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      音頻功放裝置的制作方法

      文檔序號:11728577閱讀:807來源:國知局
      音頻功放裝置的制作方法

      本實用新型涉及音頻處理技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及音頻功放裝置。



      背景技術(shù):

      音頻功放全名為音頻功率放大器,是用于推動揚聲器發(fā)聲,從而重現(xiàn)聲音的功放裝置,多數(shù)發(fā)聲的電子產(chǎn)品中都要用到它。

      傳統(tǒng)的音頻功放裝置僅能實現(xiàn)聲音的放大功能,在實現(xiàn)其他功能時需要借助大量外部設(shè)備,例如當需要組成專業(yè)影院系統(tǒng)時,其需要連接例如控制、顯示、多種類型端口等器件,這樣無法給用戶帶來便捷操作。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      基于此,有必要針對傳統(tǒng)音頻功放裝置功能單一,無法給用戶帶來便捷操作的問題,提供一種功能多樣的音頻功放裝置,給用戶帶來便捷操作。

      一種音頻功放裝置,包括功放模塊、DSP(Digital Signal Processing,數(shù)字信號處理)音頻處理模塊、觸摸屏控制模塊以及音頻傳輸接口模塊;

      DSP音頻處理模塊分別與功放模塊、觸摸屏控制模塊以及音頻傳輸接口模塊連接。

      本實用新型音頻功放裝置,包括功放模塊、DSP音頻處理模塊、觸摸屏控制模塊以及音頻傳輸接口模塊,DSP音頻處理模塊分別與功放模塊、觸摸屏控制模塊以及音頻傳輸接口模塊連接,功放模塊用于對輸入信號進行功放處理,DPS音頻處理模塊用于對信號進行數(shù)字信號音頻處理,輸出優(yōu)質(zhì)的音頻數(shù)據(jù),觸控屏控制模塊用于輸出控制指令至外部觸屏顯示設(shè)備(LED顯示屏),音頻傳輸接口模塊提供豐富的與外部設(shè)備連接接口,方便與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互,也方便用戶對整個音頻功放裝置進行操作與使用,給用戶帶來便捷操作。

      附圖說明

      圖1為本實用新型音頻功放裝置第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖2為本實用新型音頻功放裝置其中一個實施例中DSP音頻處理模塊200的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖3為本實用新型音頻功放裝置第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

      具體實施方式

      如圖1所示,一種音頻功放裝置,包括功放模塊100、DSP音頻處理模塊200、觸摸屏控制模塊300以及音頻傳輸接口模塊400,DSP音頻處理模塊200分別與功放模塊100、觸摸屏控制模塊300以及音頻傳輸接口模塊400連接。

      功放模塊100用于對信號進行功放處理,確保輸出的信號能夠滿足用戶需求(應(yīng)用場景需求)。具體來說,功放模塊100可以包括多種類型的功放單元,每種功放單元提供不同的高功率輸出選擇,從而整個功放模塊100提供多種高功率輸出功放選擇,例如可以提供一種方案為Pascal SPRO2D類功放:4x500W@4Ω或4x250W@8Ω;另一種方案為ICEPOWER D類功放:4x 700W@4Ω。更進一步來說,在功放模塊100內(nèi)還可以包括具有主動式PFC(Power Factor Correction,功率因數(shù)校正)與自動電壓傳感功能的獨立開關(guān)電源以及過電流、過/欠電壓以及高溫保護的電路保護單元,在每個功放單元可以匹配兩個獨立的開關(guān)電源和單個電路保護單元,具有主動式PFC與自動電壓傳感功能的獨立開關(guān)電源,能夠有效提高功放單元的轉(zhuǎn)換效率,例如D類輸出級轉(zhuǎn)換效率高達90%(滿載),電路保護單元能夠給整個電路提供全套電路保護功能,具體可以提供包括過電流,過/欠電壓、輸出直流以及高溫保護。

      DSP音頻處理模塊200用于對信號進行數(shù)字信號音頻處理,輸出優(yōu)質(zhì)的音頻數(shù)據(jù)。具體來說,DSP音頻處理模塊200可以為四進四出DSP音頻處理模塊200,在實際應(yīng)用DSP音頻處理模塊200的核心處理部分是DSP處理器,可以采用DREAM公司的SAM5000系列DSP芯片支持56bit MAC操作,48bit雙精度操作,內(nèi)核頻率196.6MHz,芯片上集成32k參數(shù)RAM和16k數(shù)據(jù)RAM RAM32k*24,有極佳的低電平信號性能,動態(tài)處理器采用先進多斷點算法。在TDM(Testing Data Management/Technical Data Management,時分復用模式)模 式下,擁有32通道數(shù)字輸入和輸出和立體聲S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface Format)輸入和輸出,外部可以通過一個四線式SPI(Serial Peripheral interface,串行外圍設(shè)備接口)端口對其進行控制和參數(shù)配置,也可以通過此端口進行在線編程仿真,使用圖形工具進行開發(fā)和編程。DSP音頻處理模塊200的模擬音頻和數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換部分采用AKM公司的AK4620EF音頻轉(zhuǎn)換芯片,模擬全差分輸入和輸出,信噪比115dB。DSP音頻處理模塊200的數(shù)字音頻格式轉(zhuǎn)換采用AKM公司AKM4122最高支持96KHz取樣,并支持取樣頻率轉(zhuǎn)換。DSP音頻處理模塊200的微處理器MCU采用ST公司的STM32F107VCT6。

      更進一步來說,如圖2所示,DSP音頻處理模塊200包括4個傳輸鏈路,單個傳輸鏈路包括依次串聯(lián)的音頻信號源選擇器、噪聲門、輸入增益、輸入延時、輸入相位、12參數(shù)濾波器、輸入RMS(RMSRate-Monotonic Scheduling,單調(diào)速率調(diào)度)壓限器、輸入靜音開關(guān)、路由混合器、高低通濾波器、4段參數(shù)濾波器、輸出延時、輸出相位、輸出增益、限制器以及輸出靜音開關(guān),4個傳輸鏈路內(nèi)置的高低通濾波器相互連接。在四進四出DSP音頻處理模塊200中采用完美的4進4出混響矩陣功放,保證輸入能以任何配比與任何輸出通道進行混合。每個通道還擁有噪聲門功能、參數(shù)均衡器濾波器、增益控制、高/低通濾波器、RMS壓限以及可調(diào)的延時。在工作時,音頻信號源選擇:對每個輸入通道提供模擬、數(shù)字和DANTE三種音頻信號源;噪聲門:對每個輸入通道提供白噪聲和粉紅噪聲兩種噪聲發(fā)生器;輸入增益控制電路:對每個輸入通道可設(shè)置輸入通道電平,范圍從-12dB到+12dB;輸入延時控制電路:對每個輸入通道可設(shè)置的延時時間從000.0000mS到500.9984mS;輸入相位控制電路:對每個輸入通道可設(shè)置為正相“Normal”和反向“Invert”狀態(tài);12段參數(shù)濾波器:對每個輸入通道,分別有12段參數(shù)濾波器可以選擇,每個參數(shù)均衡濾波器可以選擇BELL、雪弗、高通、低通、帶通,陷波和全通濾波器。輸入RMS壓限器:對每個輸入通道,RMS壓限啟控閾值范圍:-16dBu到+14dBu;RMS壓限拐點:0%~100%;RMS啟控時間:5ms~200ms;輸入靜音開關(guān):對每個輸入通道,可選擇輸入信號“打開”或“關(guān)閉”;路由混合器:可把任一輸入通道的信號給四個輸入通道;高/低通濾波器:對每個輸出通道,可進行IIR(Infinite Impulse Response,無限 脈沖響應(yīng))和FIR(Finite Impulse Response,有限脈沖響應(yīng))選擇來進行高/低通濾波器設(shè)置;4段參數(shù)濾波器:對每個輸出通道,分別有4段參數(shù)濾波器可以選擇,每個參數(shù)均衡濾波器可以選擇BELL、雪弗、高通、低通、帶通,陷波和全通濾波器。輸出延時控制器:對每個輸出通道可設(shè)置延時時間從000.0000mS到340.9984mS;輸出相位控制器:對每個輸出通道可設(shè)置為正相“Normal”和反向“Invert”狀態(tài);輸出增益控制器:對每個輸出通道可設(shè)置輸出通道電平,范圍從-12dB到+12dB;限制器:對每個輸出通道可設(shè)置輸出通道的壓限限制,壓限限制啟控閾值范圍:-16dBu到+14dBu。壓限限制釋放時間范圍:0.1sec-5sec,壓限啟控時間范圍:1ms-900ms;輸出靜音開關(guān):對每個輸出通道,可選擇輸出信號“打開”或“關(guān)閉”。

      觸摸屏控制模塊300用于控制外部顯示屏,例如外部LED屏等,觸摸屏控制模塊300采用ST公司的STM32F103VET6微處理器MCU,外部顯示屏可以選用4.3英寸、480X270點陣、TFT-LCD、8led B/L白色背光、電容觸控面板的液晶顯示屏。

      音頻傳輸接口模塊400用于提供豐富的傳輸接口,便于與外部設(shè)備進行設(shè)備交互,例如可以便于與外部設(shè)備連接或斷開連接(插拔即可實現(xiàn)),給用戶帶來便捷操作。具體來說,音頻傳輸接口模塊400包括網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊(Dante模塊)和數(shù)字音頻輸入模塊,數(shù)字音頻輸入模塊可以為AES3數(shù)字音頻輸入模塊。在實際應(yīng)用中,網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊是一個專門應(yīng)用于高性能的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的現(xiàn)成解決方案?;贒ante UltimoTM單片機,支持最高為4個低延遲的雙向音頻通道,采樣頻率高達96kHz。網(wǎng)絡(luò)音頻輸入輸出模塊有兩個版本:1、單口以太網(wǎng):高性價比的Dante網(wǎng)絡(luò)解決方案,適用于100Mbps的以太網(wǎng)端口;2、雙口以太網(wǎng):配有兩個速度為1Gbps的以太網(wǎng)端口。支持菊花鏈連接方式的音頻設(shè)備,同時能夠給現(xiàn)場演出的音頻系統(tǒng)保持低延遲。在該網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊上有一整套高音質(zhì)采樣頻率的轉(zhuǎn)換器,以使用戶可以在不同的采樣頻率下運行連接好的音頻系統(tǒng)。除此以外,還配有一個質(zhì)量優(yōu)良的低抖動時鐘發(fā)生電路來給通過網(wǎng)絡(luò)連接好的設(shè)備提供一個采樣精準同步,使用標準I2S接口,用戶可以輕松連接該網(wǎng)絡(luò)音頻輸入輸出模塊到DSP音頻從屬系統(tǒng)里面。非必要的,網(wǎng)絡(luò) 音頻傳輸模塊包括48千赫茲音頻采樣頻率的網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊以及96千赫茲音頻采樣頻率的網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊,即在這里網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊能夠同時支持48千赫茲音頻采樣頻率和96千赫茲音頻采樣頻率,以便滿足用戶不同需求,給用戶操作帶來便捷。

      更具體來說,在實際應(yīng)用中,網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊可以采用專門應(yīng)用于高性能的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的現(xiàn)成解決方案,具體包括DUSE-4與DUDE-4 Dante Ultimo板。Ultimo單片機,其支持最高為4個低延遲的雙向音頻通道,采樣頻率高達96kHz。DUSE-4和DUDE-4有不同的以太網(wǎng)配置,以實現(xiàn)不同的功能:DUSE-4配有單口以太網(wǎng)(Single Ethernet),其為高性價比的Dante網(wǎng)絡(luò)解決方案,適用于100Mbps的以太網(wǎng)DUSE-4端口;DUDE-4配有雙口以太網(wǎng)(Dual Ethernet)——兩個速度為1Gbps的以太網(wǎng)端口。支持菊花鏈連接方式的音頻設(shè)備,同時能夠給現(xiàn)場演出的音頻系統(tǒng)保持低延遲。DUSE-4和DUDE-4均有一整套高音質(zhì)采樣頻率的轉(zhuǎn)換器,以使用戶可以在不同的采樣頻率下運行連接好的音頻系統(tǒng)。除此以外,還配有一個質(zhì)量優(yōu)良的低抖動時鐘發(fā)生電路(Low-Jitter Clock Generation Circuit)來給通過網(wǎng)絡(luò)連接好的設(shè)備提供一個采樣精準同步。使用標準I2S接口,用戶可以輕松連接DUSE-4和DUDE-4到DSP音頻從屬系統(tǒng)里面。

      如圖3所示,在其中一個實施例中,音頻功放裝置還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊500和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊600,模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊500與DSP音頻處理模塊200連接,DSP音頻處理模塊200通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊600與功放模塊100連接。

      輸入的音頻信號中,模擬音頻信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入至DSP音頻處理模塊200,DSP音頻處理模塊200對接收到的音頻信號(包括模擬音頻信號、數(shù)字音頻信號以及網(wǎng)絡(luò)音頻信號)進行音頻處理,輸出處理后的數(shù)字信號,處理后的數(shù)字信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊600進入功放模塊100放大之后輸出。

      在其中一個實施例中,音頻功放裝置還包括機箱,功放模塊100、DSP音頻處理模塊200、觸摸屏控制模塊300以及音頻傳輸接口模塊400分別內(nèi)置于機箱。

      機箱可以保護內(nèi)置其內(nèi)部的器件,避免其受到外力而遭受到損傷。非必要的,機箱可以選用2U功放機箱。更進一步來說,各個器件布局可以采用如下方 式:在機箱中功放模塊100設(shè)置于機箱面積最大的一個面(A面),DSP音頻處理模塊200與功放模塊100設(shè)置相同一個面上(A面),觸摸屏控制模塊300設(shè)置于與功放模塊100所處面(A面)的第一相鄰面上(B面),音頻傳輸接口模塊400設(shè)置于功放模塊100所處面(A面)的第二相鄰面上(C面)。

      以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此,本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。

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