手提式音频系统的制作方法

专利名称：手提式音频系统的制作方法
技术领域：
本发明大致涉及一种便携m^数字，系统，更具体地涉及一种包括手M音频系统的集成电路。
背景技术：
^;万周知，^^字音频系统正变得非常流行。这种系统包^ifi录并且 随后S^文MP3文件、WMA文件等等的数字音频播放撒蘇机。这种数字音 频播放驟录音贩可以被用作数字录音电话机和文fM专输设备。数字音频播放 器/录音机的进一步扩展包括提供调频(FM)无线电接收机，以便该设皿供 FM職电接收。虽然数字音频播放器/录音机正在增加它们的特征集，但是特征集的增加 以不是最佳的方^ii行。例如，在数字魏播放激录音机中包含FM接收机的 情况下，该FM接收机是与数字^播放默^机芯片集或IC分离的集成电 路。同样地，即使两个IC包括一些棘的功能，该FM接收机集成电路(IC) 也完创虫立于数字織播放默录音机IC而工作。四篇论文给出了解决上述问题中的至少一个问题的FM接收机。这四篇论 文包括Eric Van Der Zwan等人于2000年12月在正EEJoumal of Solid State Circuits第35巻第12期上发表的"A 10.7-MHz IF-to-Baseband S-厶 A/DConversion System for AM/FM Radio";由Gregory J.Manlove等人于1992 年3月在正EE Journal of Solid State Circuits第27巻第3期上发表的"A My Integrated High-Performance FM Stereo Decoder";由Jaejin Park等人于1999年1 月在正EE Journal of Solid State Circuits第34巻第1期上发表的"A 5-MHzIFDigital FMDemodulator";以及由K.Muhammad等人在2004年正EE国 际固态电路^i义的ISSCC2004/Session 15/WirelessConsumerlCs/15.1上发表盼A Discrete-Time Bluetooth Receiver in a 0.13 n m Digitial CMOSProcess"o虽然现有i^:已经提供了 FM解码器，但是仍然需要一种被优化以与数字
音频播放器/录音机一同起作用以产生最佳手提式音频系统的无线电解码方法和 装置。发明内容本发明的手提式系统基本上满足满足这些需求及其它需求。在一个实施例 中，手提式音频系统包括无线电信号解码器集成电路(IC)以及数字織鹏集成电路。该无线电信号解码，成电路按照使能信号根据接收到的，电信 号产生数字左声道信号和数字右声道信号并且还产生系统时钟。该数字音频处理集成电路包括DC-DC转换器以及^bS模块。该DC-DC转换器可操作耦合 用于根据该系统时钟产生至少一个电源电压。该处理模块可操作耦合用于当所述至少一个电源电JBi到了所希望的电平时产生该使能信号并且用于根据数字左和右声道信号以^SM存储的数字音频文件中的至少一 个产顿转鹏放的 音频信号c在另一个实施例中，^fet;音频系统包括職电信号解码器ic和数字音 频处理ic。该无线电信^TO皿成电路可操作耦合用于根据接收到的无线电 信号产生数字左声道信号和数字右声道信号。该数字音频处理集成电路可操作 耦合用于根据数字左和右声道信号和所存储的数字音频文件中的至少一个产生 用于音频重放的音频信号，其中该无线电信号解码器集成电B括可操作耦合 到该数字音频处理集成电路的数字无线电接口，其中该数字无线电接口提供该 无线电信号解码^^成电路和该数字，M，电路之间的荆亍/串行接口 。在另一个实施例中，无线电信号解码驗成电鹏括无线电信号解码器、 锁相环、晶体振荡电路、加电引脚、至少一个电源引脚、时钟输出引脚以及串 行输出引脚。该无线电信号解码器可操作耦合用于在被使能0 据本 荡将 接收到的无线电信号转换鹏声道信号和右声道信号。该锁相环可操作耦合用 于根据参考振荡产生该本 荡。该晶 荡电路可操作耦合用于产生参考振 荡。该加电弓脚可操作耦合用于接收加电输入，该加电输入使能该无线电信号 解码器的至少一部分。该至少一个电源弓脚可操作耦合用于接收至少一个被提 供给该无线电信号解码器的电源电压。该时钟输出弓,可操作耦合用于输出该 参考振荡或其衍生物作为系统时钟。该串行输出弓胸可操作齢用于以串行方 式输出该左声道信号和该右声道信号。


图l是根据本发明的手提式音频系统的示意性框图；图2是根据本发明的手提式音频系统的另一个实施例的示意性框图；图3是根据本发明的手提式音频系统的又一个实施例的示意性框图；图4是由根据本发明的数字无线电接口执行的方法的逻辑图；图5 是示出根据本发明的无线电电信号解码器和数字音频处理集成电路的互连性的时序图；图6是根据本发明的无线电信号解码器集成电路的示意性框图；图7是根据本发明的无线电信号解码器集成电路的另一个实施例的示意性框图；图8是根据本发明的无线电信号解码器的示意性框图；图9是根据本发明的数字職电复合信号的频谱亂图10歸出根据本发明的误差检测模块的功能的逻辑图；图11是根据本发明的體检l赎块的示意性框图；图12是根据本发明的反馈模块的琉性框图；图13是根据本发明的解码器的示意性框图；图14是根据本发明的解码器的另一个实施例的示意性框亂图15是根据本发明的数字解码器的示意性框图；图16是根据本发明的iMM校正的一个例子的图；图17是根据本发明的采样速雜换模块的示意性框亂图18是根据本发明的采样速率转换器的另一个实施例的示意性框亂以及图19A-19D示出根据本发明的采样速率转换、解调以及误差检测的一个例子。
具体实施方式
图i是^ :音频系统io的示意性框图，该，式，系统io包括，电信号解码皿成电路12和数字音^hS集成电路14。 m字音频M集成 电路14包括雌模块13、存储器15以及DC~DC转换器17。该处理模块13 可以是单个处理设备或者是多个处理设备。这种处理设备可以是微处理器、微 控制器、数滩号鹏器、鹏计飾、中央处理单元、现场可编程门阵列、 可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路，称或根据操作指
令操作信号(模拟柳 字)的^^r设备。该存储器is可以是单个存储设备 或者多个存储设备。这种剤诸设备可以是只读存储器、随机存取存储器、易失 性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓冲存储 器、和/或存储数雜息的樹可设备。值得注意的是，当舰模块13 m:状态机、模拟电路、数字电路称鹏辑电B^i摘^hS模块的一个或多个功能时， 存储相应操很旨令的存储器可以被^A在包括状态机、模拟电路、数字电路和/ 或逻辑电路的电路内或位于该电路的外部。此外值得注意的是，存储器15存 储并且处理模块13执行对应于图1—19中所示出的步骤称或功能中的至少一 些步骤和/或功能的操m旨令。在一个实施例中，当电池(例如V—电池19)或其它外部电源最初 加 到无线电信， 码器12和数字音嫩理IC 14上时，该DODC转换器17根 据内部振荡产生电源电压24，其中该職电信辦码器12将参考图3—19更 详细地被描述。当电源电压24达到期望值(例如^ 节值)时，处理模块13 提供使能信号20 (该使能信号被标记为可选的20)就线电信号解码器IC12。 响应于该使能信号20，该无线电信号解码器IC12产生系统时钟22;在无线电 信号解码器12的乘U余功能无效的情况下，等待第二使能信号，棘一旦系统 时钟22起作用，无线电信号解码器12的剩余功能就被撒活。该无线电信号解 码器12提供系统时钟22歸^bS集成电路14。在接收到系统时钟22时， DC-DC转换器可以从内部振荡切换到系统时钟22，以根据电池电压19或外部 电源产生电源电压24。应注意，当職电信号解码器12经由电池(V—电池19) 被供电时，它除了产生系统时钟22以外还可以产生实时时钟(RTC)。在另一个实施例中，当电、M初鹏加至徴字魏处理IC 14上并且DC-DC 转换器被使能时， 该DODC转换器产生电源电压24。该DC-DC转换器17 提供电源电压24给数字音频，IC 14中的电路模块以及，电信号解码器IC 12。电源使能模i央95监控电源电压24，并且当该电源^E&到期望值(例如 在或接近稳定状雄)时，该电源使能徵央95产生使能信号20。该職电信 号解码器ic 12通常如在之前的段落中所述的那样响应于该使能信号20。在系统时钟22起作用的情况下，该，电信，码器IC 12将接收到的 无线电信号16转换成可以是模拟，^t号的左和右声道信号18。在一个实 施例中，该左和右声道信号18包括左+右信号和左一右信号。该无线电信号
解码IC 12 ,左和右声道信号18给数字音^fcS IC 14。
该数字音频M誠电路14接te和右声道信号18，并且据,生魏 信号26，其中该数字^^b理集成电路14可以是例如由Sigmatel公司制造和 经销的S，35XX禾P/或STMP36XX数字音频鹏系统集成电路之类的数字 音频播放器/競机誠电路。该数字音/MbS IC 14可以掛共音鹏号26给 耳丰M者其它，的扬声器输出。作为根据左和右声道信号18产生争Mt号26 的替代方案，数字，^S集成电路14 M所存储的MP3文件、所存储的WMA 文件、禾口/或其它所存储的数字音 件，以产生该音频信号26。
图2是另一个^fe^音频系统40的示意性框图，该報式音频系统40包 括无线电信号解码驗成电路12和数字音频鹏誠电路14。在这个实施例 中，该无线电信号解码皿成电路12包括天线结构34和可操作耦合到晶体25 (例如24MHz晶体)上的晶M荡器电路30。该晶 荡电路30可操作耦 合用于由晶体25产生参考振荡32。可包括一个或多，相环的，电信号解 码驗成电路12将参考振荡32转换成系统时钟22所源于的振荡。例如，系 统时钟22可以是锁相环的输出振荡、为锁相环的输出振荡的倍数或分数的振 荡。
该天线结构34包括如所示那样耦合的天线、多个电容器以及电感器。接 收无线电信号16由幾结构34衝共^5^电信，码職成电路12。如在图 1的实施例中，该，电信号解码，成电路12纟維收无线电信号16转换成 左和右声道信号18。
该数字音频M集成电路14 Mil DC-DC转换器17产生输，出(I/O) 相关电源电压24-1以及集成电路(IC)相关电压24-2，这些电压被提供给无 线电信号解码器IC 12。在一个实施例中，该I/O相关电压24-1取决于无线电 信号解码器IC和/繊字織鹏IC 14的输满出接口所需的电源电压(例 如3.3伏特)，并且该IC相关％]124-2取决于用于伟1，成电路12和14的IC 工艺技术。在一个实施例中，iM^电路工艺^t为0.08至0.35 CMOS 技术，其中IC相关电压24-2为1.8伏特或更小。
集成电路12和14之间的接口财抱括双向接口 36。这种接口可以是集 成电路12和14的串行接口，用于交换包括使能信号20的控制 禾0/或其它 鄉的数据。在一个实施例中，该双向接口36可以是按照FC串行传繊、议的
一个或多个串行通信路径。如本领域的普通^t人员将,的，其它的串行传i^、议可以被用于i^l向接口 36，并且皿向接口 36可以包括一个或多个串 行传输路径。图3是^^音频系统50的又一4^实施例的示意性框图，该￥$1^音频 系统50包括琉电信号解码麟成电路12和数字音^S鋭电路14。在这 个实施例中，无线电信^ 码驗成电路12和数字音频鹏IC 14中的每一个 都包括数字趟电接口 52。微字激电接口 52可操作耦合用于将来自无线 电信号解码IC 12的左和右声道信号18 ^f共给数字^im理集成电路14。在 该琉电信号解码器IC 12中，该数字无线电接口 52将并行的左和右声道信号 18转换成串行信号，并且在数字音频鹏集成电路14中，该数字无线电接口 52将串行的左和右声道信号18转换回荆于信号。应注意，该数字无线电接口 52的串行/荆亍和荆亍/串行功能可以根据趟电信德码體成电路12的采样 速率、IC 12和14的所期望的数,率或其它参 ^程。通常，该数字无线电接口52是用于将数字音皿理集成,14,到无 线电信号解码器IC 12上的自定义接口。这种数字職电接口 52可以产生4MHz 或6MHz的数据时钟或者其它的速率，从而支持IC 12和14之间的串行 的传送。此外，微字无线电接口 52将该串行数据格式化为包括一个至五个 具有基于无线电信号解码器IC 12的采样速,换的采样速率的 字的包或 帧，这将参考图8—19更详细地被描述。名义上，包或帧将包括四个具有齡 字44.1KHz的采样速率的18位字，18位中的2位用于控伟i腊息并^BJij余的16 位用于数据。该数字无线电接口 52可以传送更多的左和右声道信号18，这離号可以 駐+右声道信号和左一右声道信号的形式。例如，该数字職电接口 52可 以传送接收信号^t指示、 时钟速率、控帝'腊息、功能使倉,用信号、功 能调节和/或控制信号、以及IC 12和14之间的職电娜业維号。图4是数字職电接口 52的功能的鹏图。在这个实施例中，纖字无 线电接口 52确定要传g数字音频M,电路的信号的第一和第二实际采 样速率(步骤60)。在步骤62中，iM^字无线电接口禾,織一和第二实际釆 样速率来随着时间的过去而达到对应于所期望的输出采样速率的给定采样速率。
图5示出Sii集成电路12和14的数字，电接口之间的串行Si的, 传输的时序图。如所示的那样，采样速 ^#号(SRC—RDY) 70被周 期性地齔活。时l帽号72对应于来源于系统时钟22的 时钟。时钟72的 速率的范围可以从几兆赫兹到几十兆赫兹甚至更高。该数字无线电接口根据SRC_RDY信号70和时钟72产生DRI—dock 74。 该DRI—dock 74包括具有对应于时钟72的频率的定时部分以及多，止周期 (Q)。采样速率准^t号脉冲之间的最后一个静止周期被指定为最后的静止周 期(QF)。该静止周期对应于 准备或者采样速,^#&€号70的速率以 及时钟信号72的速率。串行数据76根据DRI_clock 74在皿电路12和14之间被f^。在静止 周期(Q)期间，没有 被传输。同样地，只有当DRI_dock 74是有效的时 串行翻76才被传输。该串行翻76包括一个或多个字(例如，l一5个字)， 其中針字都包括18位，其中的2娜于控讳赔息80，剩余的16位用于娜 78。该串行麵的格式可以按照一个或多个串行翻传論议(例如FC)。图6是无线电信，码驗成电路12的一个实施例的示意性框亂该无 线电信号解码器集成电路12包括数字職电接口 52、晶條荡电路(XTL OSC CKT) 94、锁相环(PLL) 92、功率使能模±央95、以及无线电信^^码器90。 该晶体振荡电路94经由集成电路引JW操作耦合到外部晶体96上，从而产生 参考振荡108。该参考振荡108的速率基于外部晶体96的特性，并且同样地， 范围可以从几兆赫兹到几十万赫兹。在一个实施例中，参考振荡108产生系统 输出时钟110，该系统输出时钟fflii时钟输出(CLK—out)弓,102被输出。 如本领域的普通駄人员将理解的，系统时钟110可以与参考振荡108相同， 可以 31率调节模±央93而具有为参考振荡108的《微的速率，可以MM3！ 率调节模块93而具有为参考振荡108的分数的速率，可以具有相对于参考振 荡的相移，或其组合。锁相环92还根据该参考振荡108产生本 荡106。该本 荡的速率 对应于中频(IF)和接收到的，电信号16的载波频率之间的差。例如，如 果所期望的IF为2MHz并且接收到的无线电信号16的载波频率为101.5MHz, 则本地振荡为99.5MHz (即101.5MHz-2MHz)。如本领域的普通技术人员将理 解的，中频(DO的范围可以从DC至几十MHz，并且接收到的繊电信号16
的载波频率取决于，电信号的#^类型(例如AM， FM，卫星，电缆等等)。 如本领域的普通駄人员将进"^理解的，无线电信^ITO器90可以鹏RF 信号和/或IF信号的高侧载波g低侧载波。该，电信号解码器90根据本地振荡106将可以是AM，电信号、FM 无线电信号、卫星，电信号和电缆，电信号的接收到的，电信号16转 换M和右声it信号18。将参考图8-19更详细描述的i^线电信号解码器90 提供左和右声道信号给该数字无线电接口 52，以便通过串行输出引脚104输 出。该串行输出引脚104可以包括一个或多个串行输A/lf出连接端子。如进一 步所示的，该无线电信^1 码器90可以 1:加电弓脚98接收使能信号20，并 且从电源引脚100接收电源电压。替代地，当电源24达到期望值时，功率使 育劲對央95产生该使能信号20。在这个实例中，IC引脚98可以被用于另外的 功能。图7是无线电信，码l^电路12的另一个实施例的示意性框图。在 这个实施例中，集成电路12包括数字^电接口 52、晶ffi荡电路94、锁相 环92、可舰率调节模块93、以及職电信号解码器90。如进^所示的， 该集成电路12包括多顿成电路引脚串行输出引脚104、时钟输出引脚102、 IC相关电源引脚100-1、 I/O相关电源电压引脚100-2、双向引脚122以及串行 娜时钟弓脚120。该串行娜时钟弓胸120支持在集成电路12和集成电路14 之间所传输的串行 时钟，并且该双向引脚122支自成电路12和集成电 路14之间的双向 的传输。图8是无线电信，码器90的示意性框图，该无线电信"ti 码器90包括 低噪声放大器(LNA) 130、混合模±央132、模数转换模块134、数字基带转换 模块136、采样31,换模块138、解调模块140、声道隔离模块142以及皿 检测模块144。在操作中，该低噪声放大器130接收激电信号16并且将该无线电信号 放大以产 大的，电信号146。该低噪声放大器130放大该接收信号16的 增益取决于接收到的无线电信号16的幅度以及该，电信，码器90的自动 增益控制(AGO功能。该混合模块132混合放大的職电信号146与本鹏 荡106，从而产生低中频信号148。如果 荡106的频率与i^^电信 号146的频率相匹配，那么该低中频信号148将具有近似零的载波频率。如果
该本地振荡106略多于或少于该无线电信号146，那么该低中Mt号148将具 有基于该无线电信号146的频率和该本M荡106的频率之间的差的载波频 率。在这种情况下，低IF信号148的载波频率的范围可以从0赫兹到几十兆赫兹o该模数转换模块134将低IF信号148转换成数判氐IF信号150。在一个 实施例中，该低IF信号148是包括同相分量和正交膽的复信号。因此，该 模数转换模±央134将该低IF信号148的同相和正交分量转,目应的同相和 正交数字信号150。该数字基带转换模块136可操作^"用于将该数字低IF信号150转换成 数字基带信号152。应注意，如果该数割氏IF信号150具有为零的载波频率， 那么该数字基带转换模块136主要起数字滤波器的作用以产生数字基带信号 152。但是，如果该中频大于零，那么该数字基带转换模块136起作用以将该数字低IF信号150转换成具有为零的载波频率，并^aia行数字滤波。将参考图17-19更加详细地描述的采样速,换模块138接收该数字基带 信号152以及反馈误差信号154，以产生数字无线电编，号156。该解调模 块140对该数字无线电编码信号156进行解调以产生数字无线电复合信号158。 将参考图10-12更加详细地描述的體检测模i央144解释该職电信号复合信 号158，以产生该反馈误差信号154。该声道隔离+莫决142可操作耦合用于根 据该数字无线电复合信号158产4￡和右声道信号18。图9是该数字无线电复合信号158的频率图。该信号包括在19KHz处的 导频音和在38KHz处的另一音。该信号158还包括低，加右(L+R)信号分 量、左减右(L-R)信号分量、以及无线电数据信号(RDS)信号分量。该误 差检测模i央144利用19KHz导频音的已知特性以及^A在该数字复合職电 信号158中的实际导频音的相应特性来确定，反馈信号154。在这种实施例 中，在通过解调模块140进进行解调之前，棘样速率转换模块138从微字基 带信号152中去除由于，变化、皿变化等等而产生的误差。同样地，现有技术实施例的解调误差可以在解调之前M:舰该信号M免。图10録出该聽检测模块的功能的逻辑图。该误差检测模块的鹏以 步骤160开始，在步骤160中该聽检测模块根据信号的已知特性来确定解码 后的无线电复合信号的周期。例如，已知特性可以是导频音(例如19KHz或38KHz)、训练序列(例如己知音的前同步信号)、自相关函数、称或互相关函数。该M然后进行到步骤162，在步骤162中该^检测模决比较解码后的 无线电复合信号的观懂周期与親线电复合信号的理想周期。例如，该误差检 测模块比较19KHz导频音的测 率与19KHz导频音的已知理想周期。该舰然后进行到步骤164，在步骤164中该聽检测模块根据该测觀 期和该理想周期之间的差产生^M反馈信号。例如，如果该导频音的实际周期 不在19.1KHz的理想导频音的可接受的容限(例如，+/—1%或更小)内，该 误差检测模块则产生误差反馈信号以指満导频音的该观懂周期和该导频音的 该理想周期之间的相位柳或频率差。图11是该聽检测模块144的一个实施例的示意性框图。在这个实施例 中，该误差检测模土央144包括混合模块170、低通熗波器172、比较器174和 反馈模±央176。该混合模块170混合数字参考振荡178 (例如，用于，理想 导频音的19.1KHz音)与数字无线电复合信号158。可以包括数字混频器的混 合模块170产生混合信号180 (例如，sin("^sin("2t^l/2cos("广"2)t— 1/2cos(、+")，其中"t标理想导驗的2 it *f， "2标所观懂的导频音的 2兀*f)。该低通滤波器172对该混合信号180进fr蹌波以产4^似DC反馈误 差信号182 (例如，滤去誦l/2cos(",+ "2)t项并Mil 1/2cos("广"2)t项)，其 中该低通滤波器172可以是具有2 下采样因子的多随^^锥形滤波器。比较器174比较TO:似DC反馈1^信号182和DC参考信号184，从而 产生偏差186 (例如，确定co,和"2之间的差以产生该偏差)。如果该复合信号 156的频率与该数字参考振荡178的频率匹配，那么近似DC反麟難号182 的频剩各为零，因此该偏差186将为零。但是，如果该复合信号158的频率与 该数字参考振荡178的频率基本上不匹配，那么近似DC频率聽信号182将 具有非DC频率。该偏差186反鹏fi似DC ，反馈信号与DC的偏差。将参 考图12更详细描述的反馈模块176将该偏差186转,i^反馈信号154。图12示出反馈+娥176的示意性框图，i^^馈模块176包括状态可变滤 波器190、求和模±央192和S國A调制器194。该状态可变滤波器190对偏差186 进，f滤波以产生、2^波后的偏差196。该状态可变^l^波器190与锁相环内的环路 、搶波 似，该锁相环包括电P且项和电容项以便求偏差186的积分。大体上，
该状态可变熗波器190将纖差186存储为熗波后的偏差196。但是，应注意， 该状态可变熗波器190不设定该體检测模块的带宽；它的主要功能駒作低 通、滄波器以及存储器以，该搶波后的偏差96。该求和模±央192对该滤鹏的偏差196与定时難号198求和，以产生和 信号200。该定时皿号198是己知的定时^t号，因此该^^jg的偏^t号 196仅仅表示由于包括雖容差以及温度漂移在内的这种情7il^弓胞的系统的 未知的定时差。该2-A调制器194量化该和信号200以产生该反馈i^t号 154。图13是解码器210的示意性框图，i^^器可以棚于職电信，码 器集成电路12中，或者可以是用于对从^^虫设备所传输的数字编码信号进行 解码的独立解码器。在这个实施例中，该解码器210包括采样速率转换模块 138、解码模块212以及误差检测模块114。 i^^样速TO换模块138可操作耦合用于根据i^反馈信号154将编码信号214的速率Mm"^I，换^m:^率，以产生乡SI率调节的编,号216。例如，该编,号214可以具有400KHz 的采样速率，并且该会SI率调节的编m号216可以具有152KHz或228KHz的采样速率。该解码模块212可操作^用于对该经速率调节的编，号216进《， 码，以产创軒骗号218。解码模块212的功肯树应于用于产生该编離号214 的编码功能。因此，如果该编離号舰调制功能(例如，AM、 FM、 BPSK、 QPSK等等)产生，那么解码调制将就应的解调功能。替代地，如果该编码 信号214 ^Ki编码功能、例如加扰、交织等等产生的，那么^码模±央将具 有对应的相反功能。该误差检测模块144根据解離号218的已知特性和解離号218的实际 测量特性之间的差确定^M反馈信号154。在一个实施例中，解码信号218的 已知特l^t应于繊離号218的信号分量的周肌将该周期与该信号分量的 理想周期进行比较，以产生聽信号154。雜号分量可以包括导频音禾n/或训 练序列。图14是解码器220的另一个实施例的示意性框图，繊码器220可以被 用于无线电信号解码皿成电路12中g被用作^^的解码器。 码器220 包括采样模块222、采样速離,央138、解码模块212以及體检测模块144。 iM样速，换模块138、解顿莫块212和误差检测模块144如之前参考 图13所描述的那样起作用。il^样模块222接收输入信号224并且以给定的釆样速率对i^T入信号进 行采样，从而产生编離号214。織入信号224可以是数滩号離拟信号。 如果MH入信号224是模拟信号，那么该采样模块222包括,转换功能以便 以给定的采样速率产生编码信号214。通常，^!^器用于接收输入信号，该 输入信号是相对于第一时,(例如鄉机的时钟域)产生的。采機块222 以第二时钟,i^f入信号进行采样，并且DRC将样本从该第二时钟域的速 率转换成第一时钟域的速率。然后^l 码模块212以，一时,的速率^SI图15是可以用于该，电信号解码^^成电路12中^^te的解码器中的 数字解码器230的另一个实施例的示意性框图。该数字解码器230包括第一采 样速,换模块138-1、第二釆样速率转换模块138-2、解调模块232、以及误 差检观赎块234。織一采样速報换模块138-1可操作耦合用于调节同相(I) 信号236的采样速率，从而根据，反馈信号244产生经速率调节的同相信号 240禾口/或其衍生物。，二采样速 换模块138-2可操作耦合用于调节正交 (Q)信号238的采样速率，从而根据该，反馈信号244产生经采样调节的 正交信号242和/或其衍生物。如本领域的普通技术人员将鄉的，该同相和正 交信号236和238可以对应于图8的数字基带信号152的信号^i。可以是图8的解调模块140的解调模块232对该会魏率调节的同相信号分 量240以及乡St率调节的正交信号分量242謝TI 调，从而产生复合数，号。 可以对应于图8的體检测模块144的聽检舰莫块234根据该复合数滩号 的实际和已知特性确定體反馈信号244。该聽反馈信号244的确定可以根 据之前对i^检测模块144的功能的论^iS行。图16是由聽反馈模块144、采样速雜换模±央138和解调模块140执 行的體校正功能的一转iJ子。在这*仔中，理想导频音240被示出为实线， 而实际导皿测量241用虚线g。 i^检测模i央144确定实际导频音信号241 相对于理想导频音信号240的正的或负的定时i^ 242或244。该反馈，信 号154对应于正的或负的定时i^ 242或244，以便该采样速,换模块138 根据该正的或负的定时误差来调节采样at率转换，从而 码之前基本上阐明 定时误差242禾喊244。图17 ^^样速 换模块138的示意性框图，i^^样速,换模块138 包括釆样模块250、 JM滤波器252、线'賊样速報换模块254以及S-A调 制器255 。 il^样模土央250对具有第一采样速率的数字输入信号256进行采样, 从而产生数字采样信号258。至少，^^機±央250根据體^it率对该数 字输入信号进行过采样。在一个实施例中，该数字输入信号可以包括 職 电信号的同相信号缝和该基带无线电信号的正交信号分量。因此，数字上采 样信号258将包括战样I分量和上采样Q分量。该低通滤波器252对该数字采样信号258进微波，以产生数字微信号 260。应注意，在一个实施例中，M^^穀央250和l腿搶波器252可以舰 级联集成锥形滤波器264来实现。该线'賊样速率转换模块254根据控制反馈信号264将该数字微信号 260转换成纟5^样速率调节的数滩号262。在一个实施例中，该S-A调帝幡 255可以根据该经采样速率调节的数^t号262的速率与m字输入信号256 的速率之间的比率来产生该控制反馈信号264。如本领域的普通fe^人员将理 解的，该^^样速率调节的数滩号262的速率可以大于或小于该数字输入信 号256的速率。利用这种釆样速,换器，与^顿特定样本值相反，由于f顿 样本值的时间平均而需要很少的位。在另一个实施例中，当对于乡5^样速率调节的数字信号的样本而言该控制 反馈信号具有在第一值域、例如正或负采样速率的给定百分比内的值时，该线 '賊样速報换模块254用于将数字微信号的样本作为魏样速率调节的数 字信号的样本传送。当对于经采样速率调节的数字信号的样本而言该控制反馈 信号具有錢一值歡外的值时，该线ti^样速報换模i央254还用于基于数字滤波信号的当前样本和数字滤波信号的前一样本来确定作为经釆样速率调节 的数字信号的样本的样本值。，一值,应于数字滤波信号在时间上与该经 采样速率调节的数字信号的期望样本点之间的差量。例如，織一值域可以对 应于正或负10%^^小的差。该线1^样速率转,块254可以ffi3i将之前的样本值与该控制反馈信号 的值相乘以产生第一乘积来确定样本值。该线'^样it^t换模i央然后从该反 馈误差信号的最大值中减去该控制反馈信号的值，从而产生互补误差反馈信
号。该线條样速報换模块然后将当前样本与该互补聽反馈信号相乘，以 产生第二乘积。该线性采样速,换模块然后对第一和第二乘积求和以便产生 总和，并朋该反麟鎌号的最大值除该总和以产生样本值。通常，该线性采样速率转换模决252执，性功能以确定样本值，其中该线性功能可以对应 于Y^mX+b。如本领域的普通狱人员将理解的，线性内插器可以禾,统I4^样速TO 换模块254和S-A调制勝255来实现。，14^^样it,换模块可操作耦合 用于根据控帝U反馈信号对数字信号进行采样。该S - △调制器可操作耦合用于 根据内插率来产生该控制反馈信号。在一个实施例中，该内插率是线性内插器 的输入采样速率和输出釆样速率之间的比率。图18示出采样速率转换器170的另一个实施例的示意性框亂ig^样速 率转换器可以被用于图8的采样速率转换器138。，样速率转换器270包括 釆稱莫块272、确定模块274以及输出模块276。 i^^样模块272可操作齢 用于根据采样速率280对输入信号278进行±^样,从而产生数字釆样信号286 的样本284。应注意，在一个实施例中，Ml入信号278可以对应于图8的数 字基带信号152。在另一个实施例中，織入信号278可以是模拟信号赫数 ^t号。应注意，如果该lT入信号278是数字信号，那么该采样模块272进一 步包括数字低通滤波器以舰微雜号进fr滤波，从而产顿应的输入信号 278。采样速率280可以是任一 [值以产生微字采样信号286。例如，總 样速率280可以是 入信号278的速率的任一 2N上釆样速率或者^f^^样 速率c确定模块274可操作耦合用于根据该数字采样信号286的样本284确定误 差项288。针对数字采样信号286的给定样本，该确定模块274确定,字采 样信号的样本是否具有^m—值域内的^项。 定模块274根据 字采 样信号286的已知特性与该特定样本284的比较来确定该^项。如果该特定 样本284与该数字采样信号286的已知特性不一致，另P么产生该聽项288。该输出模块276可操作耦合用于当该i^M项288 ^m—值域内时将该样本 284作为经采样速,换的数字信号292的输出样本290传送。 出模块276 还可操作耦合用于基于该误差项288根据 字^^样信号286的样本284确定 采样速率转换数雜号292的输出样本290的值。在一个实施例中，繊出模
块276 ^!将之前的样本与误差项相乘以产生第一乘积凍根据样本284、聽 项288确定样本290。诙渝出模块然后从该^项的最大值中减去该^M项以 产^S补误差项。然后，该渝出模±夫276将该样本与该互补，项相乘以产生第二乘积。然后，繊出模块276对織一和第二乘积斜n以产生总和，然后用该误差项的最大皿除该总和以产生样本值。图19A-19D示出图8、 17和18的采样速離换器的功能。如图19A中所 示，采样速斜封奂器输入信号256具有为8的第"^样速率。#^样，正弦信 号針周期tl^具有8^h^样点。如图19A中同样示出的，繊入信号256以 特定速率(例如16)被上釆样，以产生数字J^样信号的多个样本300。如本 领域的普通技术人员将理解的，为8的采样速斜fl 16的M^样仅仅是倉嫩被 使用的大量值的例子。图19B示出亂想的会5^样速報换的输出信号304，其中示出了新釆样速 率采样点302。在i^个例子中，该理想的经釆样速^t换的输出信号304旨 周期都具有6个采样点。如本领域的普M^人员将離的，为6的采样速率 仅仅是能够使用的大量值的一个例子。如图19B中同样所示的，老采样速率点308用X示出，并蹄采样速率 点302被示出为零。数字滄波信号的样本306用彭lj繊字滤波信号260的幅 度的线示出。如进一步所示的，两个采样速率转换点的细节将在图19C和19D 中进一步示出。在图19C中，老采样速率点308被示出为衝共新采样点302周围的边界。 如同样示出的，繊字媳波信号的样本306之一与新采样速率采样点302在时 间上一起出现。在这个实例中，由于特定样本306和新采样速率采样点302之 间的差被及时调整，因此體项将为零。同样地，针对该理想的纟5^样速率转 换的信号304所输出的样本是样本306。图19D示出在两个战样点306之间在时间上出现的新采样点。在这个 实例中，聽项被确定，并且根据线性函数和邻近样本306,针对该理想的经 采样速率转换的信号304所输出的样本被确定。如本领域的普通技术人员将理解的，如这里可使用的术语"基本上"和 "近似地"提供工业接受的容差给其对应的项和/或项之间的相关性。这种工 业接收的容差的范围从小于百分之一到百分之二十，并m应于但不限于分量
值、集成电路MI呈变化、驗变化、上升和下斷间、禾n/或热噪声。项之间的 这种相关性的范围从百分之几的差到巨大的差。如本领域的普通駄人员将进 一步理解的'如这里可使用的术语"可操作耦合"包括直接,和皿另外的 组件、元件、电路離块间接齢，其中对于间接耦合来说，插入的组件、元 件、电路識對央不修改信号的信息，但可能调节该信号的电流电平、腿电平 和/或功率电平。如本领域的普通S^人员还将理解的，推断的耦合(即， 一个 元件根据推断耦合到另一个元件)包括两个元件之间以与"可操作耦合"相同 的方趙接和间接耦合。如本领域的普通駄人员将进"^理解的，如这里可 f顿的术语"有利地比较"表示两个或多个元件、项、信号等等之间的比縱 且提供所希望的关系。例如，当戶储望的关系雖号i具有大于信号2的幅度时，如果信号1的幅度大于信号2的幅度離如離号2的幅度小于信号1的 幅度，贝何以实现有利的比较。前面的论述己经提出一种，式设备，该，式设备结合无线电信号解码 ,成电M:化接口与数字音,ms集成电路。如本领域的普通fe^:人员将理 解的，其它的实施例可以从本发明的教导得出而不偏离权利要求的范围。
权利要求
1、一种手提式音频系统，包括无线电信号解码器集成电路，该无线电信号解码器集成电路按照使能信号根据接收到的无线电信号产生数字左声道信号和数字右声道信号以及产生系统时钟；以及数字音频处理集成电路，该数字音频处理集成电路包括可操作耦合用于根据所述系统时钟或内部振荡产生至少一个电源电压的DC-DC转换器；以及可操作耦合用于根据数字左和右声道信号和所存储的数字音频文件中的至少一个产生用于音频重放的音频信号的处理模块。
2、 如权利要求i所述的^^;音频系统，其中所,少一个电源电压包括集成电路M相关电源^ffi以及输A/输出相关电源电压。
3、 如权利要求1所述的手駄音频系统，财卜还包括 可操作耦合至呒线电信号解码器的晶條荡器电路，其中臓无线电信号解码器集成电路根据由所述晶 荡器电路所产生的参考振荡产生所述系统时钟。
4、 如权利要求1所述的手駭音频系统，此外还包括以下组件中的至少一个可操作耦合用于鄉所述接收到的无线电信号给戶腿琉电信号解码驗 成电路的天线结构；以及将所述无线电信号解码l^电路耦合到所述数字音频,集成电路的双向接口。
5、 如权利要求1所述的^^音频系统，财卜还包括以下组件中的至少一个当所超少一个电源电ffi^lj了所希望的电平时产生所述使能信号的处理模块；以及当所超少一个电源电ffi^'汀麻望的电平时包括用于产4^f述使能信 号的功率使能模块的无线电信号解码驗成电路。
6、 一种報式魏系统，包括无线电信号解码器集成电路，可操作皿用于根据接收到的无线电信号产 生数字左声道信号和数字右声道{言号；以及数字音频处理集成电路，可操作船用于根据^M数字左和右声道信号和 所存储的数字音频文件中的至少一个产，于音频重放的音Mt号，其中所述 无线电信，码^K电自括可操作皿到所述数字，M集成电路的数 字无线电接口，其中所述数字无线电接口提供所述无线电信号解码器集成电路 和所述数字^1，集成电路之间的荆亍/串行接口 。
7、 如权利要求6所述的手駄音频系统，其中所述数字職电接口提供 用于以下信号中的至少一种的荆于/串行转换左声道信号；右声道信号；左声道加右声道信号；左声道减右声道信号；接收信号 皿指示；以及无线电数据业^t号。
8、 如权利要求6所述的手JI^音频系统，其中串行 包括以下项中的 至少一个l至5个字，其中该1至5个字中的每个鄉包括18位，其中所述18位 中的16位用于M，并Uf述18位中的2位用于控带腊息；以及 包括数据定时周期和静止周期的串行数据流。
9、 如权利要求6所述的^^;音频系统，其中串行繊的定时包括 接收釆样速,换(SRC) mjg准^f号；接收时钟信号；根据戶腿时f帽号产生数字无线电接口时钟以包括定时周期和静止周期， 其中所述静止周期对应于 准#^号的速率以及所述时钟信号的速率；以及 根据所述数字无线电接口时钟产^0^串行 0
10、 一种職电信，码驗成电路，包括无线电信号解码器，可操作耦合用于在被使能M据本,荡将接收到的无线电信号转换M声道信号和右声道信号； 锁相环，可操作齢用于根据参考振荡产顿赫地振荡；晶体振荡电路，可操作^^用于产生所述参考振荡；至少一个电源引抓用于接收至^^个被鄉给戶腿職电信，码器的时钟输出引脚，可操作^^用于输出系统时钟，其中皿系统时钟基于所 述参考振荡；以及串行输出引脚，可操作^用于以串行方式输出所3^声道信号和0M右声道信号。
11、如权利要求10所述的无线电信，码器，Ib(^卜还包括串行娜时钟引抓可操作耦合用于ili乓对应于以串行方式输出的所赵和右声道f言号的速率的时^ft号。
12.如权利要求10所述的，电信，码器，财卜还包括至少一个用于收发娜的双向弓脚。
全文摘要
一种手提式音频系统包括无线电信号解码器集成电路(IC)以及数字音频处理集成电路。该无线电信号解码器集成电路按照使能信号根据接收到的无线电信号产生数字左声道信号和数字右声道信号并且还产生系统时钟。该数字音频处理集成电路包括DC-DC转换器以及处理模块。该DC-DC转换器可操作耦合用于根据所述系统时钟产生至少一个电源电压。该处理模块可操作耦合用于当至少一个电源电压达到了所希望的电平时产生所述使能信号，并且用于根据数字左和右声道信号和所存储的数字音频文件中的至少一个产生用于音频重放的音频信号。
文档编号G06F17/50GK101120345SQ200580017569
公开日2008年2月6日 申请日期2005年10月31日 优先权日2005年5月11日
发明者D·C·巴克, M·B·亨森, M·R·梅, M·W·梅 申请人:西格马特尔公司