特征

•單芯片數字音頻接口接收器（DIR），包括低抖動時鐘恢復系統

•符合數字音頻接口標準：IEC60958（原IEC958）、JEITA CPR-1205（原EIAJ CP-1201、CP-340）、AES3、EBU tech3250

•從雙相輸入信號進行時鐘恢復和數據解碼，通常稱為S/PDIF、EIAJ CP-1201、IEC60958、AES/EBU

•兩相輸入信號采樣頻率（fS）范圍：28 kHz至108 kHz

•低抖動恢復系統時鐘：50 ps

•符合IEC60958-3的抖動公差

•可選恢復系統時鐘：128 fS、256 fS、384 fS、512 fS

•串行音頻數據輸出格式：24位I2S；MSB優先，24位左對齊；MSB優先16-，24位右對齊

•用戶數據、信道狀態數據輸出與解碼的串行音頻數據同步

•解碼無需外部時鐘

•包括實際采樣頻率計算器（需要外部24.576-MHz時鐘）

•功能控制：并行（硬件）

•功能與DIR1703相似，引腳分配與DIR1703相同

•單電源：3.3 V（2.7 V至3.6 V）

•工作溫度范圍廣：–40°C至85°C

•5 V容差數字輸入

•包裝：28針TSSOP，引腳間距：0,65 mm

應用

•車載音響主機

•車載音頻外部放大器

說明

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1符合IEC60958-3、JEITA CPR-1205（EIAJ CP-1201修訂版）、AES3、EBUtech3250，可用于需要數字音頻接口的各種應用。

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1支持多種輸出系統時鐘和輸出數據格式，可靈活應用于許多應用系統。由于R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1提供的所有功能都可以通過控制引腳直接控制，因此它可以很容易地用于沒有微控制器的應用系統中。此外，由于為信道狀態位和用戶數據位提供了專用管腳，因此可以通過與微控制器、DSP等連接來容易地完成對它們的信息的處理。

如果不使用內部實際采樣頻率計算器，則R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1不需要外部時鐘源或諧振器進行解碼操作。因此，降低系統成本是可能的。

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1的工作溫度范圍規定為-40°C至85°C，因此適用于汽車應用。

方塊圖

典型性能特征

正弦波工作放大器，0-0 kHz；無晶體負載。

電源電流

恢復系統時鐘（SCKO）抖動

設備信息

可接受的兩相輸入信號和兩相輸入引腳（RXIN）

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1可解碼以下標準之一規定的兩相信號格式。通常，以下這些標準可以稱為索尼/飛利浦數字接口格式（S/PDIF）或AES/EBU。

•IEC60958（原IEC958的修訂版）

•JEITA CPR-1205（原EIAJ CP-1201、CP-340的修訂版）

•AES3

•EBU tech3250

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1可以解碼的采樣頻率范圍和數據字長度如下：

•采樣頻率范圍為28 kHz至108 kHz。

•最大音頻采樣字長度為24位。

關于二相輸入信號的其他注釋。

•內置鎖相環的捕獲率符合IEC60958-3規定的采樣頻率精度三級（12.5%）。

•R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1的抖動公差符合IEC60958-3。

•PLL也可以鎖定在指定采樣頻率范圍之外，但不能保證擴展范圍。

注意二相輸入信號的信號電平和傳輸線。

•每個標準中的信號電平和傳輸線（光學、差分、單端）不同。

•兩相輸入信號連接到R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1的RXIN引腳。

•RXIN引腳有一個5伏的TTL電平輸入。

•光接收器模塊（光-電轉換器）如TOSLINK，通常用于消費類應用，直接連接到RXIN引腳，無需添加外部組件。

•光接收器模塊的輸出波形隨每種產品類型的特性而變化，因此在光接收器模塊輸出和R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1輸入之間可能需要一個傾倒電阻器或緩沖放大器。如果光接收器模塊和R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1相隔很遠，則需要小心操作。

•如果R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1連接到同軸傳輸線，則需要外部放大器。

•如果使用非光傳輸線，R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1需要一個外部差分到單端轉換器、衰減器等，用于一般消費者應用。

系統復位

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1復位功能由外部復位引腳RST控制。

復位操作必須在圖4所示的通電順序期間執行。具體來說，R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1要求在電源電壓上升到2.7V以上后進行100 ns的復位操作。

復位期間各輸出引腳的狀態如表1所示。

工作模式和時鐘轉換信號輸出

運行方式

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1有以下三種運行模式。

這些模式是通過連接CKSEL引腳來選擇的。

•PLL模式：用于解調兩相輸入信號；始終輸出PLL源時鐘

•XTI模式：用于時鐘發生器；始終輸出XTI源時鐘

•自動模式：自動時鐘源選擇；輸出源取決于錯誤引腳。

操作模式選擇注意事項：

•通常，選擇PLL模式：CKSEL=L對兩相輸入信號進行解碼。

•XTI模式是一種向外圍設備（a/D轉換器等）提供XTI源時鐘的模式；因此，不會輸出恢復的時鐘和解碼數據。

•不使用XTI源時，不需要XTI源。在這種情況下，時鐘不在XTI模式下輸出。

•選擇XTI模式時，兩相解碼功能繼續工作。因此，始終監控兩相輸入狀態（錯誤）和采樣頻率計算器（操作所需的XTI源）的結果。也就是說，以下輸出引腳：ERROR、BFRAME、FSOUT[1:0]、CLKST、AUDIO和EMPH始終處于啟用狀態。

表2給出了這三種模式的詳細信息。

（1）、由于壓控振蕩器的振蕩頻率取決于電源電壓、溫度和工藝變化，因此壓控振蕩器的自由運行頻率不是一個恒定的頻率。

時鐘轉換信號輸出

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1提供與PLL鎖定/解鎖狀態變化同步的輸出脈沖。

CLKST引腳輸出鎖定和解鎖之間的PLL狀態變化。CLKST輸出脈沖僅取決于PLL的狀態變化。

該時鐘變化/轉換信號通過CLKST輸出。

由于該信號指示由于PLL狀態改變而引起的時鐘轉換周期，因此它可以用于在應用中靜音或其他適當的功能。

由CLKSEL引腳引起的時鐘源選擇不影響CLKST的輸出。

即使在XTI源模式下CKSEL=H，CLKST也會因PLL狀態改變而改變。

當R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1在其鎖定于兩相輸入信號的狀態下復位時，CLKST的脈沖信號不輸出。也就是說，重置的優先級高于CLKST。

鎖定/解鎖過程、CLKST和錯誤輸出、輸出時鐘（SCKO、BCKO、LRCKO）和數據（DOUT）之間的關系如圖6所示。

時鐘說明

系統時鐘源

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1有以下兩個系統時鐘源。

•PLL源（可提供128 fS、256 fS、384 fS、512 fS，通過內置PLL恢復）

•XTI源（需要一個24.576-MHz諧振器或外部時鐘源。）

兩個時鐘源用于以下目的。

•PLL源：從兩相輸入信號恢復系統時鐘

•XTI源：用于外圍設備（例如A/D轉換器、微控制器等）的時鐘源，用于內部實際采樣頻率計算器的測量參考時鐘

鎖相環時鐘源說明

•PLL時鐘源是內置PLL（包括VCO）的輸出時鐘。

•PLL時鐘源頻率可通過PSCK[1:0]從128 fS、256 fS、384 fS、512 fS中選擇。

•當PLL處于鎖定狀態時，PLL時鐘源是從兩相輸入信號恢復的時鐘。

•當PLL處于解鎖狀態時，PLL時鐘源是VCO的內置自由運行時鐘。

•PLL時鐘源在解鎖狀態下的頻率不是恒定的。

（VCO自由運行頻率取決于電源電壓、溫度和芯片晶圓的變化。）

XTI時鐘源說明

•XTI時鐘源不用于從兩相輸入信號恢復時鐘和解碼數據。

•因此，如果R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1僅用于從兩相輸入信號恢復時鐘和解碼數據，則不需要XTI時鐘源。在這種情況下，XTI引腳必須連接到DGND引腳。

（R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1沒有用于使用或不使用XTI時鐘源的選擇引腳。）

時鐘源的選擇方法

•輸出時鐘由CKSEL引腳的電平從兩個時鐘源中選擇。

•系統時鐘源的選擇僅取決于CKSEL引腳的輸入電平。

•從兩相輸入恢復時鐘和解碼數據需要CKSEL=L設置。

•XTI時鐘源輸出需要CKSEL=H設置。

•在XTI源和PLL源之間的時鐘源轉換期間，時鐘的連續性無法保證。

時鐘源自動選擇方法（時鐘源模式：自動）

•此方法可使用R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1錯誤狀態自動選擇時鐘源。當ERROR=L時輸出PLL源時鐘；當ERROR=H時輸出XTI源時鐘。

•要啟用自動時鐘源選擇，CKSEL引腳必須連接到ERROR引腳。

•如果在錯誤期間需要XTI時鐘源，建議使用這種方法。

•由于錯誤狀態期間的時鐘源是XTI，如果沒有向XTI引腳提供XTI時鐘源，則在錯誤期間不會輸出SCKO、BCKO和LRCKO。

時鐘/數據源與CKSEL引腳和PLL狀態輸入組合之間的關系如表2所示。

時鐘樹系統如圖7所示。

PLL時鐘源（內置PLL和VCO）說明

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1具有片上鎖相環（包括VCO），用于從兩相輸入信號中恢復時鐘。

從內置VCO輸出的時鐘被定義為PLL時鐘源。

在鎖定狀態下，內置鎖相環產生與兩相輸入信號同步的系統時鐘。

在解鎖狀態下，內置鎖相環（VCO）產生一個自由運行的時鐘。（頻率不是恒定的。）

PLL可以支持128 fS、256 fS、384 fS或512 fS的系統時鐘，其中fS是兩相輸入信號的采樣頻率。

PLL的系統時鐘頻率由PSCK[1:0]選擇。

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1可通過其28個采樣頻率范圍（kHz至108 kHz）對兩相輸入信號進行解碼，與PSCK[1:0]的設置無關。

因此，R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1可以在PSCK[1:0]的所有設置下解碼采樣頻率從28 kHz到108 kHz的兩相輸入信號。

PSCK[1:0]選擇與PLL源的輸出時鐘（SCKO、BCKO、LRCKO）之間的關系如表3所示。

在PLL模式下（CKSEL=L），輸出時鐘（SCKO、BCKO、LRCKO）由PLL源時鐘產生。

二相輸入信號不同采樣頻率fS下LRCKO、BCKO和SCKO的頻率關系如表4所示。

所需PLL環路濾波器說明

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1包含一個PLL，用于生成與兩相輸入信號同步的時鐘。

內置鎖相環需要一個外部環路濾波器，具體如下所示。

推薦的過濾器組件R1、C1和C2的操作和性能得到保證。

關于循環過濾器組件和布局的說明

•組成過濾器的電阻器和電容器應盡可能靠近R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1。

•建議使用公差小于5%的碳膜電阻器或金屬膜電阻器。

•建議使用薄膜電容器，公差小于5%。

•如果C1和C2使用陶瓷電容器，建議使用低電壓系數和低溫度系數的零件，如CH或C0G。

•外部回路過濾器必須放置在過濾器引腳上。

•外部環路濾波器的GND節點必須直接與R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1的AGND引腳連接；不得與其他信號組合。

外環濾波器配置及與R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1的連接如圖8所示。

環路濾波器元件的推薦值見表5。

XTI時鐘源和振蕩放大器描述

該時鐘由內置振蕩放大器驅動或從外部時鐘輸入XTI管腳，被定義為XTI源。XTI源采用24.576兆赫基頻諧振器或外部24.576兆赫時鐘。

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1要求XTI源用于以下目的：

•實際采樣頻率計算器的測量基準時鐘

•XTI源模式的時鐘源（CKSEL=H設置）

（也就是說，如果R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1僅對兩相輸入信號進行解碼，則不需要XTI源。）

XTI時鐘源以以下兩種方式之一提供；詳細信息如圖9所示。

•通過將諧振器與內置放大器連接，設置振蕩電路

•從外部振蕩器電路或振蕩器模塊應用時鐘

通過將諧振器與內置放大器連接來設置振蕩電路：

•在XTI引腳和XTO引腳之間連接一個24.576兆赫的諧振器。

•諧振器應為基本模式類型。

•可使用晶體諧振器或陶瓷諧振器。

•負載電容器CL1、CL2和限流電阻器Rd取決于諧振器的特性。

•XTI引腳和XTO引腳之間不需要外部反饋電阻器，因為設備中包含了適當的電阻器。

•XTO引腳上不允許有除諧振器以外的負載。

要連接外部振蕩器電路或振蕩器模塊：

•在XTI引腳上提供24.576兆赫時鐘

•請注意，XTI引腳不允許5伏電壓；它是簡單的CMOS輸入。

•XTO銷必須打開。

振蕩放大器操作說明：

•內置振蕩放大器始終工作。

•如果不使用XTI源時鐘，則XTI引腳必須連接到DGND。

•為了減少功耗，建議不要使用XTI源時鐘。

在XTI模式下（CKSEL=H），輸出時鐘（SCKO、BCKO、LRCKO）由XTI源時鐘產生。

XTI源模式下輸出時鐘頻率（SCKO、BCKO、LRCKO）與XSCK引腳設置之間的關系如表6所示。

數據描述

解碼的串行音頻數據輸出和接口格式

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1支持以下4種解碼數據格式。

•16位，MSB優先，右對齊

•24位，MSB優先，右對齊

•24位，MSB優先，左對齊

•24位，MSB優先，I2S

解碼后的數據在所有格式中都是MSB優先和2s補碼。

解碼后的數據通過DOUT管腳提供。

解碼數據的格式由FMT[1:0]管腳選擇。

每個FMT[1:0]引腳設置的數據格式如表7所示。

圖11顯示了每種格式的BCKO、LRCKO和DOUT之間的關系。

通道狀態數據和用戶數據串行輸出

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1可以從兩相輸入信號輸出與音頻數據同步的信道狀態數據和用戶數據。

每個輸出數據都有自己的專用輸出引腳。

•信道狀態數據（C，以下簡稱）通過COUT引腳輸出。

•用戶數據（U，以下簡稱U）通過UOUT引腳輸出。

C和U輸出與從兩相輸入信號恢復的LRCKO同步。

從兩相輸入信號恢復的LRCKO極性取決于FMT[1:0]設置。

為了檢測信道狀態數據或用戶數據塊的頂部，提供BFRAME管腳。

如果在接收到的兩相信號中檢測到前導碼B，則BFRAME pin輸出8-LRCK周期的高電平。

在用微控制器或寄存器電路處理這些數據時，LRCKO被用作數據輸入時鐘，BFRAME引腳上的輸出脈沖被用作塊頂信號。

圖13顯示了LRCKO、BFRAME、DOUT、COUT和UOUT之間的關系。

當處于XTI模式和PLL鎖定狀態時，COUT和UOUT輸出L。

通道狀態數據信息輸出終端

設計院R9001-Q1可以通過音頻和EMPH兩個專用引腳輸出部分信道狀態信息（位1、位3）。

可從專用管腳輸出的信道狀態信息僅限于來自L信道的信息。

如果需要音頻或EMPH以外的信道狀態信息，或R信道的信息，則可以使用與兩相輸入信號同步的COUT引腳上的信道狀態數據。

這些輸出與塊頂同步。

可以通過專用管腳輸出的信息如下所示。

音頻引腳

這是通道狀態數據位1的音頻采樣字信息的輸出引腳。

電磁脈沖針

這是信道狀態數據位3的強調信息的輸出管腳。

錯誤和錯誤處理

錯誤輸出說明

鎖相環誤差的誤差檢測與數據處理

•PLL對丟失二相編碼規則（兩相錯誤和幀長錯誤）的數據進行解鎖。

•對于前導碼B、M、W無法檢測到的數據，PLL以解鎖方式響應。

錯誤處理功能和錯誤輸出引腳

•R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1具有數據錯誤檢測功能和錯誤輸出引腳error。

•錯誤引腳定義為數據錯誤和奇偶校驗錯誤檢測的邏輯OR。

•誤差上升沿與CLKST同步。

•誤差下降沿與LRCK同步。

數據錯誤和檢測到的奇偶校驗錯誤之間的關系如圖15所示。

錯誤引腳的狀態和錯誤的詳細信息如表10所示。

奇偶校驗錯誤處理

奇偶校驗錯誤的錯誤檢測和錯誤處理

•對于PCM數據，執行先前數據的內插處理。

•對于非PCM數據，不執行內插，直接輸出數據，無需處理。（非PCM數訴為髯猿狀態數訴耆1=1鈷數訴。）

奇偶校驗錯誤發生的處理如圖16所示。

其他錯誤

采樣頻率變化誤差：輸入采樣頻率的快速連續變化或不連續變化導致鎖相環失鎖。

實際采樣頻率的計算

R9001-Q1-ic/" title="DIR9001-Q1">DIR9001-Q1計算兩相輸入信號的實際采樣頻率，并通過專用引腳輸出結果。

要使用此功能，必須向XTI管腳提供24.576 MHz時鐘源。24.576-MHz時鐘用作測量參考時鐘，以計算實際采樣頻率。

如果XTI引腳連接到DGND，則不執行實際采樣頻率的計算。

如果XTI時鐘頻率有誤差，計算結果和范圍會相應地移位。

此輸出是計算采樣頻率的結果，它不是信道狀態數據的采樣頻率信息（位24–位27）。

通道狀態數據（位24–位27）的采樣頻率信息不通過這些引腳輸出。

計算結果被解碼成2位數據，輸出到FSOUT[1:0]管腳上。

如果鎖相環被鎖定但采樣頻率超出范圍，或者如果鎖相環被解鎖，則輸出FSOUT[1:0]=HL，以指示異常。

當XTI源時鐘未在通電前提供時，FSOUT[1:0]始終輸出LL。

當XTI源時鐘停止時，fS計算器保存fS計算器結果的最后一個值。

如果提供了XTI源時鐘，fS計算器將恢復操作。

計算值將保持到重置。

FSOUT[1:0]輸出與采樣頻率范圍之間的關系如表11所示。

典型電路連接

圖17顯示了典型的電路連接。

注：R1：回路濾波電阻，680ΩR2：限流電阻；一般使用100Ω–500Ω電阻器，但取決于晶體諧振器。

C1：回路濾波電容器，0.068μF。

C2：回路濾波電容器，0.0047μF。

C3、C4:OSC負載電容器；通常使用10 pF–30 pF電容器，但這取決于晶體諧振器和PCB布局。

C5、C8:10-μF電解電容器，取決于電源質量和PCB布局。

C6、C7:0.1-μF陶瓷電容器，取決于電源質量和PCB布局。

X1：晶體諧振器，當需要XTI時鐘源時，使用24.576兆赫的基本諧振器。

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