專利名稱：采樣頻率轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于數(shù)字音頻裝置的采樣頻率轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
作為這種采樣頻率轉(zhuǎn)換器，已知一種轉(zhuǎn)換器，其將采樣頻率轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過 FIFO(先入先出緩沖器)提供至后一級裝置；還有一種已知的轉(zhuǎn)換器，其從前一級裝置獲得采樣頻率轉(zhuǎn)換前的數(shù)據(jù)。圖7是例示了前一種采樣頻率轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造示例的框圖，圖8是例示了后一種采樣頻率轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造示例的框圖。在圖7所示的采樣頻率轉(zhuǎn)換器中，插值器101是用于存儲從前一級裝置順次接收的數(shù)據(jù)的電路，當(dāng)生成了寫入請求信號時，插值器101根據(jù)直到該時刻而最新存儲的指定數(shù)量的數(shù)據(jù)執(zhí)行插值，以計算對應(yīng)于生成寫入請求信號的該時刻的數(shù)據(jù)，并將插值結(jié)果數(shù)據(jù)提供至FIFO 102。FIFO 102是用于存儲根據(jù)寫入請求信號從插值器101新輸入的數(shù)據(jù)的緩沖器，其根據(jù)來自后一級裝置的讀取請求信號從最早的數(shù)據(jù)開始順次讀取并輸出所存儲的數(shù)據(jù)。控制單元103是以對應(yīng)于頻率控制信息的時間率(time rate)生成寫入請求信號的電路；控制單元103控制插值器101執(zhí)行插值，并且控制FIFO 102存儲從插值器101 輸出的數(shù)據(jù)?？刂茊卧?03還監(jiān)控有效數(shù)據(jù)的數(shù)量，即從插值器101接收并且存儲在FIFO 102 中并且尚未輸出至后一級裝置的未讀取數(shù)據(jù)的數(shù)量；控制單元103還基于此有效數(shù)據(jù)的數(shù)量對頻率控制信息執(zhí)行校正。具體來說，當(dāng)把數(shù)據(jù)寫入FIFO 102的速度變得大于從FIFO 102讀取數(shù)據(jù)的速度，并且有效數(shù)據(jù)的數(shù)量增大至大于指定基準(zhǔn)值時，控制單元103生成如圖9所示的負(fù)校正值以減小頻率控制信息，并降低寫入FIFO 102的速度。另一方面，當(dāng)把數(shù)據(jù)寫入FIFO 102的速度變得小于從FIFO 102讀取數(shù)據(jù)的速度，并且有效數(shù)據(jù)的數(shù)量減少至小于指定基準(zhǔn)值時，控制單元103生成如圖9所示的正校正值以增大頻率控制信息，并增大寫入FIFO 102的速度。在圖7所示的采樣頻率轉(zhuǎn)換器中，使用這種令寫入速度跟隨讀取速度的控制來轉(zhuǎn)換采樣頻率。例如在專利文獻1中公開了這種類型的采樣頻率轉(zhuǎn)換器。在圖8所示的采樣頻率轉(zhuǎn)換器中，F(xiàn)IFO 104根據(jù)寫入請求信號存儲從前一級裝置新輸入的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)讀取請求信號，從最早數(shù)據(jù)開始順次讀取所存儲的數(shù)據(jù)，并將其輸出至插值器105。當(dāng)生成了讀取請求信號時，插值器105獲得并存儲從FIFO 104輸出的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)直到該時刻而最新存儲的指定數(shù)量的數(shù)據(jù)執(zhí)行插值，以計算對應(yīng)于生成讀取請求信號的該時刻的數(shù)據(jù)，然后將插值結(jié)果數(shù)據(jù)輸出至下一級裝置。控制單元106以對應(yīng)于頻率控制信息的時間率生成讀取請求信號；控制單元106控制數(shù)據(jù)從FIFO 104輸出至插值器105，并控制插值器105執(zhí)行插值。控制單元106還監(jiān)控有效數(shù)據(jù)的數(shù)量，即從前一級裝置接收并且存儲在FIFO 104 中并且尚未輸出至后一級裝置的未讀取數(shù)據(jù)的數(shù)量；控制單元106還基于此有效數(shù)據(jù)的數(shù)量對頻率控制信息執(zhí)行校正。此外，如后文將詳細(xì)說明的，當(dāng)從FIFO 104讀取數(shù)據(jù)的速度變得小于將數(shù)據(jù)寫入FIFO 104的速度，并且有效數(shù)據(jù)的數(shù)量增大至大于指定的基準(zhǔn)值時，則控制單元106生成正校正值以增大頻率控制信息，并增大從FIFO 104讀取數(shù)據(jù)的速度。 另一方面，當(dāng)從FIFO 104讀取數(shù)據(jù)的速度變得大于將數(shù)據(jù)寫入FIFO 104的速度，并且有效數(shù)據(jù)的數(shù)量減小至小于指定的基準(zhǔn)值時，控制單元106生成負(fù)校正值以減小頻率控制信息，并減小從FIFO 104讀取數(shù)據(jù)的速度。在圖8所示的采樣頻率轉(zhuǎn)換器中，使用這種令讀取速度跟隨寫入速度的控制來轉(zhuǎn)換采樣頻率。例如在專利文獻2中公開了這種類型的采樣頻率轉(zhuǎn)換器。[專利文獻1]日本專利申請公開No. 2006-279106[專利文獻2]日本專利申請公開No.2006-238044順便提及，在圖7所示的采樣頻率轉(zhuǎn)換器中，例如，當(dāng)寫入FIF0102的速度與讀取速度偏離較大的量，并且有效數(shù)據(jù)的數(shù)量從基準(zhǔn)值偏離較大的量時，必須執(zhí)行控制以生成如圖9所示的具有大絕對值的校正量，并使寫入速度接近讀取速度。另一方面，在FIFO 102 中，在寫入速度接近讀取速度并且有效數(shù)據(jù)的數(shù)量接近基準(zhǔn)值的范圍內(nèi)，不宜使得校正量的變化相對于有效數(shù)據(jù)數(shù)量從基準(zhǔn)值的變化的斜率變大。這是因為當(dāng)此斜率較大時，則頻率控制信息的變化相對于有效數(shù)據(jù)數(shù)量與基準(zhǔn)值之差變大，寫入請求信號的頻率變得不穩(wěn)定，并且在采樣頻率轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)中將出現(xiàn)頻率波動。因此，如圖9所示，在有效數(shù)據(jù)數(shù)量接近基準(zhǔn)值的區(qū)域中，必須降低校正量的變化相對于有效數(shù)據(jù)數(shù)量的變化的斜率。由于上述情況，寫入速度跟隨讀取速度，并且為了降低采樣頻率轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)中的頻率波動，必須使增大或減小有效數(shù)據(jù)數(shù)量的范圍擴大，或者說增大FIFO 102的級數(shù)。這對圖8所示采樣頻率轉(zhuǎn)換器來說也一樣。不過，在圖7所示的采樣頻率轉(zhuǎn)換器中，已經(jīng)通過插值器101進行了采樣頻率轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)被通過FIFO 102發(fā)送至下一級裝置，并且在圖8所示的采樣頻率轉(zhuǎn)換器中，將采樣頻率轉(zhuǎn)換前的數(shù)據(jù)從前一級裝置通過FIFO 104發(fā)送至插值器105。因此，當(dāng)為了減小頻率波動而增大了 FIFO 102或104的級數(shù)時，存在延遲變大的問題，該延遲為從前一級裝置輸出采樣頻率轉(zhuǎn)換前的數(shù)據(jù)的時刻到采樣頻率轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)提供至后一級裝置的時刻。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)⒉蓸宇l率轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)的頻率波動控制得很低，并且能夠減小采樣頻率轉(zhuǎn)換延遲的采樣頻率轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明的一個優(yōu)選形式是這樣一種采樣頻率轉(zhuǎn)換器，包括緩沖器，其響應(yīng)于寫入請求信號，存儲新輸入所述緩沖器的數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于讀取請求信號，按照從存儲數(shù)據(jù)的最早一個開始的順序讀取并輸出所存儲的數(shù)據(jù)；插值單元，其順次接收數(shù)據(jù)，在生成寫入請求信號的生成時刻執(zhí)行插值操作，以根據(jù)直到所述寫入請求信號的生成時刻而最新接收的指定數(shù)量的數(shù)據(jù)來計算對應(yīng)于所述寫入請求信號的生成時刻的插值數(shù)據(jù)，并且將所述插值數(shù)據(jù)提供至緩沖器；寫入速度調(diào)節(jié)單元，其以根據(jù)頻率控制信息確定的時間率循環(huán)地生成寫入請求信號，從而使所述插值單元響應(yīng)于所述寫入請求信號執(zhí)行插值操作，并使得所述緩沖器響應(yīng)于所述寫入請求信號存儲從所述插值單元輸出的數(shù)據(jù)；速度校正指針，其在寫入請求信號生成時增大指針值，并在讀取請求信號生成時減小指針值；和頻率控制單元，其基于所述速度校正指針的指針值校正頻率控制信息。利用本發(fā)明的這種形式，執(zhí)行控制以根據(jù)速度校正指針的指針值的增減來校正頻率控制信息，并且使寫入速度跟隨讀取速度。因此，根據(jù)速度校正指針的指針值的增減，能夠在寬范圍上執(zhí)行對寫入速度的調(diào)節(jié)，并且在寫入速度接近讀取速度時執(zhí)行微調(diào)，而無需增加緩沖器的級數(shù)。因此能夠減小采樣頻率轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)的頻率波動，并且不會使得采樣頻率轉(zhuǎn)換的延遲變大。本發(fā)明的另一種優(yōu)選形式是這樣一種采樣頻率轉(zhuǎn)換器，其包括緩沖器，其響應(yīng)于寫入請求信號，存儲新輸入所述緩沖器的數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于讀取請求信號，按照從所存儲數(shù)據(jù)的最早一個開始的順序讀取并輸出所存儲的數(shù)據(jù)；插值單元，其從所述緩沖器順次接收數(shù)據(jù)，在生成讀取請求信號的生成時刻執(zhí)行插值操作，以根據(jù)直到所述讀取請求信號的生成時刻而最新接收的指定數(shù)量的數(shù)據(jù)計算對應(yīng)于所述讀取請求信號的生成時刻的插值數(shù)據(jù)，并且輸出所述插值數(shù)據(jù)；讀取速度調(diào)節(jié)單元，其以根據(jù)頻率控制信息確定的時間率循環(huán)地生成讀取請求信號，從而使所述緩沖器響應(yīng)于所述讀取請求信號將數(shù)據(jù)輸出至所述插值單元，并使得所述插值單元響應(yīng)于所述讀取請求信號執(zhí)行插值操作；速度校正指針，其在寫入請求信號生成時增大指針值，并在讀取請求信號生成時減小指針值；和頻率控制單元，其基于所述速度校正指針的指針值校正頻率控制信息。利用本發(fā)明的這種形式，執(zhí)行控制以根據(jù)速度校正指針的指針值的增減來校正頻率控制信息，并且使讀取速度跟隨寫入速度。因此，根據(jù)速度校正指針的指針值的增減，能夠在寬范圍上執(zhí)行對讀取速度的調(diào)節(jié)，并且在讀取速度接近寫入速度時執(zhí)行微調(diào)，而無需增加緩沖器的級數(shù)。因此能夠減小采樣頻率轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)的頻率波動，并且不會使得采樣頻率轉(zhuǎn)換的延遲變大。


圖1是例示了本發(fā)明的第一實施例的采樣頻率轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是例示了第一實施例的1/L下采樣器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是例示了第一實施例的寫入速度調(diào)節(jié)電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖4是例示了第一實施例的Δ T列表控制的圖表；圖5是例示了第一實施例的寫入請求信號生成單元的操作的時序圖；圖6是例示了本發(fā)明第二實施例的采樣頻率轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的框圖；圖7是例示了傳統(tǒng)采樣頻率轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示例的框圖；圖8是例示了傳統(tǒng)采樣頻率轉(zhuǎn)換器的另一結(jié)構(gòu)示例的框圖；圖9是例示了傳統(tǒng)采樣頻率轉(zhuǎn)換器中有效數(shù)據(jù)的數(shù)量與校正量之間的關(guān)系示例的示圖。
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。<實施例1>圖1是例示了本發(fā)明的第一實施例的采樣頻率轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中， 抗混疊LPF 1是對輸入的音頻數(shù)據(jù)執(zhí)行LPF處理以防止在采樣頻率轉(zhuǎn)換處理中出現(xiàn)折疊噪聲(folding noise)的電路。此實施例的采樣頻率轉(zhuǎn)換器接收具有48kHz的第一采樣頻率的輸入音頻數(shù)據(jù)，將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)，并輸出結(jié)果，其中第二采樣頻率是從8kHz和48kHz之間的九種采樣頻率中選出的?？够殳BLPF 1使用所選擇的第二采樣頻率的一半作為截止頻率，并從輸入音頻數(shù)據(jù)中去除大于等于該截止頻率的頻率分量。8倍上采樣器2是對從抗混疊LPF 1輸出的具有第一采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)執(zhí)行8 倍上采樣、并將結(jié)果輸出為具有384kHz的采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)的電路。1/L下采樣器3是使用線性插值來對從8倍上采樣器2輸出的具有384kHz采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)執(zhí)行1/L下采樣，并且輸出具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)的電路。根據(jù)所選擇的第二采樣頻率來設(shè)置確定下采樣執(zhí)行因數(shù)的操作。FIFO 4是先入先出緩沖器，其存儲從1/L下采樣器3輸出的具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)，并根據(jù)FIFO讀取請求信號從最早的數(shù)據(jù)開始順次輸出所存儲的音頻數(shù)據(jù)。串行接口 5是執(zhí)行控制以將具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)提供至下一級裝置的電路。將具有與第二采樣頻率相同頻率的數(shù)據(jù)請求信號LRCK和位時鐘BCLK從所述下一級裝置提供至串行接口 5。在被提供數(shù)據(jù)請求信號LRCK之后，串行接口 5將FIFO讀取請求信號提供至FIFO 4和寫入速度調(diào)節(jié)電路6，根據(jù)信號LRCK將從FIFO 4輸出的音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)SD0， 使串行數(shù)據(jù)SDO的每個位與位時鐘BCLK同步，并將結(jié)果提供至下一級裝置。速度校正指針8是當(dāng)出現(xiàn)FIFO寫入請求信號時遞增并且當(dāng)出現(xiàn)FIFO讀取請求信號時遞減的指針。寫入速度調(diào)節(jié)電路6是具有與生成FIFO讀取請求信號的平均時間率相同的時間率的電路，其生成與384kHz主時鐘Φ同步的FIFO寫入請求信號，并將該信號輸出至FIF04和線性插值系數(shù)生成電路7。具體來說，寫入速度調(diào)節(jié)電路6根據(jù)第二采樣頻率通過累積頻率控制信息生成與主時鐘Φ同步的相位信息，并且每當(dāng)此相位信息溢出時，生成FIFO寫入請求信號。線性插值系數(shù)生成電路7是從FIFO寫入請求信號出現(xiàn)時刻的相位信息中查找線性插值系數(shù)、并且將該系數(shù)提供至1/L下采樣器3的電路。此實施例的寫入速度調(diào)節(jié)電路6具有根據(jù)速度校正指針8的指針值校正頻率控制信息、以及調(diào)節(jié)FIFO寫入請求信號出現(xiàn)的時間率或時間密度的功能。具體來說，當(dāng)寫入 FIFO 4的速度大于讀取速度并且速度校正指針8的指針值大于基準(zhǔn)值時，寫入速度調(diào)節(jié)電路6生成減小頻率控制信息的負(fù)校正值，減小生成寫入請求信號的時間率，并減小寫入速度。另一方面，當(dāng)寫入FIFO 4的速度小于讀取速度并且速度校正指針8的指針值小于基準(zhǔn)值時，寫入速度調(diào)節(jié)電路6生成增大頻率控制信息的正校正值，增大生成寫入請求信號的時間率，并增大寫入速度。通過執(zhí)行這種控制，使寫入速度跟隨讀取速度。此實施例的寫入速度調(diào)節(jié)電路6還具有轉(zhuǎn)換表，該轉(zhuǎn)換表將速度校正指針8的指針值轉(zhuǎn)換成校正值，該校正值增大或減小頻率控制信息。在此轉(zhuǎn)換表中，在靠近基準(zhǔn)值的區(qū)域中，校正值的變化相對于速度校正指針8的指針值的變化的斜率變小，而隨著指針值離開基準(zhǔn)值，校正值的變化相對于指針值的變化變大。通過使用這種轉(zhuǎn)換表對速度校正指針 8的指針值執(zhí)行非線性轉(zhuǎn)換并生成校正值或校正量，能夠在寫入FIFO 4的速度遠(yuǎn)離讀取速度的區(qū)域中生成絕對值大的校正量，從而使得寫入速度快速接近讀取速度，而在寫入速度接近讀取速度的區(qū)域中，生成絕對值小的校正量，以便校正寫入速度與讀取速度的小偏差， 從而能夠穩(wěn)定寫入速度并使得寫入速度與讀取速度匹配。如上文所述，根據(jù)此實施例，基于速度校正指針8的指針值而不是基于有效數(shù)據(jù)的數(shù)量來調(diào)節(jié)寫入FIFO 4的速度，其中速度校正指針8的指針值每當(dāng)寫入請求信號生成時
6增加、每當(dāng)讀取請求信號生成時較小。因此能夠?qū)IFO 4的級數(shù)保持在吸收抖動所需的最小數(shù)量，并且能夠減小采樣頻率轉(zhuǎn)換的延遲。另外，根據(jù)此實施例，通過使用上述非線性轉(zhuǎn)換根據(jù)速度校正指針8的指針值來生成校正量，除了在寬范圍上調(diào)節(jié)寫入FIFO 4的速度之外，還能夠在寫入速度接近讀取速度的范圍內(nèi)對寫入速度執(zhí)行微調(diào)。因此能夠減小采樣頻率轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)中的頻率波動，而不增大采樣頻率轉(zhuǎn)換的延遲。此外，根據(jù)此實施例， 對FIFO寫入請求信號執(zhí)行控制，以按照與FIFO讀取請求信號相同的時間率、并以與主時鐘 Φ同步的定時周期性地生成FIFO寫入請求信號。因此，即使在生成數(shù)據(jù)請求信號LRCK和 FIFO讀取請求信號的定時中出現(xiàn)抖動，也能夠通過1/L下采樣器3生成具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)，并經(jīng)過FIFO 4和串行接口 5將其提供至下一級裝置，使得該音頻數(shù)據(jù)不受抖動的影響。以上是對此實施例的總結(jié)。圖2是例示了上述采樣頻率轉(zhuǎn)換器中的1/L下采樣器3的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖，圖3 是例示了寫入速度調(diào)節(jié)電路6的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。下面參照這些附圖對此實施例的采樣頻率轉(zhuǎn)換器進行詳細(xì)說明。首先對1/L下采樣器3進行說明。在圖2中，臨時2級FIFO 31由L通道2級FIFO 和R通道2級FIFO構(gòu)成，每當(dāng)提供384kHz主時鐘Φ時，臨時2級FIF031獲得從8倍上采樣器2輸出的L通道和R通道音頻數(shù)據(jù)，并為每個通道保持兩段最近的音頻數(shù)據(jù)。操作數(shù)據(jù)存儲單元32由寄存器3 和32b構(gòu)成，寄存器3 和32b用于存儲在執(zhí)行線性插值時于兩端夾入插值點的音頻數(shù)據(jù)。在生成FIFO寫入請求信號時，將存儲在臨時2級FIF031的第二級中的L通道和R通道音頻數(shù)據(jù)存儲在寄存器32a中，并將存儲在第一級中的L通道和R通道音頻數(shù)據(jù)存儲在寄存器32b中。在插值操作中使用存儲在寄存器3 和32b中的音頻數(shù)據(jù)A和B來查找具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)。減法器33、乘法器34、加法器35、和寄存器36構(gòu)成用于執(zhí)行插值操作以從音頻數(shù)據(jù)A和B中查找具有第二采樣頻率的插值音頻數(shù)據(jù)并輸出結(jié)果的裝置。在分時控制中，在從生成FIFO寫入請求信號時刻到生成下一個FIFO寫入請求信號時刻的周期中，這些電路執(zhí)行插值以針對L通道和R通道中的每一個查找具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)，并將結(jié)果通過寄存器36提供至FIFO 4。具體來說，減法器33從存儲在操作數(shù)據(jù)存儲單元32的寄存器32b中的L通道音頻數(shù)據(jù)B中減去存儲在寄存器3 中的音頻數(shù)據(jù)A，并輸出所得數(shù)據(jù)B-A。乘法器34將數(shù)據(jù)B-A 乘以該時刻從線性插值系數(shù)生成電路7輸出的線性插值系數(shù)α，并輸出數(shù)據(jù)(B-A) X α。這里，α是指示具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)的位置的數(shù)值，其中將通過在音頻數(shù)據(jù)A和音頻數(shù)據(jù)B之間的時間軸上進行插值來查找該位置。計算線性插值系數(shù)α的方法將在后面說明。加法器35將從乘法器34得到的數(shù)據(jù)(B-A)Xa加上存儲在操作數(shù)據(jù)存儲單元32 的寄存器32a中的L通道音頻數(shù)據(jù)Α。寄存器36保持累加A+(B-A) X α的結(jié)果，作為具有第二采樣頻率的L通道的音頻數(shù)據(jù)。上文已對通過減法器33、乘法器34、加法器35、和寄存器36對L通道進行處理的示例進行了說明，不過，針對R通道的音頻數(shù)據(jù)也執(zhí)行相同的處理，并將結(jié)果保持在寄存器36中。接下來將參照圖3對寫入速度調(diào)節(jié)電路6進行說明。FIFO 4是16級FIFO，其累積如上文所述生成的具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)。寫入指針401和讀取指針402連接至此FIFO 4。這里，寫入指針401是這樣一種電路，其每當(dāng)FIFO寫入請求信號生成時將寫入地址增加“ 1 ”，將該地址提供至FIFO 4，并且在該時刻將從寄存器36提供的L通道和R通道音頻數(shù)據(jù)寫入FIFO 4中由寫入地址指定的區(qū)域中。讀取指針402是這樣一種電路，其每當(dāng)FIFO讀取請求信號生成時將讀取地址增加“ 1 ”，將該地址提供至FIFO 4，并且在該時刻從FIF04中由讀取地址指定的區(qū)域中讀取L通道和R通道音頻數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)提供至串行接口 5。矢量檢測電路604是監(jiān)控速度校正指針8的指針值、并輸出矢量向上/向下信息的電路，其中矢量向上/向下信息指示下列中的哪一個應(yīng)用于指針值的隨時間變化模式。a、指針值增大。b、指針值減小。C、指針值從增大變?yōu)闇p小。d、指針值從減小變?yōu)樵龃?。頻率控制電路610提供用于生成頻率控制信息Δ y的裝置，頻率控制信息Δ y設(shè)置FIFO寫入請求信號的頻率。寫入請求信號生成單元620是每當(dāng)主時鐘Φ生成時累積總的頻率控制信息Ay、并且每當(dāng)相位信息y (即所累積的總值)溢出時生成FIFO寫入請求信號的電路。下文將依次說明這些電路的結(jié)構(gòu)。首先，頻率控制單元610由Δ T列表611、加法器612、鎖存器613、和增加值列表 614構(gòu)成。增加值列表614存儲與各種第二采樣頻率相關(guān)的頻率控制信息Δ y的初始值。 當(dāng)通過寫入請求信號生成單元620進行的頻率控制信息的累積與384kHz主時鐘Φ同步地重復(fù)時，此頻率控制信息Δ y取某個值，以使得相位信息y(即累積值)以對應(yīng)于第二采樣頻率的時間率溢出。具體來說，當(dāng)相位信息y取范圍0至M-I范圍內(nèi)的值，并且第二采樣頻率取f2時，則頻率控制信息Δ y的初始值取如下值A(chǔ)y = M/ (384kHz/f 2) = M/L(1)操作鎖存器613以使其初始化。當(dāng)采樣頻率轉(zhuǎn)換器開始操作時，從增加值列表614 讀取與由后一級裝置請求的第二采樣頻率f2相關(guān)聯(lián)的頻率控制信息Δ y,并將鎖存器613 初始化為該值。此后，每當(dāng)生成384kHz的主時鐘Φ時，就用從加法器612輸出的數(shù)據(jù)更新鎖存器613中的頻率控制信息Δ y。當(dāng)由于從鎖存器613輸出的頻率控制信息Δ y不適當(dāng)而使得速度校正指針8的指針值偏離基準(zhǔn)值時，Δ T列表611和加法器612構(gòu)成一種將頻率控制信息Δ y校正為適當(dāng)值的途徑。首先，Δ T列表611是用于將速度校正指針8的指針值與矢量向上/向下的組合轉(zhuǎn)換成校正量Δ T的列表。圖4例示了使用Δ T列表611執(zhí)行的轉(zhuǎn)換處理的內(nèi)容。如圖4所示，矢量向上/向下可以指示速度校正指針8的指針值正在減小，并且當(dāng)指針值變得小于基準(zhǔn)值“8”時，Δ T列表611輸出正的校正量Δ Τ,正的校正量Δ T具有對應(yīng)于速度校正指針8的指針值和基準(zhǔn)值“8”之間差值的絕對值。由于加法器612將此正的校正量Δ T加至當(dāng)前的頻率控制信息Δ y,使得頻率控制信息Δ y增大，這導(dǎo)致FIFO寫入請求信號的時間率增大，從而減緩速度校正指針8的指針值的減小。另外，矢量向上/向下可以指示速度校正指針8的指針值正在增大、并且當(dāng)速度校正指針8的指針值變得大于基準(zhǔn)值“8”時，Δ T列表611輸出負(fù)的校正量Δ Τ,負(fù)的校正量Δ T具有對應(yīng)于速度校正指針 8的指針值和基準(zhǔn)值“8”之間差值的絕對值。由于加法器612將此負(fù)的校正量Δ T加至當(dāng)前的頻率控制信息Δ y，使得頻率控制信息Δ y減小，這導(dǎo)致FIFO寫入請求信號的時間率減小，從而減緩速度校正指針8的指針值的增大。寫入請求信號生成單元620由加法器621和鎖存器622構(gòu)成。加法器621將從頻率控制單元610提供的頻率控制信息Δ y與從鎖存器622輸出的當(dāng)前相位信息y相加。每當(dāng)提供主時鐘Φ時，鎖存器622得到來自加法器621的輸出數(shù)據(jù)并將其保持為新的相位信息y。圖5例示了該寫入請求信號生成單元620的操作。如圖5所示，每當(dāng)生成主時鐘Φ 時，相位信息y每次遞增Δ y。當(dāng)頻率控制信息Δ y的累積結(jié)果超過相位信息y的上限值 M-I時，將超出量β存儲在鎖存器622中作為新的相位信息y。當(dāng)相位信息y溢出時，鎖存器622中的相位信息的MSB從“1”降至“0”。MSB的下降沿提供至FIFO 4、寫入指針401、 和線性插值系數(shù)生成電路7，作為FIFO寫入請求信號。在圖2中，線性插值系數(shù)生成電路7保持從鎖存器622輸出的生成FIFO寫入請求信號時的相位信息y(換句話說是圖5所示的值β)，并使用如下等式根據(jù)值β計算線性插值系數(shù)α α = β / (M/L)在此等式中，所使用的M/L值是存儲在增加值列表614中的對應(yīng)于后一級裝置所請求的第二采樣頻率的頻率控制信息Δ y的初始值M/L中的一個值。1/L下采樣器3使用通過上述方式得到的線性插值系數(shù)α來執(zhí)行具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)A和B之間的線性插值，并將插值所得音頻數(shù)據(jù)寫入FIFO 4。利用上述采樣頻率轉(zhuǎn)換器，能夠基于速度校正指針8的指針值而不是FIFO 4的有效數(shù)據(jù)的數(shù)量來調(diào)節(jié)寫入FIFO 4的速度，其中速度校正指針8的指針值在FIFO寫入請求信號生成時增大，而在FIFO讀取請求信號生成時減小。因此，能夠在寬范圍內(nèi)控制寫入速度，并且能夠根據(jù)速度校正指針8的指針值的增大或減小對接近讀取速度的寫入速度進行微調(diào)。因此，F(xiàn)IFO 4的級數(shù)能夠設(shè)置為吸收抖動所需的最小數(shù)量，并且能夠減小采樣頻率轉(zhuǎn)換的延遲，同時減小采樣頻率轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)中的頻率波動。另外，根據(jù)此實施例，與主時鐘Φ同步地生成具有與FIFO讀取請求信號的平均時間率相同的時間率的FIFO寫入請求信號。使用與主時鐘Φ同步的生成FIFO寫入請求信號時的相位信息y來計算線性插值操作中使用的線性插值系數(shù)α。因此，根據(jù)此實施例，即使在生成數(shù)據(jù)請求信號LRCK和FIFO 讀取請求信號的定時上存在抖動，也能夠生成具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)并且將其提供至后一級裝置，而不受抖動的影響。<實施例2>圖6是例示了本發(fā)明的第二實施例的采樣頻率轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的框圖。在此實施例中，抗混疊LPF 1和8倍上采樣器2的結(jié)構(gòu)和作用與上述第一實施例(圖1)中的相同。在此實施例中，F(xiàn)IFO 4與1/L下采樣器3之間的位置關(guān)系與第一實施例不同。具體來說，響應(yīng)于寫入請求信號，F(xiàn)IFO 4存儲從8倍上采樣器2輸出的具有第一采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)，并按照從最早的數(shù)據(jù)開始的順序輸出所存儲的音頻數(shù)據(jù)。速度校正指針8是在FIFO寫入請求信號生成時增大而在FIFO讀取請求信號生成時減小的指針。讀取速度調(diào)節(jié)電路9是生成具有與生成FIFO寫入請求信號的平均時間率相同的時間率并且與384kHz主時鐘Φ同步的FIFO讀取請求信號的電路，并且該電路將所生成的信號輸出至FIFO 4和線性插值系數(shù)生成電路7。具體來說，讀取速度調(diào)節(jié)電路9與主時鐘 Φ同步，根據(jù)第二采樣頻率通過累積頻率控制信息生成相位信息，并且每當(dāng)此相位信息溢出時生成FIFO讀取請求信號。線性插值系數(shù)生成電路7隨后從FIFO讀取請求信號生成時刻的相位信息中查找線性插值系數(shù)，并將該系數(shù)提供至1/L下采樣器3。此實施例的讀取速度調(diào)節(jié)電路9具有根據(jù)速度校正指針8的指針值增大或減小頻率控制信息、以及調(diào)節(jié)生成FIFO讀取請求信號的時間率或時間密度的功能。具體來說， 當(dāng)讀取FIFO 4的速度大于寫入速度并且速度校正指針8的指針值小于基準(zhǔn)值時，讀取速度調(diào)節(jié)電路9生成減小頻率控制信息的負(fù)校正量，該負(fù)校正量減小生成讀取請求信號的時間率，并減小讀取速度。另一方面，當(dāng)讀取FIFO 4的速度小于寫入速度并且速度校正指針 8的指針值大于基準(zhǔn)值時，讀取速度調(diào)節(jié)電路9生成增大頻率控制信息的正校正量，該正校正量增大生成讀取請求信號的時間率，并增大讀取速度。通過這種控制，使讀取速度跟隨寫入速度。另外，此實施例的讀取速度調(diào)節(jié)電路9還具有轉(zhuǎn)換表，該轉(zhuǎn)換表將速度校正指針8 的指針值轉(zhuǎn)換成校正量，該校正量增大或減小頻率控制信息。如上述第一實施例中一樣，在此轉(zhuǎn)換表中，在靠近基準(zhǔn)值時，校正量的變化相對于速度校正指針8的指針值的變化的斜率小，而隨著指針值離開基準(zhǔn)值，校正量的變化相對于速度校正指針8的指針值的變化的斜率變大。因此，根據(jù)該實施例，能夠在讀取FIF04的速度遠(yuǎn)離寫入速度的區(qū)域中，生成絕對值大的校正量，從而使得讀取速度快速接近寫入速度，而在讀取速度接近寫入速度的區(qū)域中，生成絕對值小的針對讀取速度與寫入速度的小偏差的校正量，從而能夠穩(wěn)定讀取速度并使得讀取速度與寫入速度匹配。因此，根據(jù)此實施例，能夠獲得與第一實施例相同的效果。上文對本發(fā)明的第一實施例和第二實施例進行了說明，不過，除了這些實施例，本發(fā)明也可以采用其它實施例。例如，在上述每個實施例中，對具有第一采樣頻率的輸入音頻數(shù)據(jù)執(zhí)行8倍上采樣，在轉(zhuǎn)換成384kHz音頻數(shù)據(jù)之后，通過執(zhí)行1/L下采樣來生成具有第二采樣頻率的音頻數(shù)據(jù)，不過，代替執(zhí)行8倍上采樣，還可以執(zhí)行高階插值來作為1/L下采樣。
權(quán)利要求
1.一種采樣頻率轉(zhuǎn)換器，包括緩沖器，其響應(yīng)于寫入請求信號，存儲新輸入所述緩沖器的數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于讀取請求信號，按照從存儲數(shù)據(jù)的最早一個開始的順序讀取并輸出所存儲的數(shù)據(jù)；插值單元，其順次接收數(shù)據(jù)，在生成寫入請求信號的生成時刻執(zhí)行插值操作，以根據(jù)直到所述寫入請求信號的生成時刻而最新接收的指定數(shù)量的數(shù)據(jù)來計算對應(yīng)于所述寫入請求信號的生成時刻的插值數(shù)據(jù)，并且將所述插值數(shù)據(jù)提供至緩沖器；寫速度調(diào)節(jié)單元，其以根據(jù)頻率控制信息確定的時間率循環(huán)地生成寫入請求信號，從而使所述插值單元響應(yīng)于所述寫入請求信號執(zhí)行插值操作，并使得所述緩沖器響應(yīng)于所述寫入請求信號存儲從所述插值單元輸出的數(shù)據(jù)；速度校正指針，其在寫入請求信號生成時增大指針值，并在讀取請求信號生成時減小指針值；和頻率控制單元，其基于所述速度校正指針的指針值校正頻率控制信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣頻率轉(zhuǎn)換器，其中所述頻率控制單元包括轉(zhuǎn)換單元，所述轉(zhuǎn)換單元將所述速度校正指針的指針值轉(zhuǎn)換成用于以非線性方式增大或減小頻率控制信息的校正值，以使得所述校正值的變化斜率在基準(zhǔn)值附近較小而在遠(yuǎn)離基準(zhǔn)值時變大。
3.一種采樣頻率轉(zhuǎn)換器，包括緩沖器，其響應(yīng)于寫入請求信號，存儲新輸入所述緩沖器的數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于讀取請求信號，按照從存儲數(shù)據(jù)的最早一個開始的順序讀取并輸出所存儲的數(shù)據(jù)；插值單元，其從所述緩沖器順次接收數(shù)據(jù)，在生成讀取請求信號的生成時刻執(zhí)行插值操作，以根據(jù)直到所述讀取請求信號的生成時刻而最新接收的指定數(shù)量的數(shù)據(jù)來計算對應(yīng)于所述讀取請求信號的生成時刻的插值數(shù)據(jù)，并且輸出所述插值數(shù)據(jù)；讀速度調(diào)節(jié)單元，其以根據(jù)頻率控制信息確定的時間率循環(huán)地生成讀取請求信號，從而使所述緩沖器響應(yīng)于所述讀取請求信號將數(shù)據(jù)輸出至所述插值單元，并且使所述插值單元響應(yīng)于所述讀取請求信號執(zhí)行插值操作；速度校正指針，其在寫入請求信號生成時增大指針值，并在讀取請求信號生成時減小指針值；和頻率控制單元，其基于所述速度校正指針的指針值來校正頻率控制信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采樣頻率轉(zhuǎn)換器，其中所述頻率控制單元包括轉(zhuǎn)換單元，所述轉(zhuǎn)換單元將所述速度校正指針的指針值轉(zhuǎn)換成用于以非線性方式增大或減小頻率控制信息的校正值，以使得所述校正值的變化斜率在基準(zhǔn)值附近較小而在遠(yuǎn)離基準(zhǔn)值時變大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采樣頻率轉(zhuǎn)換器，其具有緩沖器，該緩沖器響應(yīng)于寫入請求信號存儲數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于讀取請求信號按照從最早數(shù)據(jù)開始的順序輸出所存儲的數(shù)據(jù)。插值單元順次接收來自外部源的數(shù)據(jù)，在寫入請求信號的生成時刻執(zhí)行插值操作，以根據(jù)最新接收的指定數(shù)量的數(shù)據(jù)來計算插值數(shù)據(jù)，并將插值數(shù)據(jù)提供至緩沖器。寫入速度調(diào)節(jié)單元以根據(jù)頻率控制信息確定的時間率循環(huán)地生成寫入請求信號。速度校正指針在寫入請求信號生成時增大指針值，并在讀取請求信號生成時減小指針值。頻率控制單元基于速度校正指針的指針值校正頻率控制信息。
文檔編號H03H17/00GK102403985SQ201110261438
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者村木保之 申請人:雅馬哈株式會社