一种数字音频信号的时序再生整形装置制造方法及图纸

一种数字音频信号的时序再生整形装置，其主要包括接收单元、主控单元、锁相单元、时序再生单元和整形单元。一方面，由于通过对MCLK信号的分频方式获得BCK信号和LRCK信号，使得BCK信号和LRCK信号的时序精度得以提升，不但修正了数字音频信号中的不良时序，还提高了其在复杂使用环境中的抗干扰能力，最终确保数字音频信号在传输过程中的完整性和稳定性，从而高保真地、真实地还原数字音频信号中的每一帧量化信息以及每一个声音细节，进而大幅度地提升HiFi级高保真音频解码器的重放表现力；另一方面，每个单元采用通用的电路结构或集成芯片，使得装置的整体电路结构得以简化，性能级别突出且应用成本低，利于应用于各类不同格式的数字音频解调电路中。

【技术实现步骤摘要】
一种数字音频信号的时序再生整形装置
本专利技术涉及HiFi级别高保真的数字音频解码
，具体涉及一种数字音频信号的时序再生整形装置。
技术介绍
在HiFi(全称High-Fidelity)级别高保真数字音频解码技术研究领域中，对于数字音频解码器中的数字音频信号在传输解调过程中的时钟及时序同步精度有着极高的要求，这是保证数字音频精确解码准确重放高保真还原的先决条件。在传输解调过程中，任何一个瑕疵都会严重影响音频信号的准确解码及还原，比如信号源本身(在当今时代涉及或可作为数字音频信号源的设备非常之多，比如智能手机，个人电脑，平板电脑等)及传输过程中引入的干扰所导致的时钟抖动问题，时序混乱甚至时序失步问题，传统的数字音频重放基本都依靠已有的专用芯片的物理特性来保证信号的完整性，比如，数字音频传输的传统方法基本都是采用把I2S数据流信号调制成SPDIF音频信号进行传输，再由SPDIF解调芯片重新解调出标准的I2S数字音频数据流，经过二次编解码及SPDIF传输过程中所引入的时序抖动及损耗是极大的，严格地说已脱离了HiFi级高保真音频解码器对信号品质的严格要求。在实际应用过程中，DA芯片对信号源的完整性及稳定性要求非常之高，而所需的数字音频信号的时序精度越高，还原性就越高。当采用专用数字音频信号处理器件时会遇到一些问题，一是使用成本过高，二是电路的通用性非常低，致使其总体上缺乏性价比，甚至对数字音频信号的还原度不及本申请的技术方案，更不便于通用化应用。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是如何提升数字音频信号的时序精度以确保数字音频信号传输过程中的完整性和稳定性。为解决上述技术问题，本申请提供一种数字音频信号的时序再生整形装置，包括：接收单元，用于获取数字音频信号，所述数字音频信号包括第一时钟信号和DATA信号；主控单元，与所述接收单元连接，用于根据所述第一时钟信号的频率特征确定一MCLK信号的响应频率；锁相单元，与所述接收单元和所述主控单元连接，用于在所述主控单元确定所述MCLK信号的响应频率时锁定一振荡器以按照所述响应频率输出所述MCLK信号；时序再生单元，与所述锁相单元和所述主控单元连接，用于在所述主控单元确定所述锁相单元输出所述MCLK信号时，对所述MCLK信号进行多次分频，得到一BCK信号和一LRCK信号；整形单元，与所述时序再生单元连接，用于对所述MCLK信号、所述BCK信号、所述LRCK信号和所述DATA信号的波形进行无源整形，将整形后的各个信号进行同步匹配得到所述新数字音频信号。所述主控单元控制所述接收单元选择接收I2S音频信号或者SPDIF音频信号；当所述数字音频信号为SPDIF音频信号时，则所述接收单元解调得到所述I2S音频信号，将所述I2S音频信号中的帧时钟信号或者位时钟信号以作为所述第一时钟信号。所述主控单元根据所述第一时钟信号的频率判断所述第一时钟信号所在的预设频率范围，通过所述预设频率范围确定所述MCLK信号的响应频率为22.5792MHz、24.576MHz、45.1584MHz或49.152MHz；所述锁相单元包括多个振荡器，在所述主控单元确定所述MCLK信号的响应频率时锁定其中一个振荡器产生与所述响应频率相对应的晶振信号，以作为所述MCLK信号进行输出。所述主控单元包括MUTE端口，所述MUTE端口用于与外部设备的静音控制端连接；所述主控单元在确定所述MCLK信号的响应频率时通过所述MUTE端口控制外部设备在预设时间内静音，以避免发生所述MCLK信号在失步过程中引起的爆音情形。所述时序再生单元接收所述MCLK信号，对所述MCLK信号进行三次分频得到所述BCK信号，对所述MCLK信号进行九次分频得到所述LRCK信号。所述锁相单元还包括鉴相器，所述鉴相器将所述接收单元输出的所述第一时钟信号与所述时序再生单元输出的所述LRCK信号进行频率比较，通过触发的脉冲控制电压对锁定的振荡器进行频率调整，使得该振荡器产生的晶振信号的频率与所述响应频率一致。所述整形单元包括多路无源整形通道；各路所述无源整形通道分别对所述MCLK信号、所述BCK信号、所述LRCK信号和所述DATA信号的波形进行无源整形，将各路整形后的信号进行同步匹配得到所述新数字音频信号，且对所述新数字音频信号进行输出。所述的时序再生整形装置还包括DA转换器，所述DA转换器与所述整形单元连接，用于将所述整形单元输出的新数字音频信号进行解码以得到模拟音频信号。本申请的有益效果是：依据上述实施例的一种数字音频信号的时序再生整形装置，其主要包括接收单元、主控单元、锁相单元、时序再生单元和整形单元，其中接收单元用于获取数字音频信号，主控单元用于根据第一时钟信号的频率特征确定一MCLK信号的响应频率，锁相单元用于在主控单元确定MCLK信号的响应频率时锁定一振荡器以按照响应频率输出MCLK信号，时序再生单元用于在主控单元确定锁相单元输出所述MCLK信号时对MCLK信号进行多次分频，得到一BCK信号和一LRCK信号，整形单元用于对MCLK信号、BCK信号、LRCK信号和DATA信号的波形进行无源整形，将整形后的各个信号进行同步匹配得到新数字音频信号。第一方面，由于根据第一时钟信号的频率来确定MCLK信号的响应频率，使得MCLK信号的时序精度得到极大提升，基于该MCLK信号使得修正数字音频信号中的不良时序成为可能；第二方面，由于通过对MCLK信号的分频方式获得BCK信号和LRCK信号，使得BCK信号和LRCK信号的时序精度得以提升，不但修正了数字音频信号中的不良时序，还提高了数字音频信号在复杂使用环境中的抗干扰能力，最终确保数字音频信号在传输过程中的完整性和稳定性，从而高保真地、真实地还原数字音频信号中的每一帧量化信息以及每一个声音细节，进而大幅度地提升HIFI级高保真音频解码器的重放表现力；第三方面，本申请请求保护的时序再生整形装置中的每个单元采用通用的电路结构或集成芯片，使得装置的整体电路结构得以简化，既能够将数字音频信号的品质提升到专用数字音频信号处理器件的性能级别，还能够降低应用成本，使得该装置可完整地应用于各类不同格式的数字音频解调电路当中；第四方面，充分利用了锁相单元的锁相环功能进行时钟频率精准跟随，利用时序再生单元提高信号时序的同步特性，从而通过对数字音频信号时序跟踪、时序再生降低了数字音频信号本身及在传输过程中所引起的时序抖动，避免了数字音频信号因信号源的本身缺陷及传输损耗或干扰所引起的抖动或失步现象，极大地降低后续解码芯片的解码误码率，能够让频率稳定精度维持在1ps，稳定范围达25ppm至1600ppm，进一步提升音频信号的完整性，从而最大限度地全面地真实地还原数字音频信号的本质。第五方面，该时序再生整形装置可以适用于低标准PCM格式的音频信号输入情形，也可以适用于高码率DSD格式的音频信号输入情形，同时也可以反向应用于ADC模数转换的输出电路上来提高时序精度，能够应用于多种数字音频信号的处理场合。附图说明...

【技术保护点】
1.一种数字音频信号的时序再生整形装置，其特征在于，包括：/n接收单元，用于获取数字音频信号，所述数字音频信号包括第一时钟信号和DATA信号；/n主控单元，与所述接收单元连接，用于根据所述第一时钟信号的频率特征确定一MCLK信号的响应频率；/n锁相单元，与所述接收单元和所述主控单元连接，用于在所述主控单元确定所述MCLK信号的响应频率时锁定一振荡器以按照所述响应频率输出所述MCLK信号；/n时序再生单元，与所述锁相单元和所述主控单元连接，用于在所述主控单元确定所述锁相单元输出所述MCLK信号时，对所述MCLK信号进行多次分频，得到一BCK信号和一LRCK信号；/n整形单元，与所述时序再生单元连接，用于对所述MCLK信号、所述BCK信号、所述LRCK信号和所述DATA信号的波形进行无源整形，将整形后的各个信号进行同步匹配得到新数字音频信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字音频信号的时序再生整形装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于获取数字音频信号，所述数字音频信号包括第一时钟信号和DATA信号；
主控单元，与所述接收单元连接，用于根据所述第一时钟信号的频率特征确定一MCLK信号的响应频率；
锁相单元，与所述接收单元和所述主控单元连接，用于在所述主控单元确定所述MCLK信号的响应频率时锁定一振荡器以按照所述响应频率输出所述MCLK信号；
时序再生单元，与所述锁相单元和所述主控单元连接，用于在所述主控单元确定所述锁相单元输出所述MCLK信号时，对所述MCLK信号进行多次分频，得到一BCK信号和一LRCK信号；
整形单元，与所述时序再生单元连接，用于对所述MCLK信号、所述BCK信号、所述LRCK信号和所述DATA信号的波形进行无源整形，将整形后的各个信号进行同步匹配得到新数字音频信号。


2.如权利要求1所述的时序再生整形装置，其特征在于，所述主控单元控制所述接收单元选择接收I2S音频信号或者SPDIF音频信号；当所述数字音频信号为SPDIF音频信号时，则所述接收单元解调得到所述I2S音频信号，将所述I2S音频信号中的帧时钟信号或者位时钟信号以作为所述第一时钟信号。


3.如权利要求2所述的时序再生整形装置，其特征在于，
所述主控单元根据所述第一时钟信号的频率判断所述第一时钟信号所在的预设频率范围，通过所述预设频率范围确定所述MCLK信号的响应频率为22.5792MHz、24.576MHz、45.1584MHz或49.152MHz；
所述锁相单元包括多个振荡器，在所述主控单元确定所述MCLK信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘发光，李铭，
申请(专利权)人：深圳悦美移动科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44