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[数据转换器-信号链]

信号链基础知识

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GG_GG|  楼主 | 2012-8-1 20:45 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
传统 I2S—为何要包括系统时钟?

过去,我们在讨论音频话题时,偶尔会提及 I2S。我在以前的一些**中提到过 I2S,其他人在做音频研究时也都会提到它。简而言之,它是一种将立体声数据从一端传输至另一端的同步方法。

大多数人认为 I2S 有三种信号:

数据:输入或者输出数据

位时钟 (Bitclock,BCK):确立数据流中两个相邻位之间边界的信号

左/右时钟 (LRCK)/字时钟 (Wordclock):一个在采样速率下运行、占空比为 50% 的慢时钟,它确立数据流中两条相邻通道(左和右)之间的边界。

I2S 的幕后英雄是主时钟 (MCK),也称作系统时钟 (SCK),它常常被数字信号处理器 (DSP) 程序员和其他处理器爱好者们忽略。主时钟 (MCK/SCK),通常为一个64、128、256 和 512 倍采样速率 (FS) 的时钟。它可以由一个输入引脚直接提供,也可以通过一个锁相环路 (PLL) 在某些器件内部产生。

一般而言,DSP 不需要音频主时钟,因为它们能够以一种完全不同的速率对数据进行处理,然后在 BCK 和 LRCK 的驱动下,让数据以某种速率进入输出缓冲器(或者通过输入缓冲器接收数据)。

如果您能暂时将注意力从您的处理器上移开,您会发现音频主时钟重要得多。大多数 MCK/SCK 输入的音频转换器,都要求时钟同步,而有一些则允许异相位。这就意味着,它们需要由相同的高速时钟来提供,然后被除小。我接触过的一些客户会突发灵感地告诉我:“我的 ADC 需要一个 MCK,但它离我的 DAC 太远。因此,我要在每个转换器旁边放置一个晶体……”有这种想法可以理解,但请您“千万别这么做!”

您在购买晶体时,无法保证它刚好为 48.000 kHz。您的模数转换器 (ADC) 晶体的运行精确度可能会为 +5%,而数模转换器 (DAC) 的运行精确度可能为 –5%。这样的精确度,会给您的设计带来灾难性的后果!这是为什么呢,下面将为您娓娓道来。

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沙发
GG_GG|  楼主 | 2012-8-1 20:46 | 只看该作者
用于 I2S

用于音频 ADC 的主时钟

如图 1 所示,高速主时钟(例如:24.576 MHz 时钟)用于驱动 ADC 的过采样调制器。之后,来自过采样调制器的数据被消减分解成 LRCK 给定的采样速率。

当 ADC 运行在主模式(生成 BCK 和 LRCK,作为输出)下时,ADC 只是对 MCK/SCK 进行划分,产生 LRCK 和 BCK 信号。这就对啦!LRCK/BCK 和主时钟被同步—相位也可能同步(除非它是一个特殊分割器)。



图 1 通用 ADC 结构图

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