音頻信號傳輸設備和車載多媒體系統的製作方法

2023-05-07 04:28:11

專利名稱：音頻信號傳輸設備和車載多媒體系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信領域，具體而言，涉及一種音頻信號傳輸設備和車載多媒體系統。
背景技術：
目前，當在兩個模塊之間傳輸音頻信號時，可能會有音頻範圍內的共地噪聲電流流過，會導致接收到的音頻信號包含這個噪聲，影響接收到的音頻的質量。產生共地噪聲電流的原因有很多，例如，當GSM模塊與傳輸音頻信號的兩個模塊共地時，GSM模塊每隔一定時間會發送數據，在發送數據時GSM模塊需要消耗很大的功率，從而會在用於連接接地端的共地線上產生大的共地噪聲電流，使得傳輸音頻信號的兩個模塊的接地端之間產生一定的噪聲電壓，這個噪聲能夠被人耳聽到，從而影響接收到的音頻的質量。
以下結合附圖1來進一步描述產生共地電流噪聲的一種場景。如圖1所示，在音頻輸出裝置102和音頻接收裝置104之間傳輸音頻信號(例如，音頻信號的電平(或稱電壓幅值)為A)。音頻輸出裝置102的VCC (電源端)與音頻接收裝置104的VCC (電源端)與電源的VCC連接，音頻輸出裝置102的GND (接地端)與音頻接收裝置104的GND (接地端)與電源的GND連接。當存在共地噪聲電流時，音頻輸出裝置102的GND與音頻接收裝置104的GND (接地端)之間會產生一定的電壓差X。在這種情況下，音頻輸出裝置102輸出的音頻信號相對音頻輸出裝置102的GND而言的電平為A，而音頻接收裝置104輸出的音頻信號相對音頻接收裝置104的GND而言的電平為A-X，其不同於音頻輸出裝置102輸出的音頻信號的電平，從而，導致音頻接收裝置104輸出的音頻信號包含噪聲，使得音頻信號的傳輸質量下降。針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

實用新型內容本實用新型提供了一種音頻信號傳輸設備和車載多媒體系統，以至少解決現有技術中由共地噪聲造成的音頻信號傳輸質量下降的問題。根據本實用新型實施例的一個方面，提供了一種音頻信號傳輸設備，包括:音頻輸出裝置，音頻輸出裝置包括:信號疊加器，其中，信號疊加器具有第一輸入端、用於接收音頻信號的第二輸入端、第一輸出端以及第一接地端；音頻接收裝置，音頻接收裝置具有第三輸入端、第二輸出端以及第二接地端，其中，第三輸入端與第一輸出端連接，第二接地端與第一輸入端連接，第二接地端與第一接地端連接。優選地，音頻輸出裝置還包括:第一放大器，第一放大器具有第四輸入端、第三輸出端以及第三接地端，其中，第四輸入端用於接收音頻信號，第三輸出端與第二輸入端連接，第三接地端與第一接地端連接。優選地,第一放大器包括:放大倍數為I的放大器。[0010]優選地，音頻接收裝置還包括:第二放大器，第二放大器具有第五輸入端、第四輸出端以及第四接地端，其中，第五輸入端與第三輸入端連接，第四輸出端與第二輸出端連接，第四接地端與第二接地端連接。優選地，第二放大器包括:放大倍數為I的放大器。優選地，信號疊加器包括:加法器。優選地，音頻信號傳輸設備還包括:車載電池，其中，車載電池的負極與第一接地端和第二接地端連接，車載電池的正極通過電壓轉換電路與用於給信號疊加器供電的第一電源端連接，以及與用於給音頻接收裝置供電的第二電源端連接。根據本實用新型實施例的另一方面，提供了一種車載多媒體系統，包括:上述的音頻輸出裝置和音頻接收裝置；車載通話終端，與音頻輸出裝置連接；車載播放裝置，與音頻接收裝置連接。優選地，車載通話終端為移動終端模塊。優選地，車載播放裝置為車載功放或車載揚聲器。在本實用新型的各個優選方案中，將音頻接收裝置的接地端的地電平反饋到音頻輸出裝置，使得該地電平與音頻信號進行疊加，這樣音頻接收裝置接收和輸出的音頻信號相對於音頻接收裝置的接地端的地電平而言的電平與音頻輸出裝置接收到的音頻信號的電平相同，從而消除了由共地噪聲電流引起的噪聲，解決了現有技術中由共地噪聲造成的音頻信號傳輸質量下降的問題，提高了音頻信號傳輸質量。

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:圖1是根據相關技術中的音頻信號傳輸設備的一種優選示意圖；圖2是根據本實用新型實施例中的音頻信號傳輸設備的一種優選示意圖；圖3是根據本實用新型實施例中的音頻信號傳輸設備的另一種優選示意圖；圖4是根據本實用新型實施例中的音頻信號傳輸設備的又一種優選示意圖；圖5是根據本實用新型實施例中的音頻信號傳輸設備的又一種優選示意圖；以及圖6是根據本實用新型實施例中的車載多媒體系統的一種優選示意圖。
具體實施方式
下文中將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。圖2是根據本實用新型實施例中的音頻信號傳輸設備的一種優選示意圖。如圖2所示，本實用新型實施例中的音頻信號傳輸設備包括:I)音頻輸出裝置202，音頻輸出裝置202包括:信號疊加器2021，其中，信號疊加器2021具有第一輸入端IN-1、用於接收音頻信號的第二輸入端IN-2、第一輸出端0UT-1、以及第一接地端GND-1。在本實施例中，音頻信號可以但不限於為車載系統中的車載通話終端所輸出的音頻信號。2)音頻接收裝置204，音頻接收裝置204具有第三輸入端IN-3、第二輸出端0UT-2、以及第二接地端GND-2，其中，第三輸入端IN-3與第一輸出端OUT-1連接，第二接地端GND-2與第一輸入端IN-1連接，第二接地端GND-2與第一接地端GND-1連接。在本實施例中，音頻接收裝置204的第二輸出端0UT-2可以但不限於與車載功放或車載揚聲器連接，以使得車載功放或車載揚聲器播放上述音頻信號。需要說明的是，用於連接第二接地端GND-2與第一輸入端IN-1的線路上不會產生共地噪聲電流，因此，第二接地端GND-2與第一輸入端IN-1上的電壓相同，兩者之間不會產生電壓差。優選地，第二接地端GND-2與第一接地端GND-1可以連接到電源(如車載電池)的負極GND-O上。音頻接收裝置204的電源端VCC-2可以連接到電源(如車載電池)的正極VCC-O上。這樣，音頻接收裝置204的電源端VCC-2與第二接地端GND-2之間的電壓可以用作音頻接收裝置204的工作電壓。作為一種可選的方案，信號疊加器2021的電源端VCC-1可以通過電壓轉換電路或電壓轉換器件(圖中未示出)與電源(如車載電池)的正極VCC-O連接，以便通過電壓轉換電路或電壓轉換器件將電源所提供的電壓轉換成信號疊加器2021所需的工作電壓。這樣，信號疊加器2021的電源端VCC-1與第一接地端GND-1之間的電壓可以用作信號疊加器2021的工作電壓。當然，信號疊加器2021的電源端VCC-1也可以直接與電源(如車載電池)的正極VCC-O連接。在實際應用時，可以根據信號疊加器2021所需的工作電壓的大小來決定是否需要通過電壓轉換電路或電壓轉換器件將信號疊加器2021的電源端VCC-1連接至電源(如車載電池)的正極VCC-0，本實用新型對此不做限定。作為一種可選的方式，本實施例中的音頻信號傳輸設備還可以包括:圖2中所示的電源(例如，車載電池)。當然，上述電源也可以位於音頻信號傳輸設備的外部，本實用新型對此不做限定。在本實施例中，信號疊加器2021主要是用於將第一輸入端IN-1的信號和第二輸入端IN-2的信號進行疊加，然後將疊加後的信號在第一輸出端0UT-1上進行輸出。優選地，可以採用數字器件或模擬電路的方式來實現上述信號疊加器2021，例如，信號疊加器2021可以為加法器，也可以通過其他模擬電路或數字電路來實現，本實用新型對如何實現信號疊加器2021不做限定。以下結合具體的數據來描述上述實施例中的音頻信號傳輸設備的工作過程。音頻信號(其電平為A)通過第二輸入端IN-2輸入音頻輸出裝置的202。當在GND-1與GND-2之間存在共地噪聲電流時，GND-1與GND-2之間會產生一定的電壓差X，假設，GND-1上的電平為0，則GND-2上的電平為X。在這種情況下，由於GND-2與IN-1之間並不存在共地噪聲電流，因此，IN-1上的電平與GND-2上的電平相同，即，IN-1上的電平也為X。通過信號疊加器2021的疊加,其第一輸出端0UT-1上輸出的音頻信號的電平為A+X。這樣，當音頻接收裝置204的第三輸入端IN-3上接收到的音頻信號的電平與第二輸出端0UT-2上輸出的音頻信號的電平相同時，第二輸出端0UT-2上輸出的音頻信號的電平為A+X，其與音頻接收裝置204的第二接地端GND-2上的電平X之間的電壓差依然為A，從而準確地還原了音頻輸出裝置202所接收到的音頻信號。在上述實施例中，將音頻接收裝置的接地端的地電平反饋到音頻輸出裝置，使得該地電平與音頻信號進行疊加，這樣音頻接收裝置接收和輸出的音頻信號相對於音頻接收裝置的接地端的地電平而言的電平與音頻輸出裝置接收到的音頻信號的電平相同，從而消除了由共地噪聲電流引起的噪聲，解決了現有技術中由共地噪聲造成的音頻信號傳輸質量下降的問題，提高了音頻信號傳輸質量。本實用新型還提供了音頻信號傳輸設備的另一種實現方案，如圖3所示。在本實施例中，在圖2所示的音頻信號傳輸設備的基礎上，音頻輸出裝置202進一步包括:第一放大器2022。第一放大器2022具有第四輸入端IN-4、第三輸出端0UT-3以及第三接地端GND-3，其中，第四輸入端IN-4用於接收音頻信號，第三輸出端0UT-3與第二輸入端IN-2連接，第三接地端GND-3與第一接地端GND-1連接。作為一種可選的方案，第一放大器2022的電源端VCC-3可以通過電壓轉換電路或電壓轉換器件(圖中未示出)與電源(如車載電池)的正極VCC-O連接，以便通過電壓轉換電路或電壓轉換器件將電源所提供的電壓轉換成第一放大器2022所需的工作電壓。這樣，第一放大器2022的電源端VCC-3與第三接地端GND-3之間的電壓可以用作第一放大器2022的工作電壓。作為一種優選的實現方案，第一放大器2022可以為放大倍數為I的放大器。當然，本實施例對第一放大器的放大倍數不做限定，可以根據音頻信號的電平大小來採用相應放大倍數的放大器作為第一放大器。當第一放大器2022為放大倍數為I的放大器時，第一放大器2022在第三輸出端0UT-3輸出的音頻信號的電平與在第四輸入端IN-4上接收的音頻信號的電平相同。優選的，本實用新型的各個實施例中的第一放大器可以為包含了無源器件(例如，電阻或電容或電感)的放大電路，從而可以通過無源器件去除音頻範圍之外的高頻或低頻信號，進一步消除音頻信號中的噪聲，以便將去除了噪聲的音頻信號提供給信號疊加器2021。本實用新型還提供了音頻信號傳輸設備的另一種實現方案，如圖4所示。在本實施例中，在圖2所示的音頻信號傳輸設備的基礎上，音頻接收裝置204進一步包括:第二放大器2041，第二放大器2041具有第五輸入端IN-5、第四輸出端0UT-4以及第四接地端GND-4，其中，第五輸入端IN-5與第三輸入端IN-3連接，第四輸出端0UT-4與第二輸出端0UT-2連接，第四接地端GND-4與第二接地端GND-2連接。作為一種可選的方案，第二放大器2041的電源端VCC-4可以通過電壓轉換電路或電壓轉換器件(圖中未示出)與電源(如車載電池)的正極VCC-O連接，以便通過電壓轉換電路或電壓轉換器件將電源所提供的電壓轉換成第二放大器2041所需的工作電壓。這樣，第二放大器2041的電源端VCC-4與第四接地端GND-4之間的電壓可以用作第二放大器2041的工作電壓。作為一種優選的實現方案，第二放大器2041可以為放大倍數為I的放大器。當然，本實施例對第二放大器的放大倍數不做限定，可以根據音頻信號的電平大小來採用相應放大倍數的放大器作為第二放大器。當第二放大器2041為放大倍數為I的放大器時，第二放大器2041在第四輸出端0UT-4輸出的音頻信號的電平與在第五輸入端IN-5上接收的音頻信號的電平相同。優選的，本實用新型的各個實施例中的第二放大器可以為包含了無源器件(例如，電阻或電容或電感)的放大電路，從而可以通過無源器件去除音頻範圍之外的高頻或低頻信號，進一步消除音頻信號中的噪聲，以便將去除了噪聲的音頻信號進行輸出。本實用新型還提供了音頻信號傳輸設備的另一種實現方案，如圖5所示。在本實施例中，在圖2所示的音頻信號傳輸設備的基礎上，音頻輸出裝置202進一步包括:第一放大器2022。第一放大器2022具有第四輸入端IN-4、第三輸出端0UT-3以及第三接地端GND-3，其中，第四輸入端IN-4用於接收音頻信號，第三輸出端0UT-3與第二輸入端IN-2連接，第三接地端GND-3與第一接地端GND-1連接。此外，音頻接收裝置204進一步包括:第二放大器2041，第二放大器2041具有第五輸入端IN-5、第四輸出端0UT-4以及第四接地端GND-4，其中，第五輸入端IN-5與第三輸入端IN-3連接，第四輸出端0UT-4與第二輸出端0UT-2連接，第四接地端GND-4與第二接地端GND-2連接。在本實施例中，第一放大器2022與第二放大器2041中的電源端與電源(如車載電池)的正極VCC-O的連接關係可以如上述實施例所描述的連接關係，本實施例在此不再贅述。此外，第一放大器2022與第二放大器2041的放大倍數也可以如上述實施例所描述的放大倍數，本實施例在此不再贅述。優選的，第一放大器2022的放大倍數NI與第二放大器2041的放大倍數N2具有對應關係，例如，Nl=l/N2。也就是說，當Nl=IO時，N2=0.1本實用新型還提供了車載多媒體系統的一種實現方案，如圖6所示，該車載多媒體系統可以包括:I)如圖2至圖5中任一個所示的音頻輸出裝置202和音頻接收裝置204 ；2)車載通話終端206，與音頻輸出裝置202連接；以及3)車載播放裝置208，與音頻接收裝置204連接。優選地，車載通話終端206可以但不限於為移動終端模塊。優選地，車載播放裝置208可以但不限於為車載功放或車載揚聲器。在本實施例中，音頻輸出裝置202和音頻接收裝置204可以如上述各個實施例中所描述的音頻輸出裝置202和音頻接收裝置204，本實施例在此不再贅述。在一種優選的場景中，作為車載通話終端的移動終端模塊在與第三方設備(例如，其他車輛的車載通話終端，或者，手機)進行通話的過程中接收到第三方設備傳輸的音頻信號，並通過音頻輸出裝置202和音頻接收裝置204傳輸給作為車載播放裝置的車載揚聲器進行播放。由於將音頻接收裝置的接地端的地電平反饋到音頻輸出裝置，使得該地電平與音頻信號進行疊加，這樣音頻接收裝置接收和輸出的音頻信號相對於音頻接收裝置的接地端的地電平而言的電平與音頻輸出裝置接收到的音頻信號的電平相同，從而消除了由共地噪聲電流引起的噪聲，解決了現有技術中由共地噪聲造成的音頻信號傳輸質量下降的問題，提高了音頻信號傳輸質量。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種音頻信號傳輸設備，其特徵在於，包括: 音頻輸出裝置，所述音頻輸出裝置包括:信號疊加器，其中，所述信號疊加器具有第一輸入端、用於接收音頻信號的第二輸入端、第一輸出端以及第一接地端；以及 音頻接收裝置，所述音頻接收裝置具有第三輸入端、第二輸出端以及第二接地端，其中，所述第三輸入端與所述第一輸出端連接，所述第二接地端與所述第一輸入端連接，所述第二接地端與所述第一接地端連接。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述音頻輸出裝置還包括: 第一放大器，所述第一放大器具有第四輸入端、第三輸出端以及第三接地端，其中，所述第四輸入端用於接收所述音頻信號，所述第三輸出端與所述第二輸入端連接，所述第三接地端與所述第一接地端連接。
3.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述第一放大器包括:放大倍數為I的放大器。
4.根據權利要求1或2所述的設備，其特徵在於，所述音頻接收裝置還包括: 第二放大器，所述第二放大器具有第五輸入端、第四輸出端以及第四接地端，其中，所述第五輸入端與所述第三輸入端連接，所述第四輸出端與所述第二輸出端連接，所述第四接地端與所述第二接地端連接。
5.根據權利要求4所述的設備，其特徵在於，所述第二放大器包括:放大倍數為I的放大器。
6.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述信號疊加器包括:加法器。
7.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，還包括:車載電池，其中，所述車載電池的負極與所述第一接地端和所述第二接地端連接，所述車載電池的正極通過電壓轉換電路與用於給所述信號疊加器供電的第一電源端連接，以及與用於給所述音頻接收裝置供電的第二電源端連接。
8.一種車載多媒體系統，其特徵在於，包括: 權利要求1至7中任一項所述的音頻輸出裝置和音頻接收裝置； 車載通話終端，與所述的音頻輸出裝置連接；以及 車載播放裝置，與所述的音頻接收裝置連接。
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述車載通話終端為移動終端模塊。
10.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述車載播放裝置為車載功放或車載揚聲器。
專利摘要本實用新型公開了一種音頻信號傳輸設備和車載多媒體系統，其中，該音頻信號傳輸設備包括音頻輸出裝置，音頻輸出裝置包括信號疊加器，其中，信號疊加器具有第一輸入端、用於接收音頻信號的第二輸入端、第一輸出端以及第一接地端；音頻接收裝置，音頻接收裝置具有第三輸入端、第二輸出端以及第二接地端，其中，第三輸入端與第一輸出端連接，第二接地端與第一輸入端連接，第二接地端與第一接地端連接。本實用新型解決了現有技術中由共地噪聲造成的音頻信號傳輸質量下降的問題，達到了提高音頻信號傳輸質量的技術效果。
文檔編號H04R3/00GK202998446SQ20122071246
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者劉亞輝, 魏建將 申請人:大陸汽車投資(上海)有限公司