CN103067826A - 一种与智能终端连接的效果器电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种与智能终端连接的效果器电路，其包括控制器、音频信号输入模块、通讯模块和音频信号输出模块，其中控制器用于存储控制参数，以及控制音频信号的输入以及该音频信号与接入的效果器信号的叠加和输出；音频信号输入模块用于接收输入的音频信号；通讯模块与所述智能终端进行双向信号传递；音频信号输出模块用于输出叠加效果器信号后的数字音频信号。本发明可实现智能终端与效果器连接，以采用智能终端强大的运算能力为平台，实现更专业的效果器。

Description

一种与智能终端连接的效果器电路

技术领域

本发明涉及乐器领域，特别是指一种与智能终端连接的效果器电路。

背景技术

普通吉他效果器使用简单的模拟电路制作，硬件直接处理输入的模拟吉他信号，效果较少，可调节性不强，比如现有的单块失真效果器。高级吉他效果器使用专业的DSP芯片，将模拟吉他信号数字化，再进行效果运算，运算完毕后再将数字信号转换为模拟信号，送音箱输出，但这种效果器成本较高；而且DSP芯片的运算能力相对于现在的便携式终端来说，运算能力不强。

发明内容

本发明提出一种与智能终端连接的效果器电路，解决了现有技术中普通效果器效果少、可调节性差的问题，以及DSP芯片运算能力不强的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种与智能终端连接的效果器电路，该电路包括：

控制器，用于存储控制参数，以及控制音频信号的输入以及该音频信号与接入的效果器信号的叠加和输出；

音频信号输入模块，与所述控制器的信号输入接口连接，用于接收输入的音频信号；

通讯模块，与所述控制器的通讯接口连接，并与所述智能终端进行双向信号传递；

音频信号输出模块，与所述控制器的信号输出接口连接，用于输出叠加效果器信号后的数字音频信号。

优选地，所述智能终端为苹果操作系统的便携式智能终端。

优选地，所述控制器为AT91SAM系列。

优选地，所述通讯模块包括三十针通讯接口，所述AT91SAM系列控制器的USB通讯接口通过所述三十针通讯接口与智能终端连接。

优选地，所述AT91SAM系列控制器上还连接有认证芯片，用于iPod对电路的验证。

优选地，所述音频信号输入模块和所述音频信号输出模块包括芯片AK4556，输入的模拟音频信号经过芯片AK4556数字化后，送往所述AT91SAM系列控制器，所述AT91SAM系列控制器处理后的数字音频信号通过所述芯片AK4556输出。

优选地，所述音频信号输出模块包括耳机输出模块。

优选地，所述耳机输出模块包括耳机驱动放大芯片LM4911。

优选地，所述AT91SAM系列控制器上还连接有采样频率选择电路。

优选地，所述采样频率选择电路通过所述AT91SAM系列控制器的PA23引脚的高低电平切换振荡晶体选择所述芯片AK4556的采样频率为44100Hz或48000Hz频率。

本发明的电路可实现将IPHONE手机或非IPHONE手机、平板电脑等便携式设备作为效果器的数字化效果运算装置，以实现更专业的音乐效果器，通过智能终端的强大处理器来实现多种音频效果。比如可与IPHONE的30脚接口相连，通过IPHONE实现音频数据的采样、传输、与效果器的音效叠加后输出，实现了以IPHONE的强大运算能力为平台的USB Audio音频信号的采样、传输、还原，可实现更专业的效果器。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的效果器电路工作模块的连接示意图；

图2为本发明的效果器电路优选实施例控制器的电路连接示意图；

图3为本发明的效果器电路优选实施例音频信号输出模块的电路连接示意图；

图4为本发明的效果器电路优选实施例采样频率选择电路的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的与智能终端连接的效果器电路包括：

控制器，用于存储控制参数，以及控制音频信号的输入以及该音频信号与接入的效果器信号的叠加和输出；

音频信号输入模块，与所述控制器的信号输入接口连接，用于接收输入的音频信号；

通讯模块，与所述控制器的通讯接口连接，并与所述智能终端进行双向信号传递；

音频信号输出模块，与所述控制器的信号输出接口连接，用于输出叠加效果器信号后的数字音频信号。

所述智能终端最好为苹果操作系统的便携式智能终端，在图1中，以苹果操作系统的IPHONE为示例说明本发明的工作原理，其中的MCU即为所述的控制器。在图2所示的优选实施例中，MCU采用AT91SAM3S微控制芯片，也可采用AT91SAM7S64微控制芯片，或AT91SAM系列芯片的其它型号。MCU执行的固件程序利用图3的Codec芯片AK4556实现音频信号的编码、解码，同时实现一个Usb Audios设备，利用Usb2.0全速接口完成48000Hz，24Bits，立体声UsbAudio流的双向传输。由于本优选实施例的电路用于iPhone配件中，故MCU内的固件程序还实现了MFi(Made for iPod)认证协议。

音频信号输入模块即为图1所示的Codec.Adc（模拟数字转换器）；在图2所示的优选实施例中，音频信号输入模块AK4556的BCLK、LRCK、STDO管脚与AT91SAM7S64微控制芯片的管脚PA15、PA16、PA17连接。

如图3所示，LIN、RIN音频信号经过Codec芯片AK4556模拟数字化后，通过Codec芯片AK4556的I2S接口（I2S接口由BCLK，LRCK，STDO三个管脚组成）送往AT91SAM7S64微控制芯片，同时AT91SAM7S64微控制芯片将处理后的数字音频信号通过I2S接口送往Codec芯片AK4556，完成模拟信号还原，生成LOUT和ROUT信号输出。

所述通讯模块包括三十针通讯接口，所述AT91SAM系列控制器的USB通讯接口通过所述三十针通讯接口与智能终端连接。如图2所示，在与IPHONE手机通讯时，采用AT91SAM7S64微控制芯片的USB通讯接口DDP和DDM管脚进行通讯，并转接为图3中的连接IPHONE的30Pin接口，数字音频信号经过USB接口与iPhone等智能设备交互传输；

所述AT91SAM系列控制器上还连接有认证芯片，本实施例中的认证芯片为MFI认证芯片(Made for iPod)。本电路工作时，需要向连接的iPhone设备标识电路是一个MFI(Made for iPod)电路，其过程为：从图2中所示的iPod2.0C芯片中读出证书送至iPhone，然后iPhone向电路发送认证请求，AT91SAM7S64微控制芯片将认证请求数据发送到iPod2.0C认证芯片运算后得到认证结果，然后将认证结果送回iPhone，供iPhone识别是否正确，及是否认证成功。认证成功后，iPhone就可以使用电路的Usb2.0audio接口了，即互传音频数据。如果认证失败，则iPhone认为电路不是一个合法的MFI(Made for iPod)设备，iPhone不会使用电路的Usb2.0audio接口。

当所述智能终端不是iPhone操作系统时，例如：连接到Android平板电脑或普通Windows，Mac电脑，则可不需MFI认证过程，电脑就可以使用电路的USB2.0接口互传音频数据。

图3中的AK4556芯片集音频信号输入模块和音频信号输出模块，即图1中的T1.Codec.Adc（模拟数字转换器）和T1.Codec.Dac（数字模拟转换器）于一体。所述音频信号输出模块包括耳机输出模块，该耳机输出模块也与所述AT91SAM系列控制器连接，即图3中所示的LM4911芯片电路，用于放大T1.Codec.Dac（数字模拟信号转换器）输出的信号。

如图4所示，所述AT91SAM系列控制器上还连接有采样频率选择电路。所述采样频率选择电路通过所述AT91SAM系列控制器的PA23引脚的高低电平切换振荡晶体选择所述芯片AK4556的采样频率为44100Hz或48000Hz频率。

将本发明的电路置于效果器插件中，再通过通讯模块与智能终端连接后，可在智能终端上运行相应的效果运算软件，可实现多种效果，比现有的效果器芯片运算能力更强。智能终端可以为IPHONE手机、IPAD等苹果操作系统的便携式智能终端，也可采用现有的智能手机或平板电脑。

但本发明的电路并不限于仅与IPHONE连接或仅应用于吉他上，本领域的技术人员可以推知其它的乐器也可采用本插件，或将本插件与其它智能终端连接，仅需将相应的音频信号输入模块替换为可与智能终端相匹配的电路模块即可。另外，控制器也可采用本领域内常用的AT91SAM系列芯片以外的芯片，而只要能实现本发明所阐述的功能即可。由于AT91SAM系列芯片以及图示中的各放大器或芯片均属于商业化产品，其接口原理可参考数据手册，故在此不再赘述。

本优选实施例的电路可实现与iPhone的30管脚接口相连，可充分利用iPhone的强大运算能力，实现功能复杂丰富的专业效果器，是普通效果器所无法比拟的，其性能也超越了普通的DSP芯片效果器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种与智能终端连接的效果器电路，其特征在于，该电路包括：

控制器，用于存储控制参数，以及控制音频信号的输入以及该音频信号与接入的效果器信号的叠加和输出；

音频信号输入模块，与所述控制器的信号输入接口连接，用于接收输入的音频信号；

通讯模块，与所述控制器的通讯接口连接，并与所述智能终端进行双向信号传递；

音频信号输出模块，与所述控制器的信号输出接口连接，用于输出叠加效果器信号后的数字音频信号。

2.如权利要求1所述的与智能终端连接的效果器电路，其特征在于，所述智能终端为苹果操作系统的便携式智能终端。

3.如权利要求2所述的与智能终端连接的效果器电路，其特征在于，所述控制器为AT91SAM系列。

4.如权利要求3所述的与智能终端连接的效果器电路，其特征在于，所述通讯模块包括三十针通讯接口，所述AT91SAM系列控制器的USB通讯接口通过所述三十针通讯接口与所述智能终端连接。

5.如权利要求3所述的与智能终端连接的效果器电路，其特征在于，所述AT91SAM系列控制器上还连接有认证芯片，用于iPod对电路的验证。

6.如权利要求3所述的与智能终端连接的效果器电路，其特征在于，所述音频信号输入模块和所述音频信号输出模块包括芯片AK4556，输入的模拟音频信号经过芯片AK4556数字化后，送往所述AT91SAM系列控制器，所述AT91SAM系列控制器处理后的数字音频信号通过所述芯片AK4556输出。

7.如权利要求6所述的与智能终端连接的效果器电路，其特征在于，所述音频信号输出模块包括耳机输出模块。

8.如权利要求7所述的与智能终端连接的效果器电路，其特征在于，所述耳机输出模块包括耳机驱动放大芯片LM4911。

9.如权利要求7所述的与智能终端连接的效果器电路，其特征在于，所述AT91SAM系列控制器上还连接有采样频率选择电路。

10.如权利要求9所述的与智能终端连接的效果器电路，其特征在于，所述采样频率选择电路通过所述AT91SAM系列控制器的PA23引脚的高低电平切换振荡晶体选择所述芯片AK4556的采样频率为44100Hz或48000Hz频率。

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