一種支持多種音頻工作模式的裝置的製作方法

2024-02-19 09:57:15

專利名稱：：一種支持多種音頻工作模式的裝置的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及音頻處理裝置，尤其涉及一種可支持多種音源的音頻處理裝置。
背景技術：
：傳統的USB音頻系統的前端裝置僅支持USB協議傳輸的單一模式，請參見圖1A,傳統的USB音頻系統通過USB物理接口10與計算機相連，將計算機播放的數字音頻信號通過USB協議包裝後送至USB音頻控制器11。USB音頻控制器11將被USB協議包裝過的數據流轉換成數字音頻信號。然後通過數模轉換器12將數字音頻信號轉換成^f莫擬信號後輸出。請參見圖1B，傳統的音頻系統的另一種形式是通過USB物理接口IO，與計算機相連，將計算機播放的數字音頻信號通過USB協議傳送至USB音頻控制器11，。USB音頻控制器11，將被USB協議包裝過的數據流轉換成數字音頻信號。然後通過無線音頻發送器12，直接將數字音頻信號發送出去。在目前的USB音頻系統中，USB物理接口傳輸的僅是符合USB協議的數據，也就是說傳統的USB音頻設備的音源只能來自於計算機的數字播放。因此傳統的USB音頻播放系統的應用面較窄，無法將USB音頻系統應用在比如可攜式MP3、CD、電視機等設備來作為音源，因為上述設備並不支持USB協議。
發明內容本實用新型的目的在於解決上述問題，提供了一種支持多種音頻工作模式的裝置，在不破壞原有設備外觀布局的基礎上大大擴展音頻系統對音源的應用範圍。本實用新型的技術方案為本實用新型提出了一種支持多種音頻工作模式的裝置，與外部音源相連，4艮據不同的音源類型進行相應的處理，該裝置包括物理接口，傳輸包舍數字音頻信號的USB協議數據、模擬音頻信號或S/PDIF數字音頻信號；USB音頻控制器，連接該物理接口，將傳輸的符合USB協議的數據流轉換成適於後續的信號輸出模塊所需要的數字音頻信號；模數轉換採樣電路，連接該物理接口，將傳輸的模擬音頻信號採樣量化成適於後續的信號輸出模塊所需要的數字音頻信號；S/PDIF電路，連接該物理接口，將傳輸的S/PDIF數位訊號解調成適於後續的信號輸出模塊所需要的數字音頻信號；MCU微處理器，一端連接該物理接口、另一端分別連接該USB音頻控制器、該模數轉換採樣電路和該S/PDIF電路，根椐物理接口當前傳輸的信號類型選擇對應的電路對信號進行處理；信號輸出模塊，連接該USB音頻控制器、該模數轉換採樣電路與該S/PDIF電路，將處理完成的音頻信號輸出。上述的支持多種音頻工作模式的裝置，其中，該信號輸出模塊是數模轉換器，將數字音頻信號轉換成模擬音頻信號後輸出。上迷的支持多種音頻工作模式的裝置，其中，該信號輸出模塊是無線音頻發送器，將數字音頻信號編碼後以無線通信方式發送出去。上述的支持多種音頻工作模式的裝置，其中，該物理接口具有四個引腳，其中第一引腳和第四引腳連接電源，第二引腳和第三引腳連接音源信號。上述的支持多種音頻工作模式的裝置，其中，該MCU微處理器的一端連接該物理接口的第二引腳和第三引腳，根據該兩個引腳連接的信號的特徵來區分信號類型。上述的支持多種音頻工作模式的裝置，其中，該MCU微處理器的一端連接該物理接口的第一引腳和第四引腳，根據這兩個引腳之間的電壓差來區分信號類型。上述的支持多種音頻工作模式的裝置，其中，USB數字音頻信號輸入時該兩個引腳的電壓差範圍為4.4V-5.25V,S/PDIF數字音頻信號輸入時該兩個引腳的電壓差範圍為3.8V~4.2V，模擬音頻信號輸入時該兩個引腳的電壓差範圍為1.8V~3.6V。上述的支持多種音頻工作模式的裝置，其中，該物理接口是一個即插即用且兼容PCUSB協議、模擬音頻、S/PDIF數字音頻裝置的接口。上述的支持多種音頻工作模式的裝置，其中，在計算機USB協議音頻模式中該物理接口是一個USB物理接口；在模擬音頻模式和S/PDIF數字音頻模式中該物理接口是一個USB物理接口與轉接線的組合，該轉接線的一端連接USB物理接口，另一端連接音源。本實用新型對比現有技術有如下的有益效果本實用新型通過使用同一個物理接口傳輸信號，並通過微處理器識別信號的類型繼而採用不同的工作電路在相應的工作模式下處理信號。本實用新型使得該USB音頻系統連接到不同類型的音源設備時能做到即插即用，能自動識別音源設備和類型並正確的連接和處理，本實用新系統的應用範圍。圖1A、1B是傳統的USB音頻系統前端的原理框圖。圖2A是本實用新型的支持多種音頻工作模式的裝置的一個較佳實施例的原理框圖。圖2B是本實用新型的支持多種音頻工作模式的裝置的另一較佳實施例的原理框圖。圖3A是本實用新型的轉接線的一個實施例的示意圖。圖3B是本實用新型的轉接線的另一實施例的示意圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。圖2A示出了本實用新型的支持多種音頻工作模式的裝置的一個較佳實施例的原理。請參見圖2A，本裝置與外部音源相連，根據不同的音源信號類型進行相應的處理，該裝置主要包括物理接口20、USB音頻控制器21、ADC採樣電路22、S/PDIF(Sony/PhilipsDigitalInterface,索尼/飛利浦數字接口)電路23、MCU微處理器24以及數模轉換器25。物理接口20用於接收USB協議數椐、模擬音頻信號或S/PDIF數字音頻信號。該物理接口20可以是一個即插即用且兼容計算機USB協議埠、模擬音頻以及S/PDIF數字音頻裝置的統一的接口，也可以是一個USB物理接口與轉接線的組合。在計算機USB協議音頻模式的時候可以直接使用USB物理接口來傳輸，在模擬音頻模式或者S/PDIF數字音頻模式的時候可以使用USB物理接口和轉接線的組合來傳輸，該轉接線的一端連接USB物理接口，另一端連接音源設備。視音源設備的不同，轉接線另一端也不同，請參見圖3A和3B，如果音源是IPOD音樂播放器，則轉接線是一個IP0D適配線，其埠是一個IP0D插頭30。如果音源是DVD播放設備，則轉接線是一根通用立體聲適配線，其埠是一個立體聲插頭31，還帶有一個電池盒32。USB音頻控制器21、ADC採樣電路22、S/PDIF電路23分別與物理接口20連接。MCU微處理器24的一端連接物理接口20，另一端分別連接USB音頻控制器21、ADC採樣電路22和S/PDIF電路23。MCU微處理器24根據物理接口20傳輸的信號選擇對應的電路對信號進行處理。MCU微處理器24對信號進行識別的方法主要有兩種。以物理接口20是USB物理接口為例，USB物理接口共有四個引腳，每個引腳對應一條物理線路。設置在不同工作模式下的物理接口定義如下表所示tableseeoriginaldocumentpage7上表中，Vbus表示USB電源線，D+和D-表示USB數椐信號線，R-In和L-In表示模擬信號線，S/PDIF-In表示S/PDIF數據信號線，DVDD表示數字電源，DGND表示數字地，AVDD表示模擬電源，AGND表示模擬地。第一種識別方式是由MCU微處理器24通過識別USB物理接口編號為2、3引腳信號的特徵來進行判斷。當MCU微處理器24檢測到接口的2、3引腳的信號為USB協議信號時，控制USB音頻控制器21與物理接口20連接，USB音頻控制器21將被USB協議包裝過的數據流轉換成適於後續的數模轉換器25所需要的數字音頻信號。當MCU微處理器24檢測到接口的2、3引腳的信號為模擬音頻信號時，控制ADC採樣電路22與信號輸入接口20連接，ADC採樣電路22將模擬音頻信號轉換成適於後續的數模轉換器25所需要的數字音頻信號。當MCU微處理器24檢測到接口的2、3引腳的信號為S/PDIF數字音頻信號時，控制S/PDIF電路23與物理接口20連接，將S/PDIF信號解調成適於後續的數模轉換器25所需要的數字音頻信號。第二種識別方式是由MCU微處理器24通過USB物理接口的1、4引腳的電壓差來進行判斷。USB規格書中規定當工作在USB模式時其第一引腳(Vbus)與第四引腳(DGND)之間正常工作的電壓差標準為5.0V,最低工作電壓為4.40V,最高工作電壓為5.25V,即USB模式下工作電壓範圍為4.40V5.25V。在MCU微處理器24中預設S/PDIF模式的工作電壓範圍為3.8V~4.2V，預設模擬信號模式的工作電壓範圍為1.8V~3.6V。當MCU微處理器24檢測到物理接口的1、4引腳的電壓差在4.40V-5.25V時，控制USB音頻控制器21與物理接口20連接，USB音頻控制器21將被USB協議包裝過的數據流轉換成適於後續的數模轉換器25所需要的數字音頻信號。當MCU微處理器24檢測到物理接口的1、4引腳的電壓差在3,8V~4.2V時，控制S/PDIF電路23與物理接口20連接，將S/PDIF解調成適於後續的數模轉換器25所需要的數字音頻信號。當MCU微處理器24檢測到物理接口的1、4引腳的電壓差在1.8V3.6V時，控制ADC採樣電路22與物理接口20連接，ADC採樣電路22將模擬音頻信號轉換成適於後續的數模轉換器25所需要的數字音頻信號。在這一模式下本實用新型具備低功耗和低電壓工作的特點，因此即使當工作電壓低至1.8V仍能正常工作。在該模式下可採用三節1.2V的電池供電並能超長時間的正常工作，比較適合移動環境。上述的S/PDIF模式的電壓差範圍3.8V-4.2V與模擬音頻信號模式的電壓差範圍1.8V3.6V的數值範圍是用戶自行設定的，具體數值僅用於示例，只要這三個電壓差範圍不互相重疊就能實現本實用新型。數模轉換器25連接USB音頻控制器21、ADC採樣電路22和S/PDIF電路23的輸出端。數模轉換器25將USB音頻控制器21、ADC採樣電路"或S/PDIF電路23輸出的適於數模轉換器25所需要的數字音頻信號轉換為模擬音頻信號，然後直接輸出。圖2B示出了本實用新型的另一實施例，請參見圖2B，該裝置主要包括信號輸入接口20，、USB音頻控制器21'、ADC採樣電路22'、S/PDIF電路23'、MCU微處理器24，以及無線音頻發送器25'。這裡的物理接口20，、USB音頻控制器21'、ADC採樣電路22'、S/PDIF電路23'、MCU微處理器24，均與上迷實施例是相同的，包括MCU微處理器24，識別信號的兩種方式也與上述實施例相同，因此不再贅述。本實施例中的無線音頻發送器25，連接USB音頻控制器21，、ADC採樣電路22，和S/PDIF電路23'，從USB音頻控制器21、ADC採樣電路22或S/PDIF電路接收適於無線音頻發送器25'所需要的數字音頻信號，將該數字音頻信號以無線方式發送出去。本實用新型除了增加了模擬音頻和S/PDIF這兩種模式外，還可以增加其他的音頻輸入模式，增加的原理可由上述實施例的描述相同。另外，本實用新型除了應用在音頻輸入模式，還可以應用在音頻輸出模式。本實用新型的發明點在於物理接口可以傳輸各種類型的音源信號，通過MCU微處理器檢測物理接口以確定採用後續哪個電路與物理接口相連，從而根據不同的音源信號使用不同的音頻處理模式。上述實施例是提供給本領域普通技術人員來實現或使用本實用新型的，本領域普通技術人員可在不脫離本實用新型的發明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本實用新型的保護範圍並不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書提到的創新性特徵的最大範圍。權利要求1一種支持多種音頻工作模式的裝置，與外部音源相連，根據不同的音源類型進行相應的處理，該裝置包括物理接口，傳輸包含數字音頻信號的USB協議數據、模擬音頻信號或S/PDIF數字音頻信號；USB音頻控制器，連接該物理接口，將傳輸的符合USB協議的數據流轉換成適於後續的信號輸出模塊所需要的數字音頻信號；模數轉換採樣電路，連接該物理接口，將傳輸的模擬音頻信號採樣量化成適於後續的信號輸出模塊所需要的數字音頻信號；S/PDIF電路，連接該物理接口，將傳輸的S/PDIF數位訊號解調成適於後續的信號輸出模塊所需要的數字音頻信號；MCU微處理器，一端連接該物理接口、另一端分別連接該USB音頻控制器、該模數轉換採樣電路和該S/PDIF電路，根據物理接口當前傳輸的信號類型選擇對應的電路對信號進行處理；信號輸出模塊，連接該USB音頻控制器、該模數轉換採樣電路與該S/PDIF電路，將處理完成的音頻信號輸出。專利摘要本實用新型公開了一種支持多種音頻模式的裝置，在不破壞設備外觀的基礎上擴展系統對音源的應用範圍。其技術方案為該裝置包括物理接口，傳輸USB協議數據、模擬音頻信號或S/PDIF數字音頻信號；USB音頻控制器，將USB協議數據流轉換成適於信號輸出模塊需要的數字音頻信號；ADC電路，將模擬音頻信號採樣量化成適於信號輸出模塊需要的數字音頻信號；S/PDIF電路，將S/PDIF數位訊號解調成適於信號輸出模塊需要的數字音頻信號；MCU微處理器，一端連接物理接口、另一端分別連接USB音頻控制器、ADC電路和S/PDIF電路，根據當前傳輸的信號類型選擇對應的電路；信號輸出模塊，連接USB音頻控制器、ADC電路與S/PDIF電路，將音頻信號輸出。本實用新型應用於音頻處理領域。文檔編號G06F3/16GK201047942SQ20072006916公開日2008年4月16日申請日期2007年4月20日優先權日2007年4月20日發明者錢曉鋒申請人:上海島谷科技有限公司;錢曉鋒