式輸出該左聲道信號和該右聲道信號。


圖l是根據本發明的手提式音頻系統的示意性框圖；圖2是根據本發明的手提式音頻系統的另一個實施例的示意性框圖；圖3是根據本發明的手提式音頻系統的又一個實施例的示意性框圖；圖4是由根據本發明的數字無線電接口執行的方法的邏輯圖；圖5 是示出根據本發明的無線電電信號解碼器和數字音頻處理集成電路的互連性的時序圖；圖6是根據本發明的無線電信號解碼器集成電路的示意性框圖；圖7是根據本發明的無線電信號解碼器集成電路的另一個實施例的示意性框圖；圖8是根據本發明的無線電信號解碼器的示意性框圖；圖9是根據本發明的數字職電複合信號的頻譜亂圖10歸出根據本發明的誤差檢測模塊的功能的邏輯圖；圖11是根據本發明的體檢l贖塊的示意性框圖；圖12是根據本發明的反饋模塊的琉性框圖；圖13是根據本發明的解碼器的示意性框圖；圖14是根據本發明的解碼器的另一個實施例的示意性框亂圖15是根據本發明的數字解碼器的示意性框圖；圖16是根據本發明的iMM校正的一個例子的圖；圖17是根據本發明的採樣速雜換模塊的示意性框亂圖18是根據本發明的採樣速率轉換器的另一個實施例的示意性框亂以及圖19A-19D示出根據本發明的採樣速率轉換、解調以及誤差檢測的一個例子。
具體實施方式
圖i是^ :音頻系統io的示意性框圖，該，式，系統io包括，電信號解碼皿成電路12和數字音^hS集成電路14。 m字音頻M集成 電路14包括雌模塊13、存儲器15以及DC~DC轉換器17。該處理模塊13 可以是單個處理設備或者是多個處理設備。這種處理設備可以是微處理器、微 控制器、數灘號鵬器、鵬計飾、中央處理單元、現場可編程門陣列、 可編程邏輯設備、狀態機、邏輯電路、模擬電路、數字電路，稱或根據操作指
令操作信號(模擬柳 字)的^^r設備。該存儲器is可以是單個存儲設備 或者多個存儲設備。這種剤諸設備可以是只讀存儲器、隨機存取存儲器、易失 性存儲器、非易失性存儲器、靜態存儲器、動態存儲器、快閃記憶體、高速緩衝存儲 器、和/或存儲數雜息的樹可設備。值得注意的是，當艦模塊13 m:狀態機、模擬電路、數字電路稱鵬輯電B^i摘^hS模塊的一個或多個功能時， 存儲相應操很旨令的存儲器可以被^A在包括狀態機、模擬電路、數字電路和/ 或邏輯電路的電路內或位於該電路的外部。此外值得注意的是，存儲器15存 儲並且處理模塊13執行對應於圖1—19中所示出的步驟稱或功能中的至少一 些步驟和/或功能的操m旨令。在一個實施例中，當電池(例如V—電池19)或其它外部電源最初 加 到無線電信， 碼器12和數字音嫩理IC 14上時，該DODC轉換器17根 據內部振蕩產生電源電壓24，其中該職電信辦碼器12將參考圖3—19更 詳細地被描述。當電源電壓24達到期望值(例如^ 節值)時，處理模塊13 提供使能信號20 (該使能信號被標記為可選的20)就線電信號解碼器IC12。 響應於該使能信號20，該無線電信號解碼器IC12產生系統時鐘22;在無線電 信號解碼器12的乘U餘功能無效的情況下，等待第二使能信號，棘一旦系統 時鐘22起作用，無線電信號解碼器12的剩餘功能就被撒活。該無線電信號解 碼器12提供系統時鐘22歸^bS集成電路14。在接收到系統時鐘22時， DC-DC轉換器可以從內部振蕩切換到系統時鐘22，以根據電池電壓19或外部 電源產生電源電壓24。應注意，當職電信號解碼器12經由電池(V—電池19) 被供電時，它除了產生系統時鐘22以外還可以產生實時時鐘(RTC)。在另一個實施例中，當電、M初鵬加至徴字魏處理IC 14上並且DC-DC 轉換器被使能時， 該DODC轉換器產生電源電壓24。該DC-DC轉換器17 提供電源電壓24給數字音頻，IC 14中的電路模塊以及，電信號解碼器IC 12。電源使能模i央95監控電源電壓24，並且當該電源^E&到期望值(例如 在或接近穩定狀雄)時，該電源使能徵央95產生使能信號20。該職電信 號解碼器ic 12通常如在之前的段落中所述的那樣響應於該使能信號20。在系統時鐘22起作用的情況下，該，電信，碼器IC 12將接收到的 無線電信號16轉換成可以是模擬，^t號的左和右聲道信號18。在一個實 施例中，該左和右聲道信號18包括左+右信號和左一右信號。該無線電信號
解碼IC 12 ,左和右聲道信號18給數字音^fcS IC 14。
該數字音頻M誠電路14接te和右聲道信號18，並且據,生魏 信號26，其中該數字^^b理集成電路14可以是例如由Sigmatel公司製造和 經銷的S，35XX禾P/或STMP36XX數字音頻鵬系統集成電路之類的數字 音頻播放器/競機誠電路。該數字音/MbS IC 14可以掛共音鵬號26給 耳豐M者其它，的揚聲器輸出。作為根據左和右聲道信號18產生爭Mt號26 的替代方案，數字，^S集成電路14 M所存儲的MP3文件、所存儲的WMA 文件、禾口/或其它所存儲的數字音 件，以產生該音頻信號26。
圖2是另一個^fe^音頻系統40的示意性框圖，該報式音頻系統40包 括無線電信號解碼驗成電路12和數字音頻鵬誠電路14。在這個實施例 中，該無線電信號解碼皿成電路12包括天線結構34和可操作耦合到晶體25 (例如24MHz晶體)上的晶M蕩器電路30。該晶 蕩電路30可操作耦 合用於由晶體25產生參考振蕩32。可包括一個或多，相環的，電信號解 碼驗成電路12將參考振蕩32轉換成系統時鐘22所源於的振蕩。例如，系 統時鐘22可以是鎖相環的輸出振蕩、為鎖相環的輸出振蕩的倍數或分數的振 蕩。
該天線結構34包括如所示那樣耦合的天線、多個電容器以及電感器。接 收無線電信號16由幾結構34衝共^5^電信，碼職成電路12。如在圖 1的實施例中，該，電信號解碼，成電路12糹維收無線電信號16轉換成 左和右聲道信號18。
該數字音頻M集成電路14 Mil DC-DC轉換器17產生輸，出(I/O) 相關電源電壓24-1以及集成電路(IC)相關電壓24-2，這些電壓被提供給無 線電信號解碼器IC 12。在一個實施例中，該I/O相關電壓24-1取決於無線電 信號解碼器IC和/繊字織鵬IC 14的輸滿出接口所需的電源電壓(例 如3.3伏特)，並且該IC相關％]124-2取決於用於偉1，成電路12和14的IC 工藝技術。在一個實施例中，iM^電路工藝^t為0.08至0.35 CMOS 技術，其中IC相關電壓24-2為1.8伏特或更小。
集成電路12和14之間的接口財抱括雙向接口 36。這種接口可以是集 成電路12和14的串行接口，用於交換包括使能信號20的控制 禾0/或其它 鄉的數據。在一個實施例中，該雙向接口36可以是按照FC串行傳繊、議的
一個或多個串行通信路徑。如本領域的普通^t人員將,的，其它的串行傳i^、議可以被用於i^l向接口 36，並且皿向接口 36可以包括一個或多個串 行傳輸路徑。圖3是^^音頻系統50的又一4^實施例的示意性框圖，該￥$1^音頻 系統50包括琉電信號解碼麟成電路12和數字音^S鋭電路14。在這 個實施例中，無線電信^ 碼驗成電路12和數字音頻鵬IC 14中的每一個 都包括數字趟電接口 52。微字激電接口 52可操作耦合用於將來自無線 電信號解碼IC 12的左和右聲道信號18 ^f共給數字^im理集成電路14。在 該琉電信號解碼器IC 12中，該數字無線電接口 52將並行的左和右聲道信號 18轉換成串行信號，並且在數字音頻鵬集成電路14中，該數字無線電接口 52將串行的左和右聲道信號18轉換回荊於信號。應注意，該數字無線電接口 52的串行/荊亍和荊亍/串行功能可以根據趟電信德碼體成電路12的採樣 速率、IC 12和14的所期望的數,率或其它參 ^程。通常，該數字無線電接口52是用於將數字音皿理集成,14,到無 線電信號解碼器IC 12上的自定義接口。這種數字職電接口 52可以產生4MHz 或6MHz的數據時鐘或者其它的速率，從而支持IC 12和14之間的串行 的傳送。此外，微字無線電接口 52將該串行數據格式化為包括一個至五個 具有基於無線電信號解碼器IC 12的採樣速,換的採樣速率的 字的包或 幀，這將參考圖8—19更詳細地被描述。名義上，包或幀將包括四個具有齡 字44.1KHz的採樣速率的18位字，18位中的2位用於控偉i臘息並^BJij餘的16 位用於數據。該數字無線電接口 52可以傳送更多的左和右聲道信號18，這離號可以 駐+右聲道信號和左一右聲道信號的形式。例如，該數字職電接口 52可 以傳送接收信號^t指示、 時鐘速率、控帝'臘息、功能使倉,用信號、功 能調節和/或控制信號、以及IC 12和14之間的職電娜業維號。圖4是數字職電接口 52的功能的鵬圖。在這個實施例中，纖字無 線電接口 52確定要傳g數字音頻M,電路的信號的第一和第二實際採 樣速率(步驟60)。在步驟62中，iM^字無線電接口禾,織一和第二實際釆 樣速率來隨著時間的過去而達到對應於所期望的輸出採樣速率的給定採樣速率。
圖5示出Sii集成電路12和14的數字，電接口之間的串行Si的, 傳輸的時序圖。如所示的那樣，採樣速 ^#號(SRC—RDY) 70被周 期性地齔活。時l帽號72對應於來源於系統時鐘22的 時鐘。時鐘72的 速率的範圍可以從幾兆赫茲到幾十兆赫茲甚至更高。該數字無線電接口根據SRC_RDY信號70和時鐘72產生DRI—dock 74。 該DRI—dock 74包括具有對應於時鐘72的頻率的定時部分以及多，止周期 (Q)。採樣速率準^t號脈衝之間的最後一個靜止周期被指定為最後的靜止周 期(QF)。該靜止周期對應於 準備或者採樣速,^#&€號70的速率以 及時鐘信號72的速率。串行數據76根據DRI_clock 74在皿電路12和14之間被f^。在靜止 周期(Q)期間，沒有 被傳輸。同樣地，只有當DRI_dock 74是有效的時 串行翻76才被傳輸。該串行翻76包括一個或多個字(例如，l一5個字)， 其中針字都包括18位，其中的2娜於控諱賠息80，剩餘的16位用于娜 78。該串行麵的格式可以按照一個或多個串行翻傳論議(例如FC)。圖6是無線電信，碼驗成電路12的一個實施例的示意性框亂該無 線電信號解碼器集成電路12包括數字職電接口 52、晶條蕩電路(XTL OSC CKT) 94、鎖相環(PLL) 92、功率使能模±央95、以及無線電信^^碼器90。 該晶體振蕩電路94經由集成電路引JW操作耦合到外部晶體96上，從而產生 參考振蕩108。該參考振蕩108的速率基於外部晶體96的特性，並且同樣地， 範圍可以從幾兆赫茲到幾十萬赫茲。在一個實施例中，參考振蕩108產生系統 輸出時鐘110，該系統輸出時鐘fflii時鐘輸出(CLK—out)弓,102被輸出。 如本領域的普通駄人員將理解的，系統時鐘110可以與參考振蕩108相同， 可以 31率調節模±央93而具有為參考振蕩108的《微的速率，可以MM3！ 率調節模塊93而具有為參考振蕩108的分數的速率，可以具有相對於參考振 蕩的相移，或其組合。鎖相環92還根據該參考振蕩108產生本 蕩106。該本 蕩的速率 對應於中頻(IF)和接收到的，電信號16的載波頻率之間的差。例如，如 果所期望的IF為2MHz並且接收到的無線電信號16的載波頻率為101.5MHz, 則本地振蕩為99.5MHz (即101.5MHz-2MHz)。如本領域的普通技術人員將理 解的，中頻(DO的範圍可以從DC至幾十MHz，並且接收到的繊電信號16
的載波頻率取決於，電信號的#^類型(例如AM， FM，衛星，電纜等等)。 如本領域的普通駄人員將進"^理解的，無線電信^ITO器90可以鵬RF 信號和/或IF信號的高側載波g低側載波。該，電信號解碼器90根據本地振蕩106將可以是AM，電信號、FM 無線電信號、衛星，電信號和電纜，電信號的接收到的，電信號16轉 換M和右聲it信號18。將參考圖8-19更詳細描述的i^線電信號解碼器90 提供左和右聲道信號給該數字無線電接口 52，以便通過串行輸出引腳104輸 出。該串行輸出引腳104可以包括一個或多個串行輸A/lf出連接端子。如進一 步所示的，該無線電信^1 碼器90可以 1:加電弓腳98接收使能信號20，並 且從電源引腳100接收電源電壓。替代地，當電源24達到期望值時，功率使 育勁對央95產生該使能信號20。在這個實例中，IC引腳98可以被用於另外的 功能。圖7是無線電信，碼l^電路12的另一個實施例的示意性框圖。在 這個實施例中，集成電路12包括數字^電接口 52、晶ffi蕩電路94、鎖相 環92、可艦率調節模塊93、以及職電信號解碼器90。如進^所示的， 該集成電路12包括多頓成電路引腳串行輸出引腳104、時鐘輸出引腳102、 IC相關電源引腳100-1、 I/O相關電源電壓引腳100-2、雙向引腳122以及串行 娜時鐘弓腳120。該串行娜時鐘弓胸120支持在集成電路12和集成電路14 之間所傳輸的串行 時鐘，並且該雙向引腳122支自成電路12和集成電 路14之間的雙向 的傳輸。圖8是無線電信，碼器90的示意性框圖，該無線電信"ti 碼器90包括 低噪聲放大器(LNA) 130、混合模±央132、模數轉換模塊134、數字基帶轉換 模塊136、採樣31,換模塊138、解調模塊140、聲道隔離模塊142以及皿 檢測模塊144。在操作中，該低噪聲放大器130接收激電信號16並且將該無線電信號 放大以產 大的，電信號146。該低噪聲放大器130放大該接收信號16的 增益取決於接收到的無線電信號16的幅度以及該，電信，碼器90的自動 增益控制(AGO功能。該混合模塊132混合放大的職電信號146與本鵬 蕩106，從而產生低中頻信號148。如果 蕩106的頻率與i^^電信 號146的頻率相匹配，那麼該低中頻信號148將具有近似零的載波頻率。如果
該本地振蕩106略多於或少於該無線電信號146，那麼該低中Mt號148將具 有基於該無線電信號146的頻率和該本M蕩106的頻率之間的差的載波頻 率。在這種情況下，低IF信號148的載波頻率的範圍可以從0赫茲到幾十兆赫茲o該模數轉換模塊134將低IF信號148轉換成數判氐IF信號150。在一個 實施例中，該低IF信號148是包括同相分量和正交膽的覆信號。因此，該 模數轉換模±央134將該低IF信號148的同相和正交分量轉,目應的同相和 正交數位訊號150。該數字基帶轉換模塊136可操作^"用於將該數字低IF信號150轉換成 數字基帶信號152。應注意，如果該數割氏IF信號150具有為零的載波頻率， 那麼該數字基帶轉換模塊136主要起數字濾波器的作用以產生數字基帶信號 152。但是，如果該中頻大於零，那麼該數字基帶轉換模塊136起作用以將該數字低IF信號150轉換成具有為零的載波頻率，並^aia行數字濾波。將參考圖17-19更加詳細地描述的採樣速,換模塊138接收該數字基帶 信號152以及反饋誤差信號154，以產生數字無線電編，號156。該解調模 塊140對該數字無線電編碼信號156進行解調以產生數字無線電複合信號158。 將參考圖10-12更加詳細地描述的體檢測模i央144解釋該職電信號複合信 號158，以產生該反饋誤差信號154。該聲道隔離+莫決142可操作耦合用於根 據該數字無線電複合信號158產4￡和右聲道信號18。圖9是該數字無線電複合信號158的頻率圖。該信號包括在19KHz處的 導頻音和在38KHz處的另一音。該信號158還包括低，加右(L+R)信號分 量、左減右(L-R)信號分量、以及無線電數據信號(RDS)信號分量。該誤 差檢測模i央144利用19KHz導頻音的已知特性以及^A在該數字複合職電 信號158中的實際導頻音的相應特性來確定，反饋信號154。在這種實施例 中，在通過解調模塊140進進行解調之前，棘樣速率轉換模塊138從微字基 帶信號152中去除由於，變化、皿變化等等而產生的誤差。同樣地，現有技術實施例的解調誤差可以在解調之前M:艦該信號M免。圖10録出該聽檢測模塊的功能的邏輯圖。該誤差檢測模塊的鵬以 步驟160開始，在步驟160中該聽檢測模塊根據信號的已知特性來確定解碼 後的無線電複合信號的周期。例如，已知特性可以是導頻音(例如19KHz或38KHz)、訓練序列(例如己知音的前同步信號)、自相關函數、稱或互相關函數。該M然後進行到步驟162，在步驟162中該^檢測模決比較解碼後的 無線電複合信號的觀懂周期與親線電複合信號的理想周期。例如，該誤差檢 測模塊比較19KHz導頻音的測 率與19KHz導頻音的已知理想周期。該艦然後進行到步驟164，在步驟164中該聽檢測模塊根據該測觀 期和該理想周期之間的差產生^M反饋信號。例如，如果該導頻音的實際周期 不在19.1KHz的理想導頻音的可接受的容限(例如，+/—1%或更小)內，該 誤差檢測模塊則產生誤差反饋信號以指満導頻音的該觀懂周期和該導頻音的 該理想周期之間的相位柳或頻率差。圖11是該聽檢測模塊144的一個實施例的示意性框圖。在這個實施例 中，該誤差檢測模土央144包括混合模塊170、低通熗波器172、比較器174和 反饋模±央176。該混合模塊170混合數字參考振蕩178 (例如，用於，理想 導頻音的19.1KHz音)與數字無線電複合信號158。可以包括數字混頻器的混 合模塊170產生混合信號180 (例如，sin("^sin("2t^l/2cos("廣"2)t— 1/2cos(、+")，其中"t標理想導驗的2 it *f， "2標所觀懂的導頻音的 2兀*f)。該低通濾波器172對該混合信號180進fr蹌波以產4^似DC反饋誤 差信號182 (例如，濾去誦l/2cos(",+ "2)t項並Mil 1/2cos("廣"2)t項)，其 中該低通濾波器172可以是具有2 下採樣因子的多隨^^錐形濾波器。比較器174比較TO:似DC反饋1^信號182和DC參考信號184，從而 產生偏差186 (例如，確定co,和"2之間的差以產生該偏差)。如果該複合信號 156的頻率與該數字參考振蕩178的頻率匹配，那麼近似DC反麟難號182 的頻剩各為零，因此該偏差186將為零。但是，如果該複合信號158的頻率與 該數字參考振蕩178的頻率基本上不匹配，那麼近似DC頻率聽信號182將 具有非DC頻率。該偏差186反鵬fi似DC ，反饋信號與DC的偏差。將參 考圖12更詳細描述的反饋模塊176將該偏差186轉,i^反饋信號154。圖12示出反饋+娥176的示意性框圖，i^^饋模塊176包括狀態可變濾 波器190、求和模±央192和S國A調製器194。該狀態可變濾波器190對偏差186 進，f濾波以產生、2^波後的偏差196。該狀態可變^l^波器190與鎖相環內的環路 、搶波 似，該鎖相環包括電P且項和電容項以便求偏差186的積分。大體上，
該狀態可變熗波器190將纖差186存儲為熗波後的偏差196。但是，應注意， 該狀態可變熗波器190不設定該體檢測模塊的帶寬；它的主要功能駒作低 通、滄波器以及存儲器以，該搶波後的偏差96。該求和模±央192對該濾鵬的偏差196與定時難號198求和，以產生和 信號200。該定時皿號198是己知的定時^t號，因此該^^jg的偏^t號 196僅僅表示由於包括雖容差以及溫度漂移在內的這種情7il^弓胞的系統的 未知的定時差。該2-A調製器194量化該和信號200以產生該反饋i^t號 154。圖13是解碼器210的示意性框圖，i^^器可以棚於職電信，碼 器集成電路12中，或者可以是用於對從^^蟲設備所傳輸的數字編碼信號進行 解碼的獨立解碼器。在這個實施例中，該解碼器210包括採樣速率轉換模塊 138、解碼模塊212以及誤差檢測模塊114。 i^^樣速TO換模塊138可操作耦合用於根據i^反饋信號154將編碼信號214的速率Mm"^I，換^m:^率，以產生鄉SI率調節的編,號216。例如，該編,號214可以具有400KHz 的採樣速率，並且該會SI率調節的編m號216可以具有152KHz或228KHz的採樣速率。該解碼模塊212可操作^用於對該經速率調節的編，號216進《， 碼，以產創軒騙號218。解碼模塊212的功肯樹應於用於產生該編離號214 的編碼功能。因此，如果該編離號艦調製功能(例如，AM、 FM、 BPSK、 QPSK等等)產生，那麼解碼調製將就應的解調功能。替代地，如果該編碼 信號214 ^Ki編碼功能、例如加擾、交織等等產生的，那麼^碼模±央將具 有對應的相反功能。該誤差檢測模塊144根據解離號218的已知特性和解離號218的實際 測量特性之間的差確定^M反饋信號154。在一個實施例中，解碼信號218的 已知特l^t應於繊離號218的信號分量的周肌將該周期與該信號分量的 理想周期進行比較，以產生聽信號154。雜號分量可以包括導頻音禾n/或訓 練序列。圖14是解碼器220的另一個實施例的示意性框圖，繊碼器220可以被 用於無線電信號解碼皿成電路12中g被用作^^的解碼器。 碼器220 包括採樣模塊222、採樣速離,央138、解碼模塊212以及體檢測模塊144。 iM樣速，換模塊138、解頓莫塊212和誤差檢測模塊144如之前參考 圖13所描述的那樣起作用。il^樣模塊222接收輸入信號224並且以給定的釆樣速率對i^T入信號進 行採樣，從而產生編離號214。織入信號224可以是數灘號離擬信號。 如果MH入信號224是模擬信號，那麼該採樣模塊222包括,轉換功能以便 以給定的採樣速率產生編碼信號214。通常，^!^器用於接收輸入信號，該 輸入信號是相對於第一時,(例如鄉機的時鐘域)產生的。採機塊222 以第二時鐘,i^f入信號進行採樣，並且DRC將樣本從該第二時鐘域的速 率轉換成第一時鐘域的速率。然後^l 碼模塊212以，一時,的速率^SI圖15是可以用於該，電信號解碼^^成電路12中^^te的解碼器中的 數字解碼器230的另一個實施例的示意性框圖。該數字解碼器230包括第一採 樣速,換模塊138-1、第二釆樣速率轉換模塊138-2、解調模塊232、以及誤 差檢觀贖塊234。織一採樣速報換模塊138-1可操作耦合用於調節同相(I) 信號236的採樣速率，從而根據，反饋信號244產生經速率調節的同相信號 240禾口/或其衍生物。，二採樣速 換模塊138-2可操作耦合用於調節正交 (Q)信號238的採樣速率，從而根據該，反饋信號244產生經採樣調節的 正交信號242和/或其衍生物。如本領域的普通技術人員將鄉的，該同相和正 交信號236和238可以對應於圖8的數字基帶信號152的信號^i。可以是圖8的解調模塊140的解調模塊232對該會魏率調節的同相信號分 量240以及鄉St率調節的正交信號分量242謝TI 調，從而產生複合數，號。 可以對應於圖8的體檢測模塊144的聽檢艦莫塊234根據該複合數灘號 的實際和已知特性確定體反饋信號244。該聽反饋信號244的確定可以根 據之前對i^檢測模塊144的功能的論^iS行。圖16是由聽反饋模塊144、採樣速雜換模±央138和解調模塊140執 行的體校正功能的一轉iJ子。在這*仔中，理想導頻音240被示出為實線， 而實際導皿測量241用虛線g。 i^檢測模i央144確定實際導頻音信號241 相對於理想導頻音信號240的正的或負的定時i^ 242或244。該反饋，信 號154對應於正的或負的定時i^ 242或244，以便該採樣速,換模塊138 根據該正的或負的定時誤差來調節採樣at率轉換，從而 碼之前基本上闡明 定時誤差242禾喊244。圖17 ^^樣速 換模塊138的示意性框圖，i^^樣速,換模塊138 包括釆樣模塊250、 JM濾波器252、線'賊樣速報換模塊254以及S-A調 制器255 。 il^樣模土央250對具有第一採樣速率的數字輸入信號256進行採樣, 從而產生數字採樣信號258。至少，^^機±央250根據體^it率對該數 字輸入信號進行過採樣。在一個實施例中，該數字輸入信號可以包括 職 電信號的同相信號縫和該基帶無線電信號的正交信號分量。因此，數字上採 樣信號258將包括戰樣I分量和上採樣Q分量。該低通濾波器252對該數字採樣信號258進微波，以產生數字微信號 260。應注意，在一個實施例中，M^^穀央250和l腿搶波器252可以艦 級聯集成錐形濾波器264來實現。該線'賊樣速率轉換模塊254根據控制反饋信號264將該數字微信號 260轉換成糹5^樣速率調節的數灘號262。在一個實施例中，該S-A調帝幡 255可以根據該經採樣速率調節的數^t號262的速率與m字輸入信號256 的速率之間的比率來產生該控制反饋信號264。如本領域的普通fe^人員將理 解的，該^^樣速率調節的數灘號262的速率可以大於或小於該數字輸入信 號256的速率。利用這種釆樣速,換器，與^頓特定樣本值相反，由於f頓 樣本值的時間平均而需要很少的位。在另一個實施例中，當對於鄉5^樣速率調節的數位訊號的樣本而言該控制 反饋信號具有在第一值域、例如正或負採樣速率的給定百分比內的值時，該線 '賊樣速報換模塊254用於將數字微信號的樣本作為魏樣速率調節的數 字信號的樣本傳送。當對於經採樣速率調節的數位訊號的樣本而言該控制反饋 信號具有錢一值歡外的值時，該線ti^樣速報換模i央254還用於基於數字濾波信號的當前樣本和數字濾波信號的前一樣本來確定作為經釆樣速率調節 的數位訊號的樣本的樣本值。，一值,應於數字濾波信號在時間上與該經 採樣速率調節的數位訊號的期望樣本點之間的差量。例如，織一值域可以對 應於正或負10%^^小的差。該線1^樣速率轉,塊254可以ffi3i將之前的樣本值與該控制反饋信號 的值相乘以產生第一乘積來確定樣本值。該線'^樣it^t換模i央然後從該反 饋誤差信號的最大值中減去該控制反饋信號的值，從而產生互補誤差反饋信
號。該線條樣速報換模塊然後將當前樣本與該互補聽反饋信號相乘，以 產生第二乘積。該線性採樣速,換模塊然後對第一和第二乘積求和以便產生 總和，並朋該反麟鎌號的最大值除該總和以產生樣本值。通常，該線性採樣速率轉換模決252執，性功能以確定樣本值，其中該線性功能可以對應 於Y^mX+b。如本領域的普通獄人員將理解的，線性內插器可以禾,統I4^樣速TO 換模塊254和S-A調製勝255來實現。，14^^樣it,換模塊可操作耦合 用於根據控帝U反饋信號對數位訊號進行採樣。該S - △調製器可操作耦合用於 根據內插率來產生該控制反饋信號。在一個實施例中，該內插率是線性內插器 的輸入採樣速率和輸出釆樣速率之間的比率。圖18示出採樣速率轉換器170的另一個實施例的示意性框亂ig^樣速 率轉換器可以被用於圖8的採樣速率轉換器138。，樣速率轉換器270包括 釆稱莫塊272、確定模塊274以及輸出模塊276。 i^^樣模塊272可操作齢 用於根據採樣速率280對輸入信號278進行±^樣,從而產生數字釆樣信號286 的樣本284。應注意，在一個實施例中，Ml入信號278可以對應於圖8的數 字基帶信號152。在另一個實施例中，織入信號278可以是模擬信號赫數 ^t號。應注意，如果該lT入信號278是數位訊號，那麼該採樣模塊272進一 步包括數字低通濾波器以艦微雜號進fr濾波，從而產頓應的輸入信號 278。採樣速率280可以是任一 [值以產生微字採樣信號286。例如，總 樣速率280可以是 入信號278的速率的任一 2N上釆樣速率或者^f^^樣 速率c確定模塊274可操作耦合用於根據該數字採樣信號286的樣本284確定誤 差項288。針對數字採樣信號286的給定樣本，該確定模塊274確定,字採 樣信號的樣本是否具有^m—值域內的^項。 定模塊274根據 字採 樣信號286的已知特性與該特定樣本284的比較來確定該^項。如果該特定 樣本284與該數字採樣信號286的已知特性不一致，另P麼產生該聽項288。該輸出模塊276可操作耦合用於當該i^M項288 ^m—值域內時將該樣本 284作為經採樣速,換的數位訊號292的輸出樣本290傳送。 出模塊276 還可操作耦合用於基於該誤差項288根據 字^^樣信號286的樣本284確定 採樣速率轉換數雜號292的輸出樣本290的值。在一個實施例中，繊出模
塊276 ^!將之前的樣本與誤差項相乘以產生第一乘積凍根據樣本284、聽 項288確定樣本290。詼渝出模塊然後從該^項的最大值中減去該^M項以 產^S補誤差項。然後，該渝出模±夫276將該樣本與該互補，項相乘以產生第二乘積。然後，繊出模塊276對織一和第二乘積斜n以產生總和，然後用該誤差項的最大皿除該總和以產生樣本值。圖19A-19D示出圖8、 17和18的採樣速離換器的功能。如圖19A中所 示，採樣速斜封奐器輸入信號256具有為8的第"^樣速率。#^樣，正弦信 號針周期tl^具有8^h^樣點。如圖19A中同樣示出的，繊入信號256以 特定速率(例如16)被上釆樣，以產生數字J^樣信號的多個樣本300。如本 領域的普通技術人員將理解的，為8的採樣速斜fl 16的M^樣僅僅是倉嫩被 使用的大量值的例子。圖19B示出亂想的會5^樣速報換的輸出信號304，其中示出了新釆樣速 率採樣點302。在i^個例子中，該理想的經釆樣速^t換的輸出信號304旨 周期都具有6個採樣點。如本領域的普M^人員將離的，為6的採樣速率 僅僅是能夠使用的大量值的一個例子。如圖19B中同樣所示的，老採樣速率點308用X示出，並蹄採樣速率 點302被示出為零。數字滄波信號的樣本306用彭lj繊字濾波信號260的幅 度的線示出。如進一步所示的，兩個採樣速率轉換點的細節將在圖19C和19D 中進一步示出。在圖19C中，老採樣速率點308被示出為衝共新採樣點302周圍的邊界。 如同樣示出的，繊字媳波信號的樣本306之一與新採樣速率採樣點302在時 間上一起出現。在這個實例中，由於特定樣本306和新採樣速率採樣點302之 間的差被及時調整，因此體項將為零。同樣地，針對該理想的糹5^樣速率轉 換的信號304所輸出的樣本是樣本306。圖19D示出在兩個戰樣點306之間在時間上出現的新採樣點。在這個 實例中，聽項被確定，並且根據線性函數和鄰近樣本306,針對該理想的經 採樣速率轉換的信號304所輸出的樣本被確定。如本領域的普通技術人員將理解的，如這裡可使用的術語"基本上"和 "近似地"提供工業接受的容差給其對應的項和/或項之間的相關性。這種工 業接收的容差的範圍從小於百分之一到百分之二十，並m應於但不限於分量
值、集成電路MI呈變化、驗變化、上升和下斷間、禾n/或熱噪聲。項之間的 這種相關性的範圍從百分之幾的差到巨大的差。如本領域的普通駄人員將進 一步理解的'如這裡可使用的術語"可操作耦合"包括直接,和皿另外的 組件、元件、電路離塊間接齢，其中對於間接耦合來說，插入的組件、元 件、電路識對央不修改信號的信息，但可能調節該信號的電流電平、腿電平 和/或功率電平。如本領域的普通S^人員還將理解的，推斷的耦合(即， 一個 元件根據推斷耦合到另一個元件)包括兩個元件之間以與"可操作耦合"相同 的方趙接和間接耦合。如本領域的普通駄人員將進"^理解的，如這裡可 f頓的術語"有利地比較"表示兩個或多個元件、項、信號等等之間的比縱 且提供所希望的關係。例如，當戶儲望的關係雖號i具有大於信號2的幅度時，如果信號1的幅度大於信號2的幅度離如離號2的幅度小於信號1的 幅度，貝何以實現有利的比較。前面的論述己經提出一種，式設備，該，式設備結合無線電信號解碼 ,成電M:化接口與數字音,ms集成電路。如本領域的普通fe^:人員將理 解的，其它的實施例可以從本發明的教導得出而不偏離權利要求的範圍。
權利要求
1、一種手提式音頻系統，包括無線電信號解碼器集成電路，該無線電信號解碼器集成電路按照使能信號根據接收到的無線電信號產生數字左聲道信號和數字右聲道信號以及產生系統時鐘；以及數字音頻處理集成電路，該數字音頻處理集成電路包括可操作耦合用於根據所述系統時鐘或內部振蕩產生至少一個電源電壓的DC-DC轉換器；以及可操作耦合用於根據數字左和右聲道信號和所存儲的數字音頻文件中的至少一個產生用於音頻重放的音頻信號的處理模塊。
2、 如權利要求i所述的^^;音頻系統，其中所,少一個電源電壓包括集成電路M相關電源^ffi以及輸A/輸出相關電源電壓。
3、 如權利要求1所述的手駄音頻系統，財卜還包括 可操作耦合至嘸線電信號解碼器的晶條蕩器電路，其中臓無線電信號解碼器集成電路根據由所述晶 蕩器電路所產生的參考振蕩產生所述系統時鐘。
4、 如權利要求1所述的手駭音頻系統，此外還包括以下組件中的至少一個可操作耦合用於鄉所述接收到的無線電信號給戶腿琉電信號解碼驗 成電路的天線結構；以及將所述無線電信號解碼l^電路耦合到所述數字音頻,集成電路的雙向接口。
5、 如權利要求1所述的^^音頻系統，財卜還包括以下組件中的至少一個當所超少一個電源電ffi^lj了所希望的電平時產生所述使能信號的處理模塊；以及當所超少一個電源電ffi^'汀麻望的電平時包括用於產4^f述使能信 號的功率使能模塊的無線電信號解碼驗成電路。
6、 一種報式魏系統，包括無線電信號解碼器集成電路，可操作皿用於根據接收到的無線電信號產 生數字左聲道信號和數字右聲道{言號；以及數字音頻處理集成電路，可操作船用於根據^M數字左和右聲道信號和 所存儲的數字音頻文件中的至少一個產，於音頻重放的音Mt號，其中所述 無線電信，碼^K電自括可操作皿到所述數字，M集成電路的數 字無線電接口，其中所述數字無線電接口提供所述無線電信號解碼器集成電路 和所述數字^1，集成電路之間的荊亍/串行接口 。
7、 如權利要求6所述的手駄音頻系統，其中所述數字職電接口提供 用於以下信號中的至少一種的荊於/串行轉換左聲道信號；右聲道信號；左聲道加右聲道信號；左聲道減右聲道信號；接收信號 皿指示；以及無線電數據業^t號。
8、 如權利要求6所述的手JI^音頻系統，其中串行 包括以下項中的 至少一個l至5個字，其中該1至5個字中的每個鄉包括18位，其中所述18位 中的16位用於M，並Uf述18位中的2位用於控帶臘息；以及 包括數據定時周期和靜止周期的串行數據流。
9、 如權利要求6所述的^^;音頻系統，其中串行繊的定時包括 接收釆樣速,換(SRC) mjg準^f號；接收時鐘信號；根據戶腿時f帽號產生數字無線電接口時鐘以包括定時周期和靜止周期， 其中所述靜止周期對應於 準#^號的速率以及所述時鐘信號的速率；以及 根據所述數字無線電接口時鐘產^0^串行 0
10、 一種職電信，碼驗成電路，包括無線電信號解碼器，可操作耦合用於在被使能M據本,蕩將接收到的無線電信號轉換M聲道信號和右聲道信號； 鎖相環，可操作齢用於根據參考振蕩產頓赫地振蕩；晶體振蕩電路，可操作^^用於產生所述參考振蕩；至少一個電源引抓用於接收至^^個被鄉給戶腿職電信，碼器的時鐘輸出引腳，可操作^^用於輸出系統時鐘，其中皿系統時鐘基於所 述參考振蕩；以及串行輸出引腳，可操作^用於以串行方式輸出所3^聲道信號和0M右聲道信號。
11、如權利要求10所述的無線電信，碼器，Ib(^卜還包括串行娜時鐘引抓可操作耦合用於ili乓對應於以串行方式輸出的所趙和右聲道f言號的速率的時^ft號。
12.如權利要求10所述的，電信，碼器，財卜還包括至少一個用於收發娜的雙向弓腳。
全文摘要
一種手提式音頻系統包括無線電信號解碼器集成電路(IC)以及數字音頻處理集成電路。該無線電信號解碼器集成電路按照使能信號根據接收到的無線電信號產生數字左聲道信號和數字右聲道信號並且還產生系統時鐘。該數字音頻處理集成電路包括DC-DC轉換器以及處理模塊。該DC-DC轉換器可操作耦合用於根據所述系統時鐘產生至少一個電源電壓。該處理模塊可操作耦合用於當至少一個電源電壓達到了所希望的電平時產生所述使能信號，並且用於根據數字左和右聲道信號和所存儲的數字音頻文件中的至少一個產生用於音頻重放的音頻信號。
文檔編號G06F17/50GK101120345SQ200580017569
公開日2008年2月6日 申請日期2005年10月31日 優先權日2005年5月11日
發明者D·C·巴克, M·B·亨森, M·R·梅, M·W·梅 申請人:西格馬特爾公司