專利名稱：一種以固態(tài)存儲器為媒體的高品質(zhì)音頻信號轉(zhuǎn)換回放裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及音頻信號處理裝置，特別是可以對模擬音頻信號進行轉(zhuǎn)換得到高品質(zhì)數(shù)碼音頻文件，例如CD-DA格式文件，且可回放該高品質(zhì)數(shù)碼音頻文件的一種以固態(tài)存儲器為媒體的高品質(zhì)音頻信號轉(zhuǎn)換回放裝置。
背景技術(shù)：
一般說來，音頻信號的存儲媒體已經(jīng)經(jīng)歷了三代。第一代的存儲媒體是磁帶和唱片，存在結(jié)構(gòu)復雜、容易卡帶和磨損等問題；第二代的存儲媒體是光盤，存在光頭易老化、壽命短和抗振能力差等問題；第三代是用硬盤作為存儲媒體的，硬盤的體積大，功耗大，有噪音易發(fā)熱，不耐振動和沖擊。值得注意的是，隨著半導體技術(shù)水平的不斷提高，固態(tài)存儲器的容量越做越大，目前容量已經(jīng)達到16GB，今后有望做到32GB，64GB......，其價格將會越來越低。特別是它具有體積小、功耗低、抗振好和壽命長等顯著特點，因此，用固態(tài)存儲器作為音頻信息的存儲媒體將會得到長足發(fā)展。目前流行的MP3播放機就是一種采用固態(tài)存儲器作為存儲媒體的裝置。一個典型的MP3文件是以MPEG1 LAYER3格式壓縮編碼音頻數(shù)據(jù)得到的。MP3歌曲從網(wǎng)絡上下載到電腦的硬盤后，一是利用多媒體電腦播放；二是燒錄成CD用CD唱機播放；三是通過電腦傳送到MP3播放機隨身收聽。從MP3文件的來源和利用方法可以看出MP3播放機的某些不足，其中的主要問題是由于MP3文件采用壓縮數(shù)據(jù)存儲和解壓縮播放方式而使MP3的音質(zhì)比CD的音質(zhì)差一些。MP3播放機一般是由固態(tài)存儲器，接口電路，接口電路控制器，電源模塊，功放發(fā)聲器，微處理器，解碼芯片等元器件連接組成。它雖然支持播放MP3格式數(shù)碼音頻信號，但是不能將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為高音質(zhì)數(shù)碼音頻信號且可回放，也不支持高音質(zhì)數(shù)碼音頻信號直接輸入且播放，例如不支持CD-DA格式文件直接輸入且播放。根據(jù)上述事實，如果能夠借鑒MP3播放機的軟件設計和硬件構(gòu)成模式，通過適當?shù)姆椒ò袰D-DA格式文件儲存在固態(tài)存儲器中，研究、設計和提供一種高品質(zhì)數(shù)碼音頻播放裝置，并且把該播放裝置應用于汽車音響、家庭影院和個人隨身聽，應該說這正是人們所希望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種以固態(tài)存儲器為媒體的音頻信號轉(zhuǎn)換回放裝置，該裝置可將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為高品質(zhì)數(shù)碼音頻信號然后存儲起來，需要時可以回放上述存儲的高品質(zhì)數(shù)碼音頻信號，還可以回放由外部接口輸入的高品質(zhì)數(shù)碼音頻信號。所謂高品質(zhì)數(shù)碼音頻信號一般是指以CD-DA格式文件為代表的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，也就是說該轉(zhuǎn)換回放裝置不但可以播放CD-DA格式文件，而且能夠播放MP3、WMA格式文件。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種以固態(tài)存儲器為媒體的音頻信號轉(zhuǎn)換回放裝置(以下簡稱轉(zhuǎn)換回放裝置)，主要包含有固態(tài)存儲器、接口電路、接口電路控制器、模擬音頻信號輸入裝置、電源模塊、濾波功放發(fā)聲模塊，其特征在于還包含有一個轉(zhuǎn)換解碼控制模塊，所述轉(zhuǎn)換解碼控制模塊通過其外圍電路與固態(tài)存儲器、接口電路控制器、模擬音頻信號輸入裝置、電源模塊、濾波功放發(fā)聲模塊電連接，接口電路與接口電路控制器電連接，電源模塊向各個元器件提供電能；其中的信號流通是模擬音頻信號輸入裝置將模擬音頻信號輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊，轉(zhuǎn)換解碼控制模塊對模擬音頻信號進行轉(zhuǎn)換與編碼使其成為數(shù)字音頻數(shù)據(jù)后輸送到固態(tài)存儲器中存儲，或者接口電路與接口電路控制器將CD-DA格式文件輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊中直接存儲到固態(tài)存儲器中，存儲在固態(tài)存儲器中的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)輸出到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊中被轉(zhuǎn)換還原為等品質(zhì)模擬音頻信號輸送到濾波功放發(fā)聲模塊中，濾波功放發(fā)聲模塊對還原的模擬音頻信號進行濾波與信號放大之后播放。
作為優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器、音頻編解碼器、中央處理器電連接組成，其中的音頻編解碼器和中央處理器集成在同一集成電路芯片-主芯片上，所述主芯片的型號為KBDC101或者KBD1200。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器分別與固態(tài)存儲器、模擬音頻信號輸入裝置及主芯片電連接；數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器分別與主芯片及濾波功放發(fā)聲模塊電連接；主芯片分別與固態(tài)存儲器、接口電路控制器和電源模塊以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器電連接。
作為優(yōu)選，所述模擬音頻信號的轉(zhuǎn)換回放過程是模擬音頻信號輸入裝置將模擬音頻信號輸入到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器對模擬音頻信號進行取樣、量化、編碼處理，在中央處理器的控制下，固態(tài)存儲器執(zhí)行寫操作命令將數(shù)字音頻數(shù)據(jù)存儲起來；或者在中央處理器的控制下，固態(tài)存儲器執(zhí)行讀操作命令將其內(nèi)部儲存的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)輸出到數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器將數(shù)字音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號輸入到濾波功放發(fā)聲模塊中，濾波功放發(fā)聲模塊對還原的模擬音頻信號進行濾波與信號放大之后播放。
作為優(yōu)選，所述CD-DA格式文件的輸入回放過程是接口電路控制器控制接口電路將CD-DA格式文件輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊中，在中央處理器的控制下，固態(tài)存儲器執(zhí)行寫操作命令直接將CD-DA格式文件存儲起來；或者在中央處理器的控制下，固態(tài)存儲器執(zhí)行讀操作命令將其內(nèi)部儲存的CD-DA格式文件輸出到數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器將CD-DA格式文件轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號輸入到濾波功放發(fā)聲模塊中，濾波功放發(fā)聲模塊對還原的模擬音頻信號進行濾波與信號放大之后播放。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換解碼控制模塊中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器由帶有24位數(shù)據(jù)傳送總線，取樣頻率在192KHz以上的集成電路芯片組成。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換解碼控制模塊中的音頻編解碼器由內(nèi)置程序的集成電路芯片組成，所述音頻編解碼器按照CD-DA格式標準實現(xiàn)音頻的模擬/數(shù)字和數(shù)字/模擬的轉(zhuǎn)換，兼容MP3、WMA格式文件的編解碼。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換解碼控制模塊中的中央處理器由內(nèi)置程序的集成電路芯片組成，所述中央處理器作為程序存儲器，控制和處理所述轉(zhuǎn)換回放裝置的所有信號和操作。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換回放裝置中的固態(tài)存儲器是FLASH存儲器，作為數(shù)據(jù)存儲器，用于存放CD文件、MP3文件，其容量為64MB～4GB，其型號為K9F1208UOM。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換回放裝置中的接口電路，接口電路控制器為含有USBHOST或USB ON-THE-GO協(xié)議的集成電路芯片組成的集成電路，它與U盤、MP3播放機和移動硬盤等外圍設備直接通訊，其型號為KBU106。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換回放裝置中的模擬音頻信號輸入裝置可為麥克風或者其他模擬音頻采集器。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換回放裝置中的濾波功放發(fā)聲模塊由低通濾波器和功放發(fā)聲電路組成，其中低通濾波器至少含有一個二階有源低通濾波器電路。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換回放裝置包含有按鍵電路，按鍵電路與轉(zhuǎn)換解碼控制模塊電連接，按鍵電路將用戶控制命令信號輸入轉(zhuǎn)換解碼控制模塊中，由中央處理器控制執(zhí)行。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換回放裝置中包含有顯示模塊，顯示模塊包括顯示屏驅(qū)動及控制電路和顯示屏，所述的顯示屏可以為熒光顯示屏或者數(shù)碼屏或者液晶顯示屏。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換回放裝置中包含有收音機模塊，所述收音機模塊與轉(zhuǎn)換解碼控制模塊電連接，在中央處理器的控制下，收音機模塊輸出的音頻信號傳送到數(shù)字控制立體聲音頻處理器或者濾波功放發(fā)聲模塊中。
作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)換回放裝置中包含有數(shù)字控制立體聲音頻處理器，所述數(shù)字控制立體聲音頻處理器由型號為TDA7313X的音頻處理器集成電路U4及外圍電路所組成，它對CD及MP3模擬信號、來自話筒的語音信號和收音機信號作選通判定，它對音量、音調(diào)高低、左右均衡和衰減進行處理。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的特點技術(shù)方案中記載有“轉(zhuǎn)換解碼控制模塊對模擬音頻信號進行轉(zhuǎn)換與編碼使其成為數(shù)字音頻數(shù)據(jù)后輸送到固態(tài)存儲器中存儲，或者接口電路與接口電路控制器將CD-DA格式文件輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊中直接存儲到固態(tài)存儲器中，存儲在固態(tài)存儲器中的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)輸出到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊中被轉(zhuǎn)換還原為等品質(zhì)模擬音頻信號輸送到濾波功放發(fā)聲模塊中，濾波功放發(fā)聲模塊對還原的模擬音頻信號進行濾波與信號放大之后播放?！边@段話告訴我們輸送到固態(tài)存儲器中的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)與從固態(tài)存儲器中輸出的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)是相同的，即所謂原碼入，原碼出。在入出過程中無需壓縮和解壓的編解碼，原碼是指無壓縮的數(shù)碼即無壓縮的編碼數(shù)據(jù)。
還可以看到，無論是模擬音頻信號或者是CD-DA格式文件，在它們的轉(zhuǎn)換回放過程中不存在“數(shù)字壓縮”和“數(shù)字解壓”環(huán)節(jié)，在下面將要描述的電路圖中也沒有“數(shù)字壓縮電路”和“數(shù)字解壓電路”。也就是說本發(fā)明采用了“數(shù)據(jù)無壓縮技術(shù)”，采用了包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的音頻編解碼器，實現(xiàn)音頻的模數(shù)和數(shù)模的轉(zhuǎn)換符合CD格式標準，而且模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器都是帶有24位數(shù)據(jù)傳送總線，其取樣頻率在192KHz以上的集成電路芯片。數(shù)據(jù)無壓縮，例如輸入文件的容量為1M，輸出文件的容量仍然為1M。這樣做的結(jié)果是失真非常少，相當于原音播放。因此可以說本發(fā)明是一種高音質(zhì)數(shù)碼音頻播放裝置，不但能播放CD格式文件，而且兼容MP3、WMA等格式文件的播放?？傊?，信息是按文件形式儲存的，CD-DA格式文件的存儲方式是采用無壓縮數(shù)據(jù)存儲(MP3格式文件采用壓縮數(shù)據(jù)存儲)，從媒體特點看是純數(shù)字存儲，無壓縮和解壓這樣的中間環(huán)節(jié)；其音質(zhì)水平可以達到播放CD時比光盤CD更好，播放MP3時比光盤MP3更好；因此本發(fā)明是一種以固態(tài)存儲器作為儲存媒體的高品質(zhì)數(shù)碼音頻(CD-DA格式文件)播放裝置。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
圖1是本發(fā)明轉(zhuǎn)換回放裝置的工作原理方框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的工作原理方框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明將數(shù)字音頻數(shù)據(jù)還原為模擬音頻信號的工作原理方框圖。
圖4是本發(fā)明具體實施方式
之一的車載式轉(zhuǎn)換回放裝置的工作原理方框圖。
圖5是本發(fā)明具體實施方式
之二的家用式轉(zhuǎn)換回放裝置的工作原理方框圖。
圖6是本發(fā)明具體實施方式
之三的袖珍式轉(zhuǎn)換回放裝置的工作原理方框圖。
圖7是圖4所示車載式轉(zhuǎn)換回放裝置的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊的電路圖。
圖8是圖4所示車載式轉(zhuǎn)換回放裝置的固態(tài)存儲器的電路圖。
圖9是圖4所示車載式轉(zhuǎn)換回放裝置的接口電路及其控制器的電路圖。
圖10是圖4所示車載式轉(zhuǎn)換回放裝置的低通濾波器的電路圖。
圖11是圖4所示車載式轉(zhuǎn)換回放裝置的數(shù)字控制立體聲音頻處理器的電路圖。
圖12是圖5所示家用式轉(zhuǎn)換回放裝置的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊的電路圖。
圖13是圖6所示袖珍式轉(zhuǎn)換回放裝置的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊的電路圖。
圖14是圖6所示袖珍式轉(zhuǎn)換回放裝置的收音機模塊、耳機功放電路模塊、模擬音頻信號輸入裝置的組合電路圖。
具體實施例方式
圖1給出了本發(fā)明一種以固態(tài)存儲器為媒體的音頻信號轉(zhuǎn)換回放裝置的基本結(jié)構(gòu)，主要包含有固態(tài)存儲器、接口電路、接口電路控制器、模擬音頻信號輸入裝置、電源模塊、濾波功放發(fā)聲模塊，其特征在于還包含有一個轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7，所述轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7通過其外圍電路與固態(tài)存儲器1、接口電路控制器3、模擬音頻信號輸入裝置4、電源模塊5、濾波功放發(fā)聲模塊6電連接，接口電路2與接口電路控制器3電連接，電源模塊5向各個元器件提供電能；其中的信號流通是模擬音頻信號輸入裝置4將模擬音頻信號輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7，轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7對模擬音頻信號進行轉(zhuǎn)換與編碼使其成為數(shù)字音頻數(shù)據(jù)后輸送到固態(tài)存儲器1中存儲，或者接口電路2與接口電路控制器3將CD-DA格式文件輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7中直接存儲到固態(tài)存儲器1中，存儲在固態(tài)存儲器1中的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)輸出到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7中被轉(zhuǎn)換還原為等品質(zhì)模擬音頻信號輸送到濾波功放發(fā)聲模塊6中，濾波功放發(fā)聲模塊6對還原的模擬音頻信號進行濾波與信號放大之后播放。
如圖1所示的轉(zhuǎn)換回放裝置，所述的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器71、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72、音頻編解碼器73、中央處理器74電連接組成，其中的音頻編解碼器73和中央處理器74集成在同一集成電路芯片-主芯片上，所述主芯片的型號為KBDC101或者KBD1200。
在圖1中，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器71分別與固態(tài)存儲器1、模擬音頻信號輸入裝置4及主芯片電連接；數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72分別與主芯片及濾波功放發(fā)聲模塊6電連接，主芯片分別與固態(tài)存儲器1、接口電路控制器3和電源模塊5以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器71和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72電連接。
如圖2所示，模擬音頻信號輸入裝置4將采集到的模擬音頻信號輸入到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器71，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器71對模擬音頻信號進行取樣、量化、編碼處理，將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字音頻數(shù)據(jù)(編碼數(shù)據(jù))，在中央處理器74的控制下，固態(tài)存儲器1執(zhí)行寫操作命令將所述數(shù)字音頻數(shù)據(jù)存儲起來。
如圖3所示，在中央處理器74的控制下，固態(tài)存儲器1執(zhí)行讀操作命令，將其內(nèi)部儲存的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)(編碼數(shù)據(jù))輸出給數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72，經(jīng)過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72處理，數(shù)字音頻數(shù)據(jù)被還原為等品質(zhì)的模擬音頻信號，并且將所述等品質(zhì)的模擬音頻信號輸送到低通濾波器61和與其連通的功率放大器62進一步降低噪波，然后進行信號放大推動揚聲器發(fā)音。
圖2和圖3一起表達了模擬音頻信號的轉(zhuǎn)換回放全過程。
從圖2和圖3所表達的兩個過程可以看到，輸送到固態(tài)存儲器中的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)與從固態(tài)存儲器中輸出的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)是相同的，即所謂原碼入，原碼出。在入出過程中無需壓縮和解壓的編解碼，原碼是指無壓縮的數(shù)碼即無壓縮的編碼數(shù)據(jù)。
從圖2和圖3所表達的兩個過程還可以看到，在這個過程中不存在“數(shù)字壓縮”和“數(shù)字解壓”環(huán)節(jié)，在后面將要描述的電路圖中也沒有“數(shù)字壓縮電路”和“數(shù)字解壓電路”。也就是說本發(fā)明采用了“數(shù)據(jù)無壓縮技術(shù)”，采用了包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的音頻編解碼器，實現(xiàn)音頻的模數(shù)和數(shù)模的轉(zhuǎn)換符合CD格式標準，而且模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器都是帶有24位數(shù)據(jù)傳送總線，其取樣頻率在192KHz以上的集成電路芯片。數(shù)據(jù)無壓縮，例如輸入文件的容量為1M，輸出文件的容量仍然為1M。這樣做的結(jié)果是失真非常少，相當于原音播放。因此可以說本發(fā)明是一種高品質(zhì)的數(shù)碼音頻播放裝置，不但能播放CD格式文件，而且兼容MP3、WMA等格式文件的播放。
圖1和圖3一起表達了所述CD-DA格式文件的輸入回放過程對于以CD-DA格式文件為代表的其他數(shù)碼音頻格式文件(例如MP3、WMA等格式文件)，可以通過接口電路2輸入所述CD-DA格式文件，接口電路控制器3控制接口電路2，將CD-DA格式文件傳送到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7中，CD-DA格式文件不需要經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器71進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，而是在中央處理器74控制下直接儲存到固態(tài)存儲器1中。具體地說，在中央處理器74的控制下，固態(tài)存儲器1執(zhí)行寫操作命令直接將CD-DA格式文件存儲起來，需要播放的時候，在中央處理器74的控制下，固態(tài)存儲器1執(zhí)行讀操作命令將其內(nèi)部儲存的CD-DA格式文件輸出到數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72將CD-DA格式文件轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號輸入到濾波功放發(fā)聲模塊6中，濾波功放發(fā)聲模塊6對還原的模擬音頻信號進行濾波與信號放大之后播放。
以上描述了本發(fā)明一種以固態(tài)存儲器為媒體的音頻信號轉(zhuǎn)換回放裝置的技術(shù)方案及其結(jié)構(gòu)細節(jié)，下面描述該技術(shù)方案的應用及其結(jié)構(gòu)細節(jié)。
圖4是本發(fā)明具體實施方式
之一的車載式轉(zhuǎn)換回放裝置的工作原理方框圖。圖4包含有圖1所表達的元器件組成及其電連接特征和工作原理本質(zhì)的全部內(nèi)容，圖4是在圖1的基礎上根據(jù)汽車的工作特點及其服務對象的需要增加了一些元器件，這些元器件是按鍵電路8，顯示模塊9，收音機模塊10，數(shù)字控制立體聲音頻處理器11，話筒放大電路12，MIC插座13。
圖4中包含有圖2表達的將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的工作原理和圖3表達的將數(shù)字音頻數(shù)據(jù)還原為模擬音頻信號的工作原理。
圖4與圖1不同的是，在圖4中，按鍵電路8與轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7電連接，按鍵電路8將用戶控制信號輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7中，由中央處理器74控制執(zhí)行。
圖4與圖1不同的是，在圖4中，顯示模塊9由顯示屏驅(qū)動及控制電路91和顯示屏92電連接組成，顯示屏92為熒光顯示屏(VFD)。顯示屏驅(qū)動及控制電路91與轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7中的中央處理器74電連接，中央處理器74將顯示屏驅(qū)動控制信號傳送給顯示屏驅(qū)動及控制電路91，顯示屏驅(qū)動及控制電路91將顯示屏驅(qū)動控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動信號并且輸入到顯示屏92中以驅(qū)動顯示屏92顯示。
圖4與圖1不同的是，在圖4中，收音機模塊10的信號輸入端與轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7電連接，收音機模塊10可接收FM/AM無線電廣播節(jié)目。收音機模塊10可以將收到的模擬音頻信號輸入到數(shù)字控制立體聲音頻處理器11中。
圖4與圖1不同的是，在圖4中，MIC插座13與話筒放大電路12的信號輸入端電連接，模擬音頻信號可以通過MIC插座13輸入到話筒放大電路12中，再由話筒放大電路12輸入到數(shù)字控制立體聲音頻處理器11中。
圖4與圖1不同的是，在圖4中，轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7中的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72的輸出端與數(shù)字控制立體聲音頻處理器11電連接，在中央處理器74的控制下，固態(tài)存儲器1執(zhí)行讀操作命令，固態(tài)存儲器1將其儲存的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)輸出到數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72將數(shù)字音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號輸入到數(shù)字控制立體聲音頻處理器11中。
圖4與圖1不同的是，在圖4中，數(shù)字控制立體聲音頻處理器11的信號輸入端分別與收音機模塊10、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器72、話筒放大電路12的信號輸出端電連接，數(shù)字控制立體聲音頻處理器11的信號輸出端與低通濾波器61的信號輸入端電連接；因此，在數(shù)字控制立體聲音頻處理器11中的從不同路徑送來的模擬音頻信號都可以得到均衡和衰減處理，經(jīng)過處理的模擬音頻信號輸入到濾波功放發(fā)聲模塊6中再經(jīng)過降低噪波和信號放大而發(fā)出的音樂非常悅耳動聽。
圖4與圖1不同的是，在圖4中，電源模塊5采用車載蓄電池提供的12V直流電源并對12V直流電進行變壓、穩(wěn)壓的直流電源電路；電源模塊5向轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7和其他元器件提供工作電能。在濾波功放發(fā)聲模塊6中，低通濾波器61，功率放大器62，發(fā)聲器63順序電連接，其中的功率放大器62采用普通車載功放電路。
下面是本發(fā)明車載式轉(zhuǎn)換回放裝置的主要電路的說明。
如圖7所示的本發(fā)明車載式轉(zhuǎn)換回放裝置中的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7的電路圖包括主芯片及其外圍電路，音頻信號編解碼器73、中央處理器74集成在一個集成電路芯片-主芯片中，其型號為KBDC101或者KBD1200，它由16位DMCU、16位sigma-Delta DAC、振蕩器(OSC)、系統(tǒng)時鐘、周邊時鐘、PLL、16位定時器/計數(shù)器、UART、LVD/LVR、I2S收發(fā)器、看門狗、SPI、可編程接口、外部存儲器接口、音頻ADC等組成。DMCU是指在單一芯片內(nèi)核內(nèi)集成了MCU和DSP電路。為了在單一周期中執(zhí)行一條指令，它具有強大的指令設置和管線算法規(guī)則。DMCU具有強大的控制能力，在沒有干擾DSP處理的情況下，它能夠獲得有效的MCU控制功能；CD或MP3左右模擬信號是分別從DAO-L和DAO-R輸出的。左通道經(jīng)R15和C43的低通濾波網(wǎng)絡后，再經(jīng)隔直電容E30輸出。右通道由R14，C42和E29這3個元件構(gòu)成，分析同左通道。E31，R16和C44起穩(wěn)定PLL基準電壓(VX)的作用；R7和E32與內(nèi)部LVD/LVR構(gòu)成低電壓復位電路，R7×E32之積決定了復位的快慢，它是復位時間常數(shù)；R53和R54分別是OSCM和TEST-MODE的上拉電阻；R.2，Y2，C46和C47與U3內(nèi)部振蕩器構(gòu)成4MHz振蕩電路；Y3，C48和C49與U3內(nèi)部振蕩器構(gòu)成32.768KHz實時時鐘振蕩電路；R55和R80作上拉或下拉選擇；數(shù)字地和模擬地用帶磁芯的電感L6隔離；3.3V數(shù)字電源和模擬電源用帶磁芯的電感L5隔離。
如圖8所示的本發(fā)明車載式轉(zhuǎn)換回放裝置中的固態(tài)存儲器的電路圖固態(tài)存儲器1包括各種存儲卡、FLASH存儲器和E2PROM等，其容量可在64MB～4GB之間選擇。圖8給出了FLASH存儲器的電路，該電路的作用是作為數(shù)據(jù)存儲器，用于存儲各種文件，如CD、MP3文件，此電路由U9，電阻排RP3～RP5，R81，C64和C65所組成，C64和C65是濾波電容，各個電阻排及電阻都作上拉電阻用，U9的型號為K9F1208UOM。
如圖9所示的本發(fā)明車載式轉(zhuǎn)換回放裝置中的接口電路2和接口電路控制器3的電路圖。此電路是由U8，Y4，RP1，RP2，Q1，R58～R64，C50～C53所組成。其作用是控制U盤、MP3播放機和移動硬盤等與本機通訊。CN1是通用的USB插座，U8是USB HOST或OTG控制器，參考型號為KBU106，它可以與U盤、MP3播放機和移動硬盤等直接通訊，它的傳送速度可達到12Mbps。C52、C53和Y4與U8的內(nèi)部的PLL時鐘驅(qū)動器構(gòu)成6MHz振蕩電路。RP1作DREQ、SDATA、DCLK、XRESET的上拉電阻，RP2作為XCS、SO、SI和SCLK的上拉電阻。C51是U8的VDD33電源的濾波電容，LED用于指示數(shù)據(jù)流的傳送有傳送，點亮；無傳送，不亮。Q1、R64和C50構(gòu)成模擬開關電路，用于控制USB接口的+5V電壓，它是由PDM控制的。當PDM為高電平時，Q1截止，本機不提供給USB插座+5V電壓；當PDM為低電平時，Q1導通，本機提供給USB插座+5V電壓。USB接口數(shù)據(jù)傳送采用差分輸入方式，外掛的下拉電阻R62和R63是器件U8所要求的，R58～R61對EMC/EMI有好處。
如圖10所示的本發(fā)明車載式轉(zhuǎn)換回放裝置中的濾波功放發(fā)聲模塊6中的低通濾波器61的電路圖此電路由4個完全相同的低通濾波器LPF構(gòu)成，其作用是對各通道信號作低通濾波處理，去除雜波，使信號變得干凈。以RF通道為例來進行說明，EC68和EC67分別是輸入和輸出耦合電容；R92～R94、C10、C66和U14-A構(gòu)成二階有源低通濾波器電路，它的電壓增益與R92對R94的比值有關，截止頻率與R94×C10×R93×C66的積有關，此積越少，截止頻率越高，通常截止頻率取20多KHz。RR、LR、LF通道分析與RF相同，從略。
此外，R96、R97、EC74、C72與R99、R98、EC77、C70分別構(gòu)成電源中點電壓電路，電阻用于分壓，電容用于濾波，R95和R100作限流電阻，C75、EC73、C76、EC78作LPF模塊電源濾波電容。U13和U14是雙運放集成電路，型號為LM4558。
如圖11所示的本發(fā)明車載式轉(zhuǎn)換回放裝置中的數(shù)字控制立體聲音頻處理器電路圖此電路由音頻處理器集成電路U4及外圍電路所組成。U4的型號為TDA7313X，U4是數(shù)字控制的立體聲音頻處理器，它對音量、音調(diào)高低、均衡(左/右)和衰減進行處理，它提供可選擇的輸入增益外部響度功能?？刂剖怯蒊2C總線微處理器接口完成的。主芯片與U4的串行總線解碼鎖存器就是通過I2C總線進行通訊的。I2C總線由SDA和SCL這兩條線所組成，且必須要接上拉電阻。
圖5是本發(fā)明具體實施方式
之二的家用式音頻信號轉(zhuǎn)換回放裝置的工作原理方框圖。它是在實施方式之一的基礎上針對家用的特點所作的改進。圖5包含有圖4所表達的元器件組成及其電連接特征和工作原理本質(zhì)的全部內(nèi)容，圖5是在圖4的基礎上根據(jù)家庭娛樂的特點及其服務對象的需要而增加了某些元器件，這些元器件是紅外線接收頭14，AV端子15，多合一卡插座16。
圖5與圖4不同的是，在圖5中，紅外線接收頭14的輸出端與轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7電連接，紅外線接收頭14將接收到的紅外線控制信號輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7中的中央處理器74中。AV端子15的信號輸入端與低通濾波器61的信號輸出端電連接，模擬音頻信號在數(shù)字控制立體聲音頻處理器11中經(jīng)過均衡和衰減處理后，輸入到濾波功放發(fā)聲模塊6中，濾波功放發(fā)聲模塊6中的模擬音頻信號經(jīng)過低通濾波器61后分別輸入到AV端子15和功率放大器62中，功率放大器62為普通家用類型。多合一卡插座16與轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7電連接。電源模塊5為可以使用220V交流電的交流直流轉(zhuǎn)換電路。顯示屏92使用的是數(shù)碼顯示屏(LED)。
圖6是本發(fā)明具體實施方式
之三的袖珍式轉(zhuǎn)換回放裝置的工作原理方框圖。圖6包含有圖1所表達的元器件組成及其電連接特征和工作原理本質(zhì)的全部內(nèi)容，實施方式之三與實施方式之二和實施方式之一明顯不同。根據(jù)本發(fā)明設計試制的樣品與目前市售的袖珍式MP3播放機一樣大，它的顯著特點是可以播放音質(zhì)特別好的CD格式文件。
在圖6中，用耳機功放來代替音頻處理器、LPF和AMP電路，在濾波功放發(fā)聲模塊6中只有耳機放大驅(qū)動電路62和耳機63，它們都是現(xiàn)有技術(shù)中的耳機與耳機功放電路，一般常用微型耳機插座和帶線耳機。顯示屏92使用的是液晶顯示屏(LCD)。由于功耗很低，可以直接用7號干電池供電。收音機模塊10采用微型模塊。去掉話筒插座及放大電路；增加LINE-IN微型插座及放大電路。USB插座采用微型迷你型插座。參考圖14可進一步了解袖珍式轉(zhuǎn)換回放裝置的結(jié)構(gòu)特點。
在圖14中咪頭M2和型號為LMV358的U4及外圍元件構(gòu)成MICIN放大電路，增益為6dB；插座J 3作為LINE IN的輸入端；型號為AD1871的U7作為高品質(zhì)的音頻ADC；上述三部分與MCU(微處理器)和固態(tài)存儲器1一起構(gòu)成高品質(zhì)的錄音電路；DA-101為88～108MHz微型FM收音機模塊；型號為BH3544的U3及外圍元件構(gòu)成耳機放大驅(qū)動電路，J2是耳機插座，U3具有靜音控制功能；輸入信號包括CD信號、MP3信號和收音信號。
如圖12所示的本發(fā)明家用式轉(zhuǎn)換回放裝置的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7的電路圖，如圖13所示的本發(fā)明袖珍式轉(zhuǎn)換回放裝置的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7的電路圖，它們與圖7所示的本發(fā)明車載式轉(zhuǎn)換回放裝置的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊7的電路圖基本相同，圖中的主芯片的型號都是KBDC101或者KBD1200。圖中的外圍電路大同小異，各個外圍電路所采用元器件的名稱、型號和連接方法具體表示在圖7、圖12、圖13中。
如圖5所示的本發(fā)明家用式轉(zhuǎn)換回放裝置采用了圖8、圖9、圖10和圖11所顯示的電路，因此本發(fā)明具體實施方式
之一和具體實施方式
之二中采用的固態(tài)存儲器1，接口電路2，接口電路控制器3，濾波功放發(fā)聲模塊6中的低通濾波器61，收音機模塊10，數(shù)字控制立體聲音頻處理器11，話筒放大電路12，MIC插座13電路都相同。
如圖6所示的本發(fā)明袖珍式轉(zhuǎn)換回放裝置采用了圖8和圖9所顯示的電路，因此本發(fā)明三種具體實施方式
中采用的固態(tài)存儲器1，接口電路2，接口電路控制器3電路相同。
權(quán)利要求
1.一種以固態(tài)存儲器為媒體的音頻信號轉(zhuǎn)換回放裝置，主要包含有固態(tài)存儲器、接口電路、接口電路控制器、模擬音頻信號輸入裝置、電源模塊、濾波功放發(fā)聲模塊，其特征在于還包含有一個轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)，所述轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)通過其外圍電路與固態(tài)存儲器(1)、接口電路控制器(3)、模擬音頻信號輸入裝置(4)、電源模塊(5)、濾波功放發(fā)聲模塊(6)電連接，接口電路(2)與接口電路控制器(3)電連接，電源模塊(5)向各個元器件提供電能；其中的信號流通是模擬音頻信號輸入裝置(4)將模擬音頻信號輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)，轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)對模擬音頻信號進行轉(zhuǎn)換與編碼使其成為數(shù)字音頻數(shù)據(jù)后輸送到固態(tài)存儲器(1)中存儲，或者接口電路(2)與接口電路控制器(3)將CD-DA格式文件輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)中直接存儲到固態(tài)存儲器(1)中，存儲在固態(tài)存儲器(1)中的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)輸出到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)中被轉(zhuǎn)換還原為等品質(zhì)模擬音頻信號輸送到濾波功放發(fā)聲模塊(6)中，濾波功放發(fā)聲模塊(6)對還原的模擬音頻信號進行濾波與信號放大之后播放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(71)、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(72)、音頻編解碼器(73)、中央處理器(74)電連接組成，其中的音頻編解碼器(73)和中央處理器(74)集成在同一集成電路芯片-主芯片上，所述主芯片的型號為KBDC101或者KBD1200。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(71)分別與固態(tài)存儲器(1)、模擬音頻信號輸入裝置(4)及主芯片電連接；數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(72)分別與主芯片及濾波功放發(fā)聲模塊(6)電連接；主芯片分別與固態(tài)存儲器(1)、接口電路控制器(3)和電源模塊(5)以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(71)和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(72)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述模擬音頻信號的轉(zhuǎn)換回放過程是模擬音頻信號輸入裝置(4)將模擬音頻信號輸入到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(71)，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(71)對模擬音頻信號進行取樣、量化、編碼處理，在中央處理器(74)的控制下，固態(tài)存儲器(1)執(zhí)行寫操作命令將數(shù)字音頻數(shù)據(jù)存儲起來；或者在中央處理器(74)的控制下，固態(tài)存儲器(1)執(zhí)行讀操作命令將其內(nèi)部儲存的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)輸出到數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(72)，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(72)將數(shù)字音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號輸入到濾波功放發(fā)聲模塊(6)中，濾波功放發(fā)聲模塊(6)對還原的模擬音頻信號進行濾波與信號放大之后播放。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述CD-DA格式文件的輸入回放過程是接口電路控制器(3)控制接口電路(2)將CD-DA格式文件輸入到轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)中，在中央處理器(74)的控制下，固態(tài)存儲器(1)執(zhí)行寫操作命令直接將CD-DA格式文件存儲起來；或者在中央處理器(74)的控制下，固態(tài)存儲器(1)執(zhí)行讀操作命令將其內(nèi)部儲存的CD-DA格式文件輸出到數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(72)，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(72)將CD-DA格式文件轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號輸入到濾波功放發(fā)聲模塊(6)中，濾波功放發(fā)聲模塊(6)對還原的模擬音頻信號進行濾波與信號放大之后播放。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(71)和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(72)由帶有24位數(shù)據(jù)傳送總線，取樣頻率在192KHz以上的集成電路芯片組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)中的音頻編解碼器(73)由內(nèi)置程序的集成電路芯片組成，所述音頻編解碼器(73)按照CD-DA格式標準實現(xiàn)音頻的模擬/數(shù)字和數(shù)字/模擬的轉(zhuǎn)換，兼容MP3、WMA格式文件的編解碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)中的中央處理器(74)由內(nèi)置程序的集成電路芯片組成，所述中央處理器(74)作為程序存儲器，控制和處理所述轉(zhuǎn)換回放裝置的所有信號和操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換回放裝置中的固態(tài)存儲器(1)是FLASH存儲器，作為數(shù)據(jù)存儲器，用于存放CD文件、MP3文件，其容量為64MB～4GB，其型號為K9F1208UOM。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換回放裝置中的接口電路(2)，接口電路控制器(3)為含有USB HOST或USB ON-THE-GO協(xié)議的集成電路芯片組成的集成電路，它與U盤、MP3播放機和移動硬盤等外圍設備直接通訊，其型號為KBU106。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換回放裝置中的模擬音頻信號輸入裝置(4)可為麥克風或者其他模擬音頻采集器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換回放裝置中的濾波功放發(fā)聲模塊(6)可以包括低通濾波器(61)，所述低通濾波器(61)包含有至少一個二階有源低通濾波器電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換回放裝置包含有按鍵電路(8)，按鍵電路(8)與轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)電連接，按鍵電路(8)將用戶控制命令信號輸入轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)中，由中央處理器(74)控制執(zhí)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換回放裝置中包含有顯示模塊(9)，顯示模塊(9)包括顯示屏驅(qū)動及控制電路(91)和顯示屏(92)，所述的顯示屏(92)可以為熒光顯示屏或者數(shù)碼屏或者液晶顯示屏。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換回放裝置中包含有收音機模塊(10)，所述收音機模塊(10)與轉(zhuǎn)換解碼控制模塊(7)電連接，在中央處理器(74)的控制下，收音機模塊(10)輸出的音頻信號傳送到數(shù)字控制立體聲音頻處理器(11)或者濾波功放發(fā)聲模塊(6)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換回放裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換回放裝置中包含有數(shù)字控制立體聲音頻處理器(11)，所述數(shù)字控制立體聲音頻處理器(11)由型號為TDA7313X的音頻處理器集成電路U4及外圍電路所組成，它對CD及MP3模擬信號、來自話筒的語音信號和收音機信號作選通判定，它對音量、音調(diào)高低、左右均衡和衰減進行處理。
全文摘要
以固態(tài)存儲器為媒體的高品質(zhì)音頻信號轉(zhuǎn)換回放裝置，其中的轉(zhuǎn)換解碼控制模塊通過其外圍電路與固態(tài)存儲器、接口電路控制器、模擬音頻信號輸入裝置、電源模塊、濾波功放發(fā)聲模塊電連接，接口電路與接口電路控制器電連接，電源模塊向各個元器件提供電能。模擬音頻信號轉(zhuǎn)換的高品質(zhì)數(shù)碼音頻信號或者從接口輸入的CD－DA格式文件存儲在固態(tài)存儲器中，需要時，存儲在固態(tài)存儲器中的高品質(zhì)數(shù)碼音頻信號或者CD－DA格式文件轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號通過濾波功放發(fā)聲模塊播放。
文檔編號G06F3/00GK1897110SQ20051010335
公開日2007年1月17日 申請日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月13日
發(fā)明者孫浩, 趙曉地, 王文林 申請人:孫浩, 趙曉地, 王文林