阅读说明：本技术 一种音频模数转换芯片阵列的同步采集方法及装置 (Synchronous acquisition method and device for audio analog-to-digital conversion chip array ) 是由 唐海琪 何宣佑 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种音频模数转换芯片阵列的同步采集方法及装置,该方法包括主控芯片向二个以上的模数转换芯片发送时钟参考信号以及数据参考信号,每一模数转换芯片接收数据参考信号并到达预设时间后,由频率调整电路向模数转换电路输出工作时钟信号；多个模数转换芯片应用各自的工作时钟信号工作,并且将所采集的音频数据以时分复用的方式传输至主控芯片。本发明还提供实现上述方法的装置。本发明的装置结构简单,且方法实现难度小,并且能够提高多个模数转换芯片传输的音频数据的同步性。(The invention provides a synchronous acquisition method and a device of an audio analog-digital conversion chip array, wherein the method comprises the steps that a main control chip sends a clock reference signal and a data reference signal to more than two analog-digital conversion chips, and each analog-digital conversion chip receives the data reference signal and outputs a working clock signal to an analog-digital conversion circuit through a frequency adjusting circuit after reaching preset time; the analog-to-digital conversion chips work by applying respective working clock signals and transmit the acquired audio data to the main control chip in a time division multiplexing mode. The invention also provides a device for realizing the method. The device has simple structure, the method has small realization difficulty, and the synchronism of the audio data transmitted by a plurality of analog-to-digital conversion chips can be improved.)

一种音频模数转换芯片阵列的同步采集方法及装置

技术领域

本发明涉及语音处理的技术领域，具体地，是一种音频模数转换芯片阵列的同步采集方法以及实现这种方法装置。

背景技术

随着智能电子设备的广泛应用，人们对智能电子设备实现的功能提出了更多的要求。例如，人们希望智能电子设备不但具有拍照、播放视频等功能，还需要智能电子设备能够实现智能语音交互的功能，即实现人机对话。目前智能手机、车载中控、智能家居等电子设备已经广泛应用智能语音交互技术。

为了实现智能语音交互功能，智能电子设备需要设置音频采集装置，例如需要使用多个音频模数转换芯片来采集音频数据。基于语音前处理降噪算法和声源定位的需求，需要采用多麦克风录音，因而智能电子设备采用4mic、6mic或者8mic的麦克风阵列，通常单颗音频模数转换芯片仅支持2通道或4通道，在麦克风阵列的应用中就可能需要用到多颗音频数模转换芯片。

通常，音频采集装置包括一个主控芯片以及多个音频模数转换芯片，且多个音频模数转换芯片形成音频模数转换芯片阵列。但主控芯片与多个音频模数转换芯片需要使用相同的基准时钟信号以确保数据的同步传输，目前主控芯片与多个音频模数转换芯片之间的同步采用以下几种方式进行：第一，主控芯片向多个音频模数转换芯片提供特定的采样时钟信号，但这种方案将增加智能电子设备的系统时钟资源的负担；第一，多个音频模数转换芯片只能作为从设备依赖主控芯片提供的同步信号工作，这种方式将增加智能电子设备的系统设计复杂度；第三，智能电子设备需要设置额外的同步电路，以保障各音频模数转换芯片采样的同步性，但这种方式将增加智能电子设备硬件电路的面积，还会增加智能电子设备的功耗。

现有的一些智能电子设备才有的方案是在每一个音频模数转换芯片内设置一个锁相环，当系统无法向多个音频模数转换芯片提供工作时钟信号时，通过锁相环产生音频模数转换芯片所需要的工作时钟信号。由于处理音频数据的算法需要各个音频模数转换芯片所采集的音频数据没有相位差异，即需要较高的同步性。但在音频模数转换芯片内设置锁相环后，各个音频模数转换芯片的模拟采样电路启动时间就不同，导致各个音频模数转换芯片所采集的数据之间出现相位差异，严重影响音频处理算法的效果。并且，由于语音前处理算法对音频的同步性要求非常高，在使用锁相环进行时钟倍频的方案下，绝大部分音频模数转换芯片之间的同步性是无法满足需求的。

现有的另一种方案是多个音频模数转换芯片采样时分复用的方式进行数据的传输，例如每个音频模数转换芯片包含一个音频数据输入信号线和一个音频数据输出信号线，多个音频模数转换芯片依次布置，前一级音频模数转换芯片的音频输出信号线接到后一级音频模数转换芯片的音频输入信号线上，一级一级的传递下去，最后通过最后一级音频模数转换芯片的音频输出数据信号线传递出去。但这种方案出现多个音频模数转换芯片所采集的音频信号存在相位差异的问题，其根本原因是多个音频模数转换芯片之间的采样时钟不同步。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种多个音频模数转换芯片输出数据同步性好的音频模数转换芯片阵列的同步采集方法。

本发明的另一目的是提供一种多个音频模数转换芯片输出数据同步性好的音频模数转换芯片阵列的同步采集装置。

为实现本发明的主要目的，本发明提供的音频模数转换芯片阵列的同步采集方法包括主控芯片向二个以上的模数转换芯片发送时钟参考信号以及数据参考信号，每一模数转换芯片接收数据参考信号并到达预设时间后，由频率调整电路向模数转换电路输出工作时钟信号；多个模数转换芯片应用各自的工作时钟信号工作，并且将所采集的音频数据以时分复用的方式传输至主控芯片。

由上述方案可见，主控芯片向多个模数转换芯片发出数据参考信号后，每一个模数转换芯片根据数据参考信号来判断是否到达预设的时间，并且在到达预设时间后同步的由各自的频率调整电路输出工作时钟信号。由于主控芯片向各个模数转换芯片输出的数据参考信号是同步的，各个模数转换芯片根据数据参考信号来确定的预设时间也是同步的，这样各个模数转换芯片的工作时钟信号也是同步的，各个模数转换芯片根据工作时钟信号采集、传输的音频数据也是同步的，从而避免各个模数转换芯片传输的音频数据不同步的问题。

此外，由于不需要设置额外的同步电路，智能电子设备为采集音频数据所设置的电路面积较小，且功耗较小，在不明显增加智能电子设备成本的情况下提高音频数据采集的同步性。

一个优选的方案是，每一模数转换芯片接收数据参考信号确定是否到达预设时间包括：每一模数转换芯片接收数据参考信号后，计算数据参考信号的电平翻转次数是否到达预设次数。

由此可见，由于数据参考信号由主控芯片发出，各模数转换芯片接收到的数据参考信号是同步的，即接收到的数据参考信号的电平翻转状态也是同步的，因此，通过计算数据参考信号电平翻转次数来确定是否到达预设时间，各模数转换芯片能够同步的将频率调整电路产生的工作时钟信号传输至模数转换电路，从而实现音频数据采集的同步。

并且，各模数转换芯片并不是在接收到数据参考信号后马上由频率调整电路向模数转换电路输出工作时钟信号，而是在经过预设时间后才输出工作时钟信号。这样，模数转换芯片在接收到数据参考信号后，频率调整电路有一定的时间对工作时钟信号进行调整，确保向模数转换电路输出的工作时钟信号是频率稳定的时钟信号。

进一步的方案是，模数转换芯片设置有同步开关，同步开关连接于频率调整电路与模数转换电路之间；当数据参考信号的电平翻转次数达到预设次数，同步开关从关断状态切换至导通状态。

可见，通过同步开关的状态变化来控制频率调整电路是否向模数转换电路输出工作时钟信号，可以确保在未到达预设时间前，模数转换电路并不会接收到工作时钟信号，从而确保各模数转换芯片同步的采集音频数据。

更进一步的方案是，每一模数转换芯片的频率调整电路均接收主控芯片发送的时钟参考信号，且频率调整电路将时钟参考信号分频或者倍频后得到工作时钟信号。

由此可见，各模数转换芯片均使用主控芯片输出获得时钟参考信号作为分频或者倍频的基准时钟信号，这样可以确保各模数转换电路获得的工作时钟信号均源自于相同的基准时钟信号，确保各模数转换芯片输出的音频数据的同步性。

一个优选的方案是，多个模数转换芯片将所采集的音频数据以时分复用的方式传输至主控芯片包括：各模数转换芯片按照预设的时序将所采集的音频数据传输至主控芯片。

由此可见，各模数转换芯片在一帧音频数据的传输周期内，按照各自的时序向主控芯片输出所采集的音频数据，主控芯片所接收到的一帧音频数据中包含有各模数转换芯片所采集的音频数据，且各模数转换芯片所采集的音频数据不会相互干扰并且按照预设的顺序排列，主控芯片即可以快速的获取各模数转换芯片所采集的数据。

更进一步的方案是，主控芯片向模数转换芯片发送时钟参考信号以及数据参考信号前，设置各模数转换芯片所发送的数据在一帧音频数据中的时序。

可见，由于各模数转换芯片所发送的数据在一帧音频数据中的时序是预先设置的，这样主控芯片接收到一帧音频数据后，可以快速的根据预先设置的时序将各模数转换芯片所采集的音频数据识别、分离，实现各模数转换芯片所采集的音频数据的快速获取。

更进一步的方案是，各模数转换芯片按照预设的时序将所采集的音频数据传输至主控芯片包括：各模数转换芯片在一帧音频数据传输时间段内，按照预设的发送时间发送所采集的音频数据。

可见，各模数转换芯片在一帧音频数据周期的各自时间段内传输所采集的音频数据，避免各模数转换芯片所采集的音频数据相互间传输时间重叠的问题。

为实现上述的另一目的，本发明提供的音频模数转换芯片阵列的同步采集装置包括有主控芯片与二个以上的模数转换芯片，主控芯片用于向多个模数转换芯片发送时钟参考信号以及数据参考信号；每一模数转换芯片具有频率调整电路以及模数转换电路，且每一模数转换芯片接收数据参考信号并到达预设时间后，由频率调整电路向模数转换电路输出工作时钟信号，且每一模数转换芯片应用各自的工作时钟信号工作，并且将所采集的音频数据以时分复用的方式传输至主控芯片。

由上述方案可见，主控芯片向多个模数转换芯片发出数据参考信号后，每一个模数转换芯片根据数据参考信号来判断是否到达预设的时间，并且在到达预设时间后同步的由各自的频率调整电路输出工作时钟信号。由于主控芯片向各个模数转换芯片输出的数据参考信号是同步的，各个模数转换芯片根据数据参考信号来确定的预设时间也是同步的，这样各个模数转换芯片的工作时钟信号也是同步的，各个模数转换芯片根据工作时钟信号采集、传输的音频数据也是同步的，从而确保各个模数转换芯片传输的音频数据的同步性。

一个优选的方案是，每一模数转换芯片接收数据参考信号确定是否到达预设时间包括：每一模数转换芯片接收数据参考信号后，计算数据参考信号的电平翻转次数是否到达预设次数。

进一步的方案是，模数转换芯片设置有同步开关，同步开关连接于频率调整电路与模数转换电路之间；当数据参考信号的电平翻转次数达到预设次数，同步开关从关断状态切换至导通状态。

附图说明

图1是本发明音频模数转换芯片阵列的同步采集装置实施例的结构示意图。

图2是本发明音频模数转换芯片阵列的同步采集装置实施例中一个模数转换芯片的结构示意图。

图3是本发明音频模数转换芯片阵列的同步采集方法实施例的流程图。

图4是本发明音频模数转换芯片阵列的同步采集方法实施例中时钟参考信号、数据参考信号以及输出信号的时序图。

图5是本发明音频模数转换芯片阵列的同步采集方法实施例中时钟参考信号、锁相环输出信号、数据参考信号、计数信号以及工作时钟信号的时序图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的音频模数转换芯片阵列的同步采集方法应用在智能电子设备上，例如应用在智能手机、智能车载中控系统等。优选的，智能电子设备设置有麦克风等用于采集音频信号的传感器，还设置有扬声器。本发明的音频模数转换芯片阵列的同步采集装置用于实现上述的音频模数转换芯片阵列的同步采集方法。

音频模数转换芯片阵列的同步采集装置实施例：

本实施例应用在智能电子设备中，参见图1，本实施例具有主控芯片10以及多个模数转换芯片，图1示出了四个模数转换芯片，分别是模数转换芯片11、12、13、14，各模数转换芯片的结构相同，工作原理也基本相同。需要说明的是，图1仅示意性的示出四个模数转换芯片，实际应用时，可以设置更多的模数转换芯片，本实施例不对模数转换芯片的数量作限制。

主控芯片10负责配置各模数转换芯片11、12、13、14，并向各模数转换芯片提供数据同步的信号，各模数转换芯片11、12、13、14则将采样到的音频数据发送给主控芯片10。具体的，主控芯片10通过总线向各模数转换芯片发送数据同步的信号，用于数据同步的信号包括时钟参考信号bclk以及数据参考信号lrclk，此外，主控芯片10还提供IIC接口总线18向各模数转换芯片发送配置信息，从而对各模数转换芯片进行配置。例如，设置各模数转换芯片应用时钟参考信号作为产生工作时钟信号的基准，并且使用数据参考信号作为控制各个模数转换芯片的模数转换电路开始接收工作时钟信号的基准，从而让各个模数转换芯片同时开始接收工作时钟信号，使各个模数转换芯片所采集的音频数据能够同步的传输至主控芯片。

本实施例中，多个模数转换芯片以时分复用的方式向主控芯片10发送音频数据，即主控芯片10与多个模数转换芯片之间通过TDM(时分复用)协议进行通信。具体的，主控芯片10为时分复用通信的主机(TDM RX Master)，而各模数转换芯片为时分复用的从机(TDMTX Slave)。各模数转换芯片采集音频信号前，主控芯片10通过IIC接口总线18配置各模数转换芯片的工作参数，确保各模数转换芯片之间的音频数据通过TDM协议传输至主控芯片10。各模数转换芯片所采集的音频数据通过总线输出至主控芯片10，因此各模数转换芯片均向主控芯片10输出数据sdin。

参见图2，以模数转换芯片11为例进行说明。模数转换芯片11内设置有计数器31、锁相环32、同步开关33、模数转换电路34以及协议通信格式处理电路35，其中计数器31接收数据参考信号lrclk并用于计算数据参考信号lrclk电平翻转的次数，锁相环32作为本实施例的频率调整电路，用于接收时钟参考信号bclk并对时钟参考信号bclk进行分频或者倍频得到工作时钟信号，工作时钟信号用于向模数转换电路34提供工作时钟，因此模数转换电路34以工作时钟信号为时钟信号工作。

同步开关33设置在锁相环32与模数转换电路34之间，并且同步开关33接收计数器31输出的信号，当计数器31的计数值到达预设的次数时，向同步开关33输出闭合的控制信号，同步开关33将从关断状态切换至导通状态。当同步开关33处于关断状态时，锁相环32输出的工作时钟信号将无法通过同步开关33传输至模数转换电路34，而同步开关33处于导通状态时，锁相环32输出的工作时钟信号将通过同步开关33传输至模数转换电路34。因此，计数器31可以控制模数转换电路34是否接收到工作时钟信号。

模数转换电路34将采集的模拟信号转换成数字信号，数字信号被传输至协议通信格式处理电路35，由协议通信格式处理电路35将数字信号转换成满足TDM通信协议的音频数据，然后将音频数据传输至数据总线，通过数据总线传输至主控芯片10。

主控芯片10为了确保各模数转换芯片传输的音频数据同步，一方面通过总线向各模数转换芯片传输时钟参考信号bclk作为基准时钟信号，以确保各模数转换芯片均使用相同的基准时钟信号进行分频或者倍频获得各自的工作时钟信号。另一方面，向各模数转换芯片发送数据参考信号lrclk，各模数转换芯片通过计算数据参考信号lrclk电平翻转次数来确定同步开关导通的时机，从而确保各模数转换芯片的模数转换电路同时间接搜到各自的工作时钟信号。

因此，各个模数转换芯片的工作时钟信号均以相同的基准时钟信号作为基础，从而确保各模数转换芯片的工作时钟信号的同步性。优选的，主控芯片10可以预先设定各模数转换芯片的锁相环32的分频或者倍频数值，例如各模数转换芯片的分频数值或者倍频数值相同，这样，各模数转换芯片的锁相环32接收到相同的时钟参考信号bclk后，又以相同的分频数值或者倍频数值进行分频、倍频，获得的工作时钟信号频率相同。因此，本实施例可以实现各模数转换芯片以相同频率的工作时钟信号工作。

为实现各模数转换芯片输出的音频数据没有相位差异，除了需要各模数转换芯片的工作时钟信号同步，还需要确保各模数转换芯片在每一帧音频数据中传输音频数据的同步性。因此，本实施例通过设置数据参考信号lrclk以控制各模数转换芯片在每一帧音频数据中传输音频数据的同步性。

具体的，时钟参考信号bclk为单比特数据的传输时间，而数据参考信号lrclk的一个翻转区间表示一帧音频数据的传输周期。参见图3，在数据参考信号lrclk的一个翻转区间内，各模数转换芯片需要向主控芯片10传输一帧音频数据对应的各自音频数据。例如，主控芯片10所接收的一帧音频数据包含有多个通道(slot)的音频数据，每一个通道的音频数据为一个模数转换芯片所传输的音频数据，图3中slot_size表示一个模数转换芯片所传输的音频数据的长度。在一帧音频数据传输周期内，四个模数转换芯片采用时分复用的方式向主控芯片10发送各自的音频数据。例如，在第一帧音频数据传输周期内，模数转换芯片11向主控芯片10传输的音频数据为ADC1_0，模数转换芯片12向主控芯片10传输的音频数据为ADC2_0，模数转换芯片13向主控芯片10传输的音频数据为ADC3_0，模数转换芯片14向主控芯片10传输的音频数据为ADC4_0，在第二帧音频数据传输周期内，模数转换芯片11向主控芯片10传输的音频数据为ADC1_1，模数转换芯片12向主控芯片10传输的音频数据为ADC2_1，以此类推。因此，一个数据参考信号lrclk翻转周期的长度是四个模数转换芯片向主控芯片10传输音频数据的时间长度总和。当数据参考信号lrclk的电平翻转，表示下一帧音频数据的采集周期开始，各模数转换芯片随即进入下一音频数据传输周期的数据采集与传输。

当然，实际应用时，模数转换芯片的数量可能更多，则需要将一帧音频数据传输周期划分成更多的部分，以确保每一模数转换芯片在一帧音频数据传输周期内均获得传输音频数据的时间。优选的，在一帧音频数据传输周期内，各模数转换芯片向主控芯片10传输音频数据的时间是相等的，即各模数转换芯片对应的slot_size是相等的。当然，各模数转换芯片对应的slot_size也可以是不相等，这可以由主控芯片10配置。此外，一帧音频数据的传输周期可以略长于四个模数转换芯片向主控芯片10传输音频数据的时间长度总和，例如当数据参考信号lrclk的电平翻转后，经过较短的时候后，第一个模数转换芯片才向主控芯片10发送所采集的音频数据。

各模数转换芯片通过时分复用的方式将各自采集的音频数据发送至预设的总线上，例如发送至sdin/sdout信号线上，并通过该总线传输至主控芯片10。主控芯片10为了区分各模数转换芯片所采集的音频数据，需要预先设定各模数转换芯片发送音频数据的时序，即确定在一帧音频数据的传输周期内，各模数转换芯片以什么的顺序向主控芯片10传输数据。例如，主控芯片10设置各模数转换芯片以模数转换芯片11、12、13、14的顺序依次向主控芯片10发送音频数据。因此，需要在一帧音频数据传输周期内，各模数转换芯片向主控芯片10传输数据的时刻，例如当数据参考信号lrclk的电平翻转后，经过2微秒后模数转换芯片11向主控芯片10发送所采集的音频数据，模数转换芯片11向主控芯片10发送音频数据的时间为10微秒，当数据参考信号lrclk的电平翻转12微秒后，模数转换芯片12向主控芯片10发送音频数据，发送音频数据的时间同样为10微秒，当数据参考信号lrclk的电平翻转22微秒后，模数转换芯片13向主控芯片10发送音频数据，以此类推。

可见，通过设置在一帧音频数据传输周期内，各模数转换芯片向主控芯片10发送所采集的音频数据的时序以及传输时间，一方面可以确保各模数转换芯片向主控芯片10发送音频数据的时间不会重叠，避免各模数转换芯片发送的音频数据相互干扰的问题；另一方面，可以确保各模数转换芯片能够在同一帧音频数据传输周期内均向主控芯片10发送音频数据，实现多个模数转换芯片向主控芯片10发送音频数据的同步性。需要说明的是，多个模数转换芯片同步向主控芯片10发送音频数据，并不是指多个模数转换芯片同时向主控芯片10发送音频数据，而是多个模数转换芯片在同一帧音频数据传输周期内按照各自的时序向主控芯片10传输音频数据，确保主控芯片10在一帧音频数据传输周期内所接收到的音频数据均是各模数转换芯片在该帧音频数据传输周期内所传输的音频数据，而不会出现一帧音频数据传输周期内同一模数转换芯片两次向主控芯片10发送音频数据的情况发生。

主控芯片10为了确保各模数转换芯片传输的音频数据同步，不但配置各模数转换芯片在一帧音频数据传输周期内各模数转换芯片发送音频数据的时间，还需要确保各模数转换芯片工作时钟信号的同步性。本实施例中，各模数转换芯片接收到数据参考信号lrclk后，到达预设时间后才让同步开关进入导通状态，锁相环才会向模数转换电路输出工作时钟信号。为了确保各模数转换芯片计算的预设时间一致性，本实施例中通过各模数转换芯片的计数器31计算数据参考信号lrclk的电平翻转次数来确定是否到达预设时间。例如，假设数据参考信号lrclk的电平翻转周期为40微秒，如果希望主控芯片10发出数据参考信号lrclk后200微秒后各模数转换芯片的模数转换电路开始工作，则各模数转换芯片的计数器计算数据参考信号lrclk的电平翻转次数，例如到达5次后，计数器向同步开关33输出闭合的控制信号，同步开关33将从关断状态切换至导通状态。当同步开关33切换至导通状态后，模数转换电路34随即接收工作时钟信号并且根据该工作时钟信号向主控芯片10输出音频数据。

图4展示了主控芯片10发送的时钟参考信号ref_clk、锁相环输出信号pll_clk、数据参考信号lrclk、计数信号lrclk_counter以及工作时钟信号ana_clk的时序。从图4可见，工作时钟信号ana_clk是在计数信号lrclk_counter到达预设的次数后才变成脉冲信号，即模数转换电路在计数信号lrclk_counter到达预设的次数后才接收到工作时钟信号。

由于数据参考信号lrclk也是由主控芯片10发出的，因此各模数转换芯片接收到的数据参考信号lrclk是相同的，通过计算数据参考信号lrclk电平翻转次数可以简单、准确的实现各模数转换芯片工作时钟信号的同步。此外，由于各模数转换芯片上电工作后，锁相环输出的时钟信号并不稳定，而经过预设时间后，锁相环输出的时钟信号变得稳定。因此，经过预算时间后才向模数转换电路输出工作时钟信号，可以确保各模数转换电路所接收到的工作时钟信号稳定。

音频模数转换芯片阵列的同步采集方法实施例：

下面结合图5介绍音频模数转换芯片阵列的同步采集装置的工作流程。首先，执行步骤S51，主控芯片对各模数转换芯片进行配置，具体的，主控芯片配置各模数转换芯片的内部锁相环使用时钟参考信号bclk作为锁相环的基准时钟信号，优选的，还可以设置锁相环的分频数值或者倍频数值。

并且，主控芯片还配置各模数转换芯片对数据参考信号lrclk的计数目标值，即计数器计算数据参考信号lrclk电平翻转多少次即开启同步开关。然后，主控芯片通过IIC接口总线配置各模数转换芯片为TDM协议的从机模式，并根据TDM协议配置各模数转换芯片在不同时刻向主控芯片传输所采集的音频数据。

接着，执行步骤S52，主控芯片将自己配置为TDM协议的主机模式，并配置时钟参考信号bclk的频率和数据参考信号lrclk的长度。然后，执行步骤S53，主控芯片向各模数转换芯片提供时钟参考信号bclk和数据参考信号lrclk。

模数转换芯片接收到主控芯片发送的时钟参考信号bclk和数据参考信号lrclk后，判断首次接收到数据参考信号lrclk是否到达预设时间，即执行步骤S54，如未到达，则继续等待，如到达，则执行步骤S55。判断是否到达预设时间可以通过计算数据参考信号lrclk电平翻转次数实现。

模数转换芯片接收到时钟参考信号bclk后，锁相环根据时钟参考信号bclk以及设定的分频或者倍频数值对时钟参考信号bclk进行分频或者倍频，获得工作时钟信号。但锁相环产生的工作时钟信号并不是马上传送至模数转换电路，因为此时同步开关处于关断状态。在模数转换芯片接收到数据参考信号lrclk后，计数器计算数据参考信号lrclk电平翻转次数，在数据参考信号lrclk电平翻转次数到达预设次数后，同步开关切换至导通状态，此时，执行步骤S55，锁相环向模数转换电路输出工作时钟信号。

然后，模数转换芯片执行步骤S56，采集音频信号并且将所采集的音频信号转换成数字信号，再由协议通信格式处理电路形成满足通信协议要求的音频数据。但模数转换芯片并不是马上将音频数据传输至主控芯片，而是执行步骤S57，判断是否达到预设的时序，即在一帧音频数据传输周期内，是否到达预先设置的时序，若未到达，则继续等待，若到达预设时序，则执行步骤S58，模数转换芯片向主控芯片输出音频信号。这样，主控芯片接收到一帧音频数据中包含有各模数转换芯片按照预设时序发送的音频数据。

最后，执行步骤S59，判断音频数据采集是否结束，如已经揭示，则结束音频数据采集流程，否则，返回执行步骤S56，各模数转换芯片继续采集音频信号，并且在每一帧音频数据传输周期内，按照各自的时序发送音频数据。

本发明在每一个模数转换芯片内部设置一个用于产生工作时钟信号的锁相环，可灵活地将基准时钟信号的频率倍频或分频得到各个模数转换电路所需要的工作时钟信号，简化了系统时钟源的需求。此外，本发明的同步采样装置支持将模数转换芯片设置为TDM从机工作模式，便于各模数转换芯片的数据传输，降低语音交互产品设计的复杂度，缩短研发周期。另外，本发明通过使用数据参考信号lrclk计数的方式实现各模数转换芯片的时钟信号的同步，保证语音算法精准处理音频数据，让用户获得更好的人机交互体验。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，例如使用分频电路或者倍频电路替代锁相环作为产生工作时钟信号的电路，或者各模数转换芯片发送音频数据时序的改变等，这些改变也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。