CN102201826A - 一种音频信号转接及接收装置，音频信号传输系统 - Google Patents

一种音频信号转接及接收装置，音频信号传输系统 Download PDF

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Abstract

一种音频信号转接及接收装置，音频信号传输系统，上述转接装置包含：音频接口，转接端接口；所述音频接口用于与音频信号发送装置相连，包含：地线引脚，以及至少一个音频引脚；所述转接端接口用于与音频信号接收装置相连，包含：音频信号引脚，参考信号引脚；所述音频接口的音频引脚用于接收音频信号发送装置输出的音频信号并与所述转接端接口的音频信号引脚相连，所述音频接口的地线引脚与所述转接端接口的参考信号引脚相连；所述音频信号引脚和参考信号引脚用于向与其相连的音频信号接收装置输出音频信号。

Description

一种音频信号转接及接收装置,音频信号传输系统
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种音频信号转接装置、音频信号接收装置、音频信号传输系统。
背景技术
随着音频信号编码/解码技术的发展，通过音频接口传输数据的电子设备越来越多。例如，电子设备可以通过移动通信装置(例如，手机)的喇叭接口(例如，耳机接口)与移动通信装置相连，接收移动通信装置输出的音频信号。
此外，随着USB接口的普及，大量的电子设备设置有USB接口，因此如何通过移动通信装置的喇叭接口以及电子设备的USB接口在移动通信装置以及电子设备之间进行音频信号的传输是目前需要解决的技术问题。
现有技术中的喇叭接口转USB接口转接线(例如，3.5mm耳机接口转接USB接口转接线)只能与USB主设备(例如，个人电脑)和喇叭接口设备(例如，移动通信装置)相连，以便在喇叭接口设备(例如，移动通信装置)与USB主设备之间进行正常的通信。而现有的设置有USB接口的电子设备通常属于USB从设备，无法使用现有技术中的喇叭接口转USB接口的转接线与移动通信装置进行通信。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种可与喇叭接口设备及USB从设备相连的音频信号转接装置以及相应的音频信号接收装置，以及由音频信号转接装置和音频信号接收装置组成的音频信号传输系统，可实现喇叭接口设备及USB从设备(音频信号接收装置)之间的音频信号传输。
为了解决上述问题，本发明提供一种音频信号传输系统，用于接收音频信号发送装置输出的音频信号并向其发送信号，该系统包含：音频信号转接装置，音频信号接收装置；
所述音频信号转接装置中包含：音频接口，转接端接口；
所述音频接口与音频信号发送装置相连，包含：地线引脚，以及至少一个音频引脚；
所述转接端接口与所述音频信号接收装置相连，包含：音频信号引脚，参考信号引脚；
所述音频接口的音频引脚与所述转接端接口的音频信号引脚相连，所述音频接口的地线引脚与所述转接端接口的参考信号引脚相连；
所述音频信号接收装置中包含：音频接收模块，接收端接口；
所述接收端接口包含：音频信号引脚，参考信号引脚；所述接收端接口与所述转接端接口的相同引脚相连；
所述音频接收模块与所述接收端接口的音频信号引脚和参考信号引脚相连，通过所述音频信号引脚和参考信号引脚接收音频信号。
此外，所述转接端接口和接收端接口为USB接口；
所述音频信号引脚为所述转接端接口和接收端接口的D+和D-引脚中的一个，所述参考信号引脚为所述转接端接口和接收端接口的D+和D-引脚中的另一个。
此外，所述音频信号转接装置的音频接口中还包含麦克引脚；所述音频信号转接装置的转接端接口中还包含地线引脚；
所述麦克引脚与所述转接端接口的地线引脚相连；
所述音频信号接收装置中还包含：信号发送模块；
所述信号发送模块与所述参考信号引脚相连，用于通过改变所述参考信号引脚的电压值的方式通过所述参考信号引脚以及所述麦克引脚向音频信号发送装置输出信号。
此外，所述信号发送模块还与所述音频信号引脚相连，并在改变所述参考信号引脚的电压值时，以相同的改变幅度改变所述音频信号引脚的电压值。
此外，所述信号发送模块还与接收端接口的地线引脚相连，并在改变所述参考信号引脚的电压值时，将所述接收端接口的地线引脚的电平保持在预先设定的固定电压值。
此外，所述音频接收模块包含：比较器；
所述比较器的正极和负极分别与所述接收端接口的音频信号引脚和参考信号引脚相连，所述比较器的输出引脚用于输出与输入的音频信号相对应的方波；或所述比较器的正极和负极分别与所述接收端接口的参考信号引脚和音频信号引脚相连，所述比较器的输出引脚用于输出与输入的音频信号相对应的方波。
此外，所述音频信号转接装置的音频接口中包含两个音频引脚：左声道引脚和右声道引脚。
本发明还提供一种音频信号转接装置，包含：音频接口，转接端接口；
所述音频接口用于与音频信号发送装置相连，包含：地线引脚，以及至少一个音频引脚；
所述转接端接口用于与音频信号接收装置相连，包含：音频信号引脚，参考信号引脚；
所述音频接口的音频引脚用于接收音频信号发送装置输出的音频信号并与所述转接端接口的音频信号引脚相连，所述音频接口的地线引脚与所述转接端接口的参考信号引脚相连；
所述音频信号引脚和参考信号引脚用于向与其相连的音频信号接收装置输出音频信号。
此外，所述转接端接口为USB接口；
所述音频信号引脚为所述转接端接口的D+和D-引脚中的一个，所述参考信号引脚为所述转接端接口的D+和D-引脚中的另一个。
此外，所述音频接口中还包含麦克引脚；所述转接端接口中还包含地线引脚；
所述麦克引脚与所述转接端接口的地线引脚相连。
此外，所述音频接口中包含两个音频引脚：左声道引脚和右声道引脚。
本发明还提供一种音频信号接收装置，包含：音频接收模块；其特征在于，该装置还包含接收端接口；
所述接收端接口包含：音频信号引脚，参考信号引脚；
所述音频接收模块与所述接收端接口的音频信号引脚和参考信号引脚相连，通过所述音频信号引脚和参考信号引脚接收音频信号。
此外，所述接收端接口为USB接口；
所述音频信号引脚为所述接收端接口的D+和D-引脚中的一个，所述参考信号引脚为所述接收端接口的D+和D-引脚中的另一个。
此外，所述音频信号接收装置中还包含：信号发送模块；
所述信号发送模块与所述参考信号引脚相连，用于通过改变所述参考信号引脚的电压值的方式通过所述参考信号引脚以及所述麦克引脚向音频信号发送装置输出信号。
此外，所述信号发送模块还与所述音频信号引脚相连，并在改变所述参考信号引脚的电压值时，以相同的改变幅度改变所述音频信号引脚的电压值。
此外，所述信号发送模块还与接收端接口的地线引脚相连，并在改变所述参考信号引脚的电压值时，将所述接收端接口的地线引脚的电平保持在预先设定的固定电压值。
此外，所述音频接收模块包含：比较器；
所述比较器的正极和负极分别与所述接收端接口的D+和D-引脚相连，所述比较器的输出引脚用于输出与输入的音频信号相对应的方波。
综上所述，本发明以较低的硬件成本实现了喇叭接口设备与设置有USB接口的电子设备(音频信号接收装置)之间的信号传输功能，与本发明的音频信号转接装置(例如，音频线)配合使用时，电子设备可以通过USB接口接收音频信号，无需设置独立的喇叭接口，降低了电子设备的成本，减小了电子设备的体积。
附图说明
图1是本发明的音频信号转接装置第一实施例的结构示意图；
图2是本发明的音频信号接收装置第一实施例的结构示意图；
图3是本发明的音频信号转接装置第二实施例的结构示意图；
图4是本发明的音频信号转接装置第三实施例的结构示意图；
图5是本发明的音频信号转接装置第四实施例的结构示意图；
图6是本发明的音频信号接收装置第四实施例的结构示意图；
图7是本发明的音频信号转接装置第五实施例的结构示意图；
图8是本发明的音频信号接收装置第五实施例的结构示意图；
图9是本发明采用除USB以外的其它转接端接口的音频信号转接装置的结构示意图；
图10是本发明采用除USB以外的其它接口端接口的音频信号接收装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
本发明中的音频信号转接装置可以是音频线、音频转接线、音频转接头等。
第一实施例
图1是本发明的音频信号转接装置第一实施例的结构示意图；如图1所示，该音频信号转接装置包含：喇叭接口(如图1所示的耳机插头)，USB转接接口(如图1所示的USB插头)；其中：
耳机插头，用于与音频信号发送装置(例如，手机)的耳机插孔相连，接收音频信号发送装置输出的音频信号。
耳机插头中包含：音频引脚(如图1所示的AUDIO引脚)，地线引脚。
USB插头，用于与音频信号接收装置的USB插槽相连，向其输出音频信号。
USB插头中包含：电源引脚(VBUS引脚)，D+引脚，D-引脚，地线引脚。
本实施例中，耳机插头的音频引脚与USB插头的D+引脚相连，耳机插头的地线引脚与USB插头的D-引脚相连；也就是说，本实施例中，音频信号转接装置将USB插头的D+引脚作为音频信号引脚，将D-引脚作为参考信号引脚，向音频信号接收装置输出音频信号。
将本发明第一实施例的音频信号转接装置与电子设备(音频信号接收装置)使用时，可将音频信号转接装置的耳机插头插入音频信号发送装置(例如，手机)的耳机插孔中，音频信号转接装置的USB插头/插槽与电子设备的USB插槽/插头连接，音频信号转接装置将插头/插槽(统称为USB转接接口)的D+引脚作为音频信号引脚，将D-引脚作为参考信号引脚使用，以接收音频信号发送装置通过耳机插孔输出的音频信号，并将其发送给与其连接的电子设备(音频信号接收装置)。
图2是本发明的音频信号接收装置第一实施例的结构示意图；如图2所示，该装置包含：USB接口(如图2所示的USB插槽)，音频接收模块。
USB插槽，用于与音频信号转接装置的USB插头相连，接收其输出的音频信号。
USB插槽中包含：电源引脚(VBUS引脚)，D+引脚，D-引脚，地线引脚。
音频接收模块，与USB插槽的D+引脚和D-引脚相连，将USB插槽的D+引脚作为音频信号引脚，D-引脚作为参考信号引脚，接收通过D+引脚和D-引脚传输的音频信号。
本实施例中，音频接收模块中包含比较器，比较器的正极和负极分别与D+和D-引脚相连，其地线引脚接地，其电源引脚与电源相连，其输出引脚用于输出与输入的音频信号相对应的方波。
此外，比较器的正极和负极也可以分别与D-和D+引脚相连。
本发明音频信号传输系统的第一实施例由上述音频信号转接装置和音频信号接收装置组成。
第二实施例
图3是本发明的音频信号转接装置第二实施例的结构示意图；如图3所示，本发明的音频信号转接装置第二实施例与第一实施例的不同之处是：
第二实施例中，音频信号转接装置将USB插头的D-引脚作为音频信号引脚与耳机插头的音频引脚相连，将D+引脚作为参考信号引脚与耳机插头的地线引脚相连，向音频信号接收装置输出音频信号。
音频信号接收装置第二实施例与第一实施例相同。
本发明音频信号传输系统的第二实施例由上述音频信号转接装置和音频信号接收装置组成。
第三实施例
图4是本发明的音频信号转接装置第三实施例的结构示意图；如图4所示，本发明的音频信号转接装置第三实施例与第一实施例的不同之处是：
耳机插头的音频引脚分为：左声道引脚和右声道引脚。左声道引脚和右声道引脚皆与USB插头的D+引脚(USB插头的音频信号引脚)相连。
音频信号接收装置第三实施例与第一实施例相同。
本发明音频信号传输系统的第三实施例由上述音频信号转接装置和音频信号接收装置组成。
第四实施例
图5是本发明的音频信号转接装置第四实施例的结构示意图；如图5所示，该音频信号转接装置包含：喇叭接口(如图5所示的耳机插头)，USB转接接口(如图5所示的USB插头)；其中：
耳机插头，用于与音频信号发送装置(例如，手机)的耳机插孔相连，接收音频信号发送装置输出的音频信号，并向音频信号发送装置输出信号。
耳机插头中包含：音频引脚(如图5所示的AUDIO引脚)，麦克引脚(MIC引脚)，地线引脚。
USB插头，用于与音频信号接收装置的USB插槽相连，向其输出音频信号，并接收音频信号接收装置输出的信号。
本实施例中，耳机插头的音频引脚与USB插头的D+引脚相连，耳机插头的地线引脚与USB插头的D-引脚相连；也就是说，本实施例中，音频信号转接装置将USB插头的D+引脚作为音频信号引脚，将D-引脚作为参考信号引脚，向音频信号接收装置输出音频信号。
此外，耳机插头的MIC引脚与USB插头的GND引脚相连。
可选地，耳机插头的MIC引脚可以通过直流隔离单元与USB插头的GND引脚相连；即，直流隔离单元的一端与耳机插头的MIC引脚相连，另一端与USB插头的GND引脚相连，用于隔离直流电平。
本实施例中，直流隔离单元包含电容C1。
图6是本发明的音频信号接收装置第四实施例的结构示意图；如图6所示，该装置包含：USB接口(如图6所示的USB插槽)，音频接收模块，信号发送模块。
USB插槽中包含：VBUS引脚，D+引脚，D-引脚，GND引脚。
USB插槽中的VBUS引脚用于为音频信号接收装置提供电源。
本实施例中，音频接收模块与USB插槽中的D+和D-引脚相连，将D+和D-引脚分别作为音频信号引脚和音频信号接收端的参考信号引脚使用，接收音频信号。
信号发送模块可以通过D+和D-引脚中作为参考信号引脚使用的引脚向外输出信号。本实施例中信号发送模块通过D-引脚向外输出信号。
可选地，信号发送模块与USB插槽中的D+和D-引脚分别相连，通过以相同的改变幅度同时改变D+和D-引脚的电平向外输出信号。
此外，信号发送模块还可以与USB插槽的GND引脚相连，将USB插槽的GND引脚的电压保持在预先设定的固定电压值，也就是将GND引脚作为D-引脚的参考信号引脚，以差分方式输出信号。
需要注意的是，由于音频接收模块通过USB插槽的D+和D-引脚的电压值之差识别音频信号，因此本实施例中，信号发送模块以相同的改变幅度同时改变D+和D-引脚的电平来输出信号时，不会影响音频接收模块接收音频信号。当不需要考虑是否影响音频接收模块的接收时(例如，在音频接收模块停止接收音频信号时)，信号发送模块只需通过改变D-引脚(音频信号接收端的参考信号引脚)的电平，并将GND引脚的电压值保持在预先设定的固定电压值即可正常输出信号。
本发明音频信号传输系统的第四实施例由上述音频信号转接装置和音频信号接收装置组成。
第五实施例
图7是本发明的音频信号转接装置第五实施例的结构示意图；如图5所示，本发明的音频信号转接装置第五实施例与第四实施例的不同之处是：
第五实施例中，音频信号转接装置将USB插头的D-引脚作为音频信号引脚与耳机插头的音频引脚相连，将D+引脚作为参考信号引脚与耳机插头的地线引脚相连。
图8是本发明的音频信号接收装置第五实施例的结构示意图；如图6所示，本发明的音频信号接收装置第五实施例与第四实施例的不同之处是：
第五实施例中，音频接收模块将USB插头的D-引脚作为音频信号引脚，将D+引脚作为参考信号引脚，进行音频信号的接收；并且，信号发送模块通过D+引脚向外输出信号。
可选地，信号发送模块与USB插槽中的D+和D-引脚分别相连，通过以相同的改变幅度同时改变D+和D-引脚的电平向外输出信号。
此外，信号发送模块还可以与USB插槽的GND引脚相连，将USB插槽的GND引脚的电压保持在预先设定的固定电压值，也就是将GND引脚作为D+引脚的参考信号引脚，以差分方式输出信号。
本发明音频信号传输系统的第五实施例由上述音频信号转接装置和音频信号接收装置组成。
当然，根据本发明的基本原理，可以将上述音频信号转接装置实施例中的喇叭接口替换为具有音频引脚(左声道引脚、右声道引脚、单声道引脚)和地线引脚(参考信号引脚)的其它类型的音频接口。
此外，音频信号转接装置的音频接口可以固定连接在音频信号发送装置上。
音频信号转接装置的音频接口可以分为多个插头，例如，分为包含音频信号输入引脚的音频信号插头，以及包含麦克引脚的麦克插头。
此外，如图9和10所示，音频信号转接装置与音频信号接收装置之间还可以通过其它包含：音频信号引脚、参考信号引脚及地线引脚的转接端接口/接收端接口相连。

Claims (17)

1.一种音频信号传输系统，用于接收音频信号发送装置输出的音频信号并向其发送信号，该系统包含：音频信号转接装置，音频信号接收装置；其特征在于：
所述音频信号转接装置中包含：音频接口，转接端接口；
所述音频接口与音频信号发送装置相连，包含：地线引脚，以及至少一个音频引脚；
所述转接端接口与所述音频信号接收装置相连，包含：音频信号引脚，参考信号引脚；
所述音频接口的音频引脚与所述转接端接口的音频信号引脚相连，所述音频接口的地线引脚与所述转接端接口的参考信号引脚相连；
所述音频信号接收装置中包含：音频接收模块，接收端接口；
所述接收端接口包含：音频信号引脚，参考信号引脚；所述接收端接口与所述转接端接口的相同引脚相连；
所述音频接收模块与所述接收端接口的音频信号引脚和参考信号引脚相连，通过所述音频信号引脚和参考信号引脚接收音频信号。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述转接端接口和接收端接口为USB接口；
所述音频信号引脚为所述转接端接口和接收端接口的D+和D-引脚中的一个，所述参考信号引脚为所述转接端接口和接收端接口的D+和D-引脚中的另一个。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，
所述音频信号转接装置的音频接口中还包含麦克引脚；所述音频信号转接装置的转接端接口中还包含地线引脚；
所述麦克引脚与所述转接端接口的地线引脚相连；
所述音频信号接收装置中还包含：信号发送模块；
所述信号发送模块与所述参考信号引脚相连，用于通过改变所述参考信号引脚的电压值的方式通过所述参考信号引脚以及所述麦克引脚向音频信号发送装置输出信号。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述信号发送模块还与所述音频信号引脚相连，并在改变所述参考信号引脚的电压值时，以相同的改变幅度改变所述音频信号引脚的电压值。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述信号发送模块还与接收端接口的地线引脚相连，并在改变所述参考信号引脚的电压值时，将所述接收端接口的地线引脚的电平保持在预先设定的固定电压值。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述音频接收模块包含：比较器；
所述比较器的正极和负极分别与所述接收端接口的音频信号引脚和参考信号引脚相连，所述比较器的输出引脚用于输出与输入的音频信号相对应的方波；或所述比较器的正极和负极分别与所述接收端接口的参考信号引脚和音频信号引脚相连，所述比较器的输出引脚用于输出与输入的音频信号相对应的方波。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述音频信号转接装置的音频接口中包含两个音频引脚：左声道引脚和右声道引脚。
8.一种音频信号转接装置，包含：音频接口，转接端接口；其特征在于：
所述音频接口用于与音频信号发送装置相连，包含：地线引脚，以及至少一个音频引脚；
所述转接端接口用于与音频信号接收装置相连，包含：音频信号引脚，参考信号引脚；
所述音频接口的音频引脚用于接收音频信号发送装置输出的音频信号并与所述转接端接口的音频信号引脚相连，所述音频接口的地线引脚与所述转接端接口的参考信号引脚相连；
所述音频信号引脚和参考信号引脚用于向与其相连的音频信号接收装置输出音频信号。
9.如权利要求8所述的音频信号转接装置，其特征在于，
所述转接端接口为USB接口；
所述音频信号引脚为所述转接端接口的D+和D-引脚中的一个，所述参考信号引脚为所述转接端接口的D+和D-引脚中的另一个。
10.如权利要求8或9所述的音频信号转接装置，其特征在于，
所述音频接口中还包含麦克引脚；所述转接端接口中还包含地线引脚；
所述麦克引脚与所述转接端接口的地线引脚相连。
11.如权利要求8所述的音频信号转接装置，其特征在于，
所述音频接口中包含两个音频引脚：左声道引脚和右声道引脚。
12.一种音频信号接收装置，包含：音频接收模块；其特征在于，该装置还包含接收端接口；
所述接收端接口包含：音频信号引脚，参考信号引脚；
所述音频接收模块与所述接收端接口的音频信号引脚和参考信号引脚相连，通过所述音频信号引脚和参考信号引脚接收音频信号。
13.如权利要求12所述的音频信号接收装置，其特征在于，
所述接收端接口为USB接口；
所述音频信号引脚为所述接收端接口的D+和D-引脚中的一个，所述参考信号引脚为所述接收端接口的D+和D-引脚中的另一个。
14.如权利要求12或13所述的音频信号接收装置，其特征在于，
所述音频信号接收装置中还包含：信号发送模块；
所述信号发送模块与所述参考信号引脚相连，用于通过改变所述参考信号引脚的电压值的方式通过所述参考信号引脚以及所述麦克引脚向音频信号发送装置输出信号。
15.如权利要求14所述的音频信号接收装置，其特征在于，
所述信号发送模块还与所述音频信号引脚相连，并在改变所述参考信号引脚的电压值时，以相同的改变幅度改变所述音频信号引脚的电压值。
16.如权利要求15所述的音频信号接收装置，其特征在于，
所述信号发送模块还与接收端接口的地线引脚相连，并在改变所述参考信号引脚的电压值时，将所述接收端接口的地线引脚的电平保持在预先设定的固定电压值。
17.如权利要求12所述的音频信号接收装置，其特征在于，
所述音频接收模块包含：比较器；
所述比较器的正极和负极分别与所述接收端接口的D+和D-引脚相连，所述比较器的输出引脚用于输出与输入的音频信号相对应的方波。
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