CN105375947A - 立体声音频信号的无线收发系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了立体声音频信号的无线收发系统及其控制方法。其中，无线收发系统包括：发射端和接收端；所述发射端包括第一信频模块、TX开关和发射模块；所述接收端包括：接收模块、第二信频模块、RX开关和播放模块；所述第一信频模块产生控制信号控制TX开关的导通状态得到开关音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块；所述接收模块将接收的开关音频信号传输给第二信频模块，由第二信频模块读取所述开关音频信号中的控制信号来，并通过控制信号控制RX开关的导通状态，从开关音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号，从而实现了在较低成本的前提下实现了立体声音频信号的无线传输和播放。

Description

立体声音频信号的无线收发系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及音频信号无线收发技术，特别涉及立体声音频信号的无线收发系统及其控制方。

背景技术

声音是人们获取外部信息的一种重要途径，在生活节奏越来越快的今天，越来越多的人用音乐来进行放松。由于自然界发出的声音都是多方位的，立体声双声道或多声道的音乐更加能够给人带来身临其境的感觉。

在欣赏过程中需要一个完整的系统来实现，包括音频信号源(如播放设备)、音箱(包括放大器和喇叭)、以及音频信号和听音环境。播放设备有电脑、手机、DVD等，有播放设备播放时，音频信号源与音箱之间通过介质以电磁形式进行传输，并最终通过音箱由放大器驱动喇叭发出声音。音频信号源与音箱之间通常需要借助有线介质，或者以无线通信方式实现音频传输。

现有技术中通过有线介质传输音频信号的方式需要使用带有音频接口的信号传输线，即音频线，例如电脑与音箱之间的音频线，这种有线的方法在用户使用过程中有诸多不方便；所以音频信号源与音箱之间通过无线通信方式传输已成为主流。目前的音频信号一般是双声道或多声道信号，所以在无线传输过程中一般需要在发射端将信号转为数字信号，再进行编码后经调制后发射信号，接收端接收到信号后又要反过来进行解码后转为模拟信号，这种方式电路复杂、成本高，且发射端和接收端都要经过处理，信号延时长。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种立体声音频信号的无线收发系统及其控制方法，能在较低成本、低延时的前提下实现立体声音频无线收发，还能实现多声道音频无线收发。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种立体声音频信号的无线收发系统，其包括：发射端和接收端；所述发射端包括第一信频模块、TX开关和发射模块；所述接收端包括：接收模块、第二信频模块、RX开关和播放模块；

所述第一信频模块产生控制信号控制TX开关的导通状态得到开关音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块；

所述接收模块将接收的开关音频信号传输给第二信频模块，由第二信频模块读取所述开关音频信号中的控制信号来，并通过控制信号控制RX开关的导通状态，从开关音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号。

一种如权利要求1所述无线收发系统的控制方法，其包括如下步骤：

A、由第一信频模块产生控制信号控制TX开关的导通状态产生开关音频信号；

B、发射模块通过无线方式发送给接收模块；

C、接收模块将接收的开关音频信号传输给第二信频模块；

D、由第二信频模块读取所述开关音频信号中的控制信号来，并通过控制信号控制RX开关的导通状态，从开关音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号。

相较于现有技术，本发明提供的立体声音频信号的无线收发系统及其控制方法，其无线收发系统包括：发射端和接收端；所述发射端包括第一信频模块、TX开关和发射模块；所述接收端包括：接收模块、第二信频模块、RX开关和播放模块；所述第一信频模块产生控制信号控制TX开关的导通状态形成开关音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块；所述接收模块将接收的开关音频信号传输给第二信频模块，由第二信频模块的选频放大电路进行选频放大并读取所述开关音频信号中的控制信号来，并通过控制信号控制RX开关的导通状态，从开关音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号。本发明利用了第一信频模块产生控制信号控制TX开关的导通状态产生开关音频信号发送出去，并通过第二信频模块的选频放大电路进行选频放大并读取所述控制信号来控制RX开关的导通状态，在较低成本、且低延时的前提下实现了立体声音频信号的无线传输。

附图说明

图1为本发明提供的立体声音频信号的无线收发系统的结构框图。

图2为本发明提供的立体声音频信号的无线收发系统中第一信频模块的结构框图。

图3为本发明提供的立体声音频信号的无线收发系统中第一信频模块的电路图。

图4为本发明提供的立体声音频信号的无线收发系统中发射模块电路图。

图5为本发明提供的无线收发系统的选频放大电路第一实施例的电路图。

图6为本发明提供的无线收发系统的发射端中第一滤波模块的一种连接方式的示意图。

图7为本发明提供的无线收发系统的发射端中第一滤波模块的另一种连接方式的示意图。

图8为本发明提供的无线收发系统中无源低通滤波器的电路图。

图9为本发明提供的无线收发系统中选频放大电路第二实施例的电路图。

图10为本发明提供的无线收发系统中选频放大电路第三实施例的电路图。

图11为本发明提供的无线收发系统中选频放大电路第四实施例的电路图。

图12为本发明提供的无线收发系统中TX开关的第一实施例的电路图。

图13为本发明提供的无线收发系统中TX开关的第二实施例的电路图。

图14为本发明提供的无线收发系统中TX开关的第三实施例的电路图。

图15为本发明提供的无线收发系统中TX开关的第四实施例的电路图。

图16为本发明提供的无线收发系统中接收模块电路图。

图17为本发明提供的无线收发系统中第二信频模块的结构框图。

图18为本发明提供的无线收发系统中第二信频模块的电路图。

图19为本发明提供的无线收发系统中第二滤波模块的连接方式的示意图。

图20为本发明提供的无线收发系统中RX开关的第一实施例的电路图。

图21为本发明提供的无线收发系统中RX开关的第二实施例的电路图。

图22为本发明提供的无线收发系统中RX开关的第三实施例的电路图。

图23为本发明提供的无线收发系统中RX开关的第四实施例的电路图。

图24为本发明提供的无线收发系统中有源带阻滤波器和有源低通滤波器的电路图。

图25为本发明提供的无线收发系统的控制方法的流程图。

图26为本发明提供的无线收发系统中发射端左右声道输入信号的波形示意图。

图27为本发明提供的无线收发系统中发射端TX开关后的开关音频信号的波形示意图。

图28为本发明提供的无线收发系统中发射端TX开关输出的开关音频信号与导频信号混合的混合音频信号的波形示意图。

图29为本发明提供的无线收发系统中接收端由RX开关从接收模块接收到的混合音频信号分离出来的左声道输出信号的波形示意图。

图30为本发明提供的无线收发系统中接收端由RX开关从接收模块接收到的混合音频信号分离出来的右声道输出信号的波形示意图。

图31为本发明提供的无线收发系统中接收端由RX开关从接收模块接收到的混合音频信号分离出来的经过第二滤波模块的左声道输出信号的波形示意图。

图32为本发明提供的无线收发系统中接收端由RX开关从接收模块接收到的混合音频信号分离出来的经过第二滤波模块的右声道输出信号的波形示意图。

图33所示为采用24KHz有源带阻滤波器和20KHz的有源低通滤波器的第二滤波模块的频响曲线图。

具体实施方式

本发明提供一种立体声音频信号的无线收发系统及其控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的立体声音频信号的无线收发系统包括：发射端10和接收端20；所述发射端10包括依次连接的第一信频模块11、TX开关12和发射模块13；所述接收端20包括：接收模块21、第二信频模块22、RX开关23和播放模块24，所述接收模块21连接第二信频模块22、还通过RX开关23连接播放模块24，所述第二信频模块22连接RX开关23。其中，所述发射模块13与接收模块21通过红外、射频、电磁感应、可见光等方式通信。所述播放模块24为放大器和/或喇叭。

所述第一信频模块11产生控制信号控制TX开关12的导通状态得到开关音频信号，由所述发射模块13通过无线方式发送给接收模块21；所述接收模块21将接收的开关音频信号传输给第二信频模块22，由第二信频模块22读取所述开关音频信号中的控制信号来，并通过控制信号控制RX开关23的导通状态，从开关音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块24播放音频信号，在较低成本的前提下实现了立体声音频信号的无线传输和播放。

为了提升音质效果，所述第一信频模块11还用于产生导频信号，并将开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块。相应的，所述第二信频模块22还用于将接收模块接收到的混合音频信号进行选频放大，通过选频放大电路使导频信号从混合音频信号中分离出来，转换为控制信号，并通过所述控制信号控制RX开关的导通状态，从混合音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号。。

本实施例中，所述导频信号≥20KHz，一般为24KHz，而音频信号一般为20Hz-20KHz，从而不会影响人耳听音乐的立体声效果。所述TX开关12、RX开关23、均可采用现有的电子器件，本发明对此不作限制。

本实施例中，所述控制信号的频率为导频信号的N倍，N为大于等于1。并且N越大，控制信号的频率越高，音频信号的解析度越高。在解析度相同的前提下，N越大发射信号的占带宽越小。例如：控制信号的频率为96KHz时，如果N为2，则导频信号的频率为48KHz；如果N为4，则导频信号的频率为24KHz，由此后者占带宽小。当导频信号的频率与控制信号的频率相同时，即N＝1时，可以省去导频信号，在控制信号的控制下会自然形成与控制信号频率相同的开关信号(即导频信号)，如上述实施例所述。

本实施例中，所述音频信号可以是双声道信号或多声道信号，TX开关12和RX开关23也可以根据声道数量选择相应的选通路数，如多声道音频信号为双声道信号时，TX开关12和RX开关23可选用单刀双掷的模拟开关，当多声道音频信号为4声道时，TX开关12和RX开关23可选用单刀四掷的模拟开关等，下文所例举的实施例大部分为双声道信号的控制方式，但不应理解为对本发明的限制。

具体实施时，所述第一信频模块11、TX开关12、发射模块13、接收模块21、第二信频模块22、RX开关23、播放模块24、滤波电路111和选频放大电路均有多种硬件电路结构，本发明对部分模块的电路例举一种电路进行说明。

请一并参阅图2，所述第一信频模块11可用数字电路或者单片机实现。当使用单片机时，可直接由单片机输出24KHz的导频信号和48KHz的控制信号。

具体实施时，所述控制信号为方波信号，所述导频信号为可以采用正弦波信号，也可以使用方波信号。当导频信号为正弦波信号时，第一信频模块11直接将开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块。当导频信号为方波信号时，所述第一信频模块11还包括滤波电路111，所述导频信号经滤波电路111滤波处理滤除杂波后转换成正弦波信号，并经第一信频模块11将开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号；或者所述第一信频模块11还包括选频放大电路，导频信号经选频放大电路选频处理去除杂波后转换成正弦波信号，并经第一信频模块11将开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号。

请一并参阅图3，所述第一信频模块11包括滤波电路111、第一信频处理芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第七电容C7、第八电容C8和第九电容C9；第一电感L1、第六电容C6和第七电阻R7。

在图3中，Lin为左声道音频信号输入、Rin为右声道音频信号输入、S-G为信号地，P-G为供应电源的地，CH2和CH3为RF通道控制。所述第一信频处理芯片U1可采用EM78P153系列或者类似功能的芯片，所述TX开关12可采用FT3157或者类似功能的模拟开关。

具体实施时，所述第一电阻R1的一端连接左声道音频信号输入端，第一电阻R1的另一端通过第二电阻R2连接S-G端、也通过第一电容C1连接S-G端、还通过第三电容C3连接TX开关12的第1输入端，所述第四电阻R4的一端连接右声道音频信号输入端，第四电阻R4的另一端通过第三电阻R3连接所述S-G端、也通过第二电容C2连接S-G端、还通过第四电容C4连接TX开关12的第2输入端，所述TX开关12的输出端通过依次通过第五电容C5和第五电阻R5连接第八电阻R8的一端和第七电容C7的一端，所述第七电容C7的另一端连接发射模块13；所述第八电阻R8的另一端通过第六电容C6接地、也通过第一电感L1接地、还通过第七电阻R7连接第一信频处理芯片U1的第13管脚，所述TX开关12的控制端通过第六电阻R6连接第一信频处理芯片U1的第14管脚，第一信频处理芯片U1的第1管脚通过第九电阻R9连接CH3端，第一信频处理芯片U1的第2管脚通过第十电阻R10连接CH2端，第一信频处理芯片U1的第4管脚通过连接3.3V供电端，所述第一信频处理芯片U1的第5管脚、第8管脚、第9管脚、第10管脚、第12管脚分别通过第九电容C9、第十四电阻R14、第十三电阻R13、第十二电阻R12、第十一电阻R11连接发射模块的XO2端、SCK端、SDA端、IRQ端、CE端。

双声道音频信号分别经第一电阻R1、第三电容C3、第四电阻R4和第四电容C4输入TX开关12，第一信频处理芯片U1的第14管脚输出控制信号，第13管脚输出导频信号经滤波电路111和第八电阻R8在第七电容C7处混合输入发射模块13中。所述第一信频处理芯片U1的第8、9、10、12管脚与发射模块13通信，控制发射模块13的工作。

请一并参阅图4，所述发射模块13包括发射芯片U2、发射天线ANT1、第十五电阻R15、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15和第十六电容C16。

所述发射芯片U2的CE管脚通过第十一电阻R11连接第一信频处理芯片U1的第12管脚，所述发射芯片U2的SDA管脚通过第十三电阻R13连接第一信频处理芯片U1的第9管脚、还通过第十五电阻R15连接发射芯片U2的CE管脚，所述发射芯片U2的SCK管脚通过第十四电阻R14连接第一信频处理芯片U1的第8管脚，所述发射芯片U2的IRQ管脚通过第十二电阻R12连接第一信频处理芯片U1的第10管脚，所述发射芯片U2的MIC_P管脚连接第七电容C7的另一端和第十二电容C12的一端，所述发射芯片U2的MIC_N管脚通过第八电容C8接地、也连接第十二电容C12的另一端，所述发射芯片U2的TXOP管脚通过第十三电容C13连接第四电感L4的一端和第十五电容C15的一端，第四电感L4的另一端接地，所述第十五电容C15的另一端连接第十六电容C16的一端，所述发射芯片U2的TXON管脚通过第十四电容C14连接第十七电容C17的一端和第五电感L5的一端，第十七电容C17的另一端接地，所述第五电感L5的另一端连接第十六电容C16的一端，所述第十六电容C16的另一端通过第六电感L6连接发射天线ANT1。

所述发射芯片U2为一款TX芯片，混合音频信号或开关音频信号从发射芯片U2的MIC_N管脚处输入，经发射芯片U2处理后经发射天线ANT1发射向外发射。

上文已提及当导频信号为方波信号时需要将导频信号经滤波电路111或者选频放大电路去除杂波转换为正弦波信号。其中，图3中的第七电阻R7、第一电感L1和第六电容C6构成所述滤波电路111，方波导频信号经该滤波电路111处理后，经过第八电阻R8与开关音频信号混合，形成混合音频信号。

上文已提及的选频放大电路第一实施例如图5所示，所述选频放大电路包括：第一三极管Q1、第十六电阻R16、第七电感L7、第十九电容C19和第二十电容C20，所述第十九电容C19的一端为选频放大电路输入端，第十九电容C19的另一端连接第一三极管Q1的基极和第十六电阻R16的一端，所述第一三极管Q1的集电极连接第十六电阻R16的另一端、也通过第七电感L7连接3.3V供电端、还通过第二十电容C20连接3.3V供电端，第一三极管Q1的发射极接地，Q1的集电极为选频放大电路输出端。

如图9所示，所述选频放大电路的第二实施例包括：第一运算放大器A1、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十一电容C21和第二十二电容C22，信号从第二十一电阻R21处输入经第二十一电容C21输入到第一运算放大器A1的负输入端，经第二十二电阻R22、第二十二电容C22反馈处理及第一运算放大器A1放大后输出。

如图10所示，所述选频放大电路的第三实施例包括：第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第三三极管Q3和第四三极管Q4，信号从第二十三电容C23入输入，经第二十三电阻R23和第二十四电容C24输入到第三三极管Q3基极，通过第二十四电阻R24和第二十五电容C25反馈处理及第三三极管Q3和第四三极管Q4两级放大后，从第二十六电容C26处输出。

如图11所示，所述选频放大电路的第四实施例包括：第二十七电容C27、第二十八电容C28、第二十九电容C29、第三十电容C30、第三十一电容C31、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第五三极管Q5和第六三极管Q6，信号经第二十七电容C27从第二十七电阻R27处输入，经第二十八电容C28、第二十九电容C29、第三十电容C30、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30反馈处理和第五三极管Q5和第六三极管Q6两级放大后，从第三十一电容C31处输出。

以上对选频放大电路举了一些实施例，由于应用的例子比较多，此处不再穷举实施例。应当说明的是，电路中各电阻、电容、电感、等电子元件的参数可以根据实际需要设置。

进一步的实施例中，所述发射端还包括用于滤除噪声信号的第一滤波模块，所述第一滤波模块位于TX开关12之前和/或位于TX开关12之后，用于滤除噪声信号；得到20KHz以内的音频信号；降低发射占用带宽。

如图6所示，其为第一滤波模块位于TX开关12之前的接线方式，如图7所示，其为第一滤波模块位于TX开关12之后的接线方式。

具体的，所述第一滤波模块可包括无源低通滤波器、有源低通滤波器、有源带阻滤波器等。

所述第一滤波模块可采用有源滤波器和/或无源滤波器。在发射端10，本发明采用无源低通滤波器，如图8所示，无源低通滤波器包括第十八电容C18和第十七电阻R17，信号从第十七电阻R17的一端输入，经第十八电容C18接地滤波后，从第十七电阻R17的另一端输出。

以上对第一滤波模块的电路举了实施例，由于应用的例子比较多，此处不再穷举实施例。应当说明的是，电路中各电阻、电容、电感、等电子元件的参数可以根据实际需要设置。

为了更好的理解本发明，以下对TX开关12举一些应用实施例：

如图12所示，TX开关12的第一实施例为第一模拟开关S1，第一模拟开关S1的第一固定触点为TX开关12的第1输入端、第一模拟开关S1的第二固定触点为TX开关12的第2输入端，第一模拟开关S1的活动触点为TX开关12的输出端，第一模拟开关S1的控制端为TX开关12的控制端。在工作时，双声道音频信号从第一模拟开关S1的两个固定触点处输入，由控制信号控制第一模拟单刀双掷开关S1的导通状态，由第一模拟开关S1输出包含左右声道音频信号的开关音频信号。

如图13所示，TX开关12的第二实施例包括第二模拟开关S2、第三模拟开关S3和第一反相器A01，第二模拟开关S2的固定触点为TX开关12的第1输入端、第三模拟开关S3的固定触点为TX开关12的第2输入端，第二模拟开关S2和第三模拟开关S3的活动触点为TX开关12的输出端，控制信号分为两路，一路控制第二模拟开关S2的导通状态，另一路经第一反相器A01反相后控制第三模拟开关S3的导通状态，由第二模拟开关S2和第三模拟开关S3输出包含左右声道音频信号的开关音频信号。

如图14所示，TX开关12的第三实施例包括第四模拟开关S4、第五模拟开关S5、第二反相器A02，第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35和第三十六电阻R36，第三十三电阻R33的一端为TX开关12的第1输入端、第三十五电阻R35的一端为TX开关12的第2输入端，第三十四电阻的一端和第三十六电阻R36的一端为TX开关12的输出端，第二反相器A02的输入端连接第四模拟开关S4的控制端、输出端连接第五模拟开关S5的控制端。在工作时，双声道音频信号分别从第三十三电阻R33和第三十五电阻R35处输入，控制信号分为两路，一路控制第四模拟开关S4的控制端，另一路经反相器反相后控制第五模拟开关S5的控制端，并通过控制信号控制第四模拟开关S4、第五模拟开关S5的导通状态，由第三十四电阻R34和第三十六电阻R36输出包含左右声道音频信号的开关音频信号。

如图15所示，TX开关12的第四实施例包括第六模拟开关S6、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第三十九电阻R39和第四十电阻R40，第三十七电阻R37的一端为TX开关12的第1输入端、第三十八电阻R38的一端为TX开关12的第2输入端，第三十九电阻R39的一端和第四十电阻R40的一端为TX开关12的输出端，控制信号控制第六模拟开关S6的导通状态。在工作时，双声道音频信号分别从第三十七电阻R37和第三十八电阻R38处输入，通过控制信号控制第六模拟开关S6的导通状态，由第三十九电阻R39和第四十电阻R40输出包含左右声道音频信号的开关音频信号。

以上详细描述了发射端的应用，本发明还相应对接收端的具体应用进行说明，请参阅图16，所述接收模块21包括：接收芯片U3、第一接收天线ANT2、第二接收天线ANT3、第三十二电容C32、第三十三电容C33、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、第一LED灯D1和第二LED灯D2。

其中，所述接收芯片U3为一款RX芯片，所述接收芯片U3的ANT1管脚通过第三十二电容C32连接第二接收天线ANT3，所述接收芯片U3的ANT2管脚通过第三十三电容C33连接第一接收天线ANT2，所述接收芯片U3的AON管脚连接第二信频模块22，所述接收芯片U3的AOP管脚连接第二信频模块22，所述接收芯片U3的CE管脚连接第二信频模块22，接收芯片U3的SDA管脚通过第四十一电阻R41连接第二信频模块22，接收芯片U3的GPIO4管脚连接第一LED灯D1的负极，第一LED灯D1的正极通过第四十三电阻R43连接3.3V供电端，接收芯片U3的GPIO3管脚连接第二LED灯D2的负极，第二LED灯D2的正极通过第四十二电阻R42连接3.3V供电端，接收芯片U3的IRQ管脚、SDA管脚、SCK管脚均连接第二信频模块22。

相应地，所述第二信频模块22的功能可以采用选频放大电路和数字电路或者单片机实现，如图17所示，所述第二信频模块22包括选频放大电路221和单片机，由选频放大电路221将接收模块接收到的混合音频信号中的导频信号选出，通过单片机转换为控制信号，控制RX开关23的导通状态。

如图18所示，在使用单片机时，第二信频模块22具体包括选频放大电路221、第二信频处理芯片U4、第二运算放大器A2、第十三电感L13、第十四电感L14、第三十八电容C38、第三十九电容C39、第四十电容C40、第四十一电容C41、第四十二电容C42、第四十三电容C43、第四十四电容C44、第四十五电容C45、第四十六电容C46、第四十七电容C47、第四十四电阻R44、第四十五电阻R45、第四十六电阻R46、第四十七电阻R47、第四十八电阻R48、第四十九电阻R49、第五十电阻R50、第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第五十三电阻R53、第五十四电阻R54、第五十五电阻R55、第五十六电阻R56、第五十七电阻R57、第五十八电阻R58、第五十九电阻R59、第六十电阻R60；所述选频放大电路221包括：第六十一电阻R61、第六十二电阻R62、第六十三电阻R63、第四十八电容C48、第四十九电容C49、第五十电容C50、第七三极管Q7和第三运算放大器A3。

在图18中，Lout为左声道音频信号输出、Rout为右声道音频信号输出、S-G为信号地，P-G为供应电源的地，CH2和CH3为RF通道控制。所述第二信频处理芯片U4也可采用EM78P153系列或者类似功能的芯片，所述RX开关23可采用FT3157或者类似功能的模拟开关。

所述第十三电感L13的一端连接接收芯片U3的AOP管脚，第十三电感L13的另一端通过第三十九电容C39接地、还依次通过第三十八电容C38和第四十四电阻R44连接第二运算放大器A2的正输入端和第四十六电阻R46的一端，第四十六电阻R46的另一端通过第四十三电容C43接地、也通过第四十九电阻R49接地、还通过第四十八电阻R48连接3.3V供电端，所述第十四电感L14的一端连接接收芯片U3的AON管脚，第十四电感L14的另一端通过第四十一电容C41接地、还依次通过第四十电容C40和第四十五电阻R45连接第二运算放大器A2的负输入端和第四十七电阻R47的一端，和第四十七电阻R47的另一端连接第二运算放大器A2的输出端、还依次通过第四十七电容C47和第六十电阻R60连接器第七三极管Q7的基极，第二运算放大器A2的输出端还通过第四十二电容C42连接RX开关23的输入端，所述第七三极管Q7的基极通过第六十一电阻连接第七三极管Q7的集电极，第七三极管Q7的发射极接地，第七三极管Q7的集电极通过第十五电感L15连接3.3V供电端、也通过第四十八电容C48连接3.3V供电端、还依次通过第四十九电容C49和第六十二电阻R62连接第三运算放大器A3的正输入端，第三运算放大器A3的负输入端通过第六十三电阻R63连接第四十六电阻R46的另一端，第三运算放大器A3的输出端通过第五十五电阻R55连接第二信频处理芯片U4的第13管脚。

第二信频处理芯片U4的第1管脚通过第五十三电阻R53连接CH3端，第二信频处理芯片U4的第2管脚通过第五十四电阻R54连接CH2端，第二信频处理芯片U4的第4管脚连接3.3V供电端、还通过第四十六电容C46接地，第二信频处理芯片U4的第8管脚通过第五十九电阻R59连接接收芯片U3的SCK管脚，第二信频处理芯片U4的第9管脚通过第五十八电阻R58连接接收芯片U3的SDA管脚，第二信频处理芯片U4的第10管脚通过第五十七电阻R57连接接收芯片U3的IRQ管脚，第二信频处理芯片U4的第12管脚通过第五十六电阻R56连接接收芯片U3的CE管脚，第二信频处理芯片U4的第14管脚连接RX开关23的控制端，RX开关23的第一输出端通过第五十电阻R50连接播放模块24的左声道输入端、还通过第四十四电容C44接地，RX开关23的第二输出端通过第五十一电阻R51连接播放模块24的右声道输入端、还通过第四十五电容C45接地。

本实施例中，第二运算放大器A2及其周边的电阻电容构成差分电路，接收模块接收到的混合音频信号经第二运算放大器A2放大后，经第四十七电容C47、第六十电阻R60、第六十一电阻R61、第七三极管Q7，第十五电感L15和第四十八电容C48构成的选频放大电路进行选频放大处理后得到方波导频信号，再经第四十九电容C49、第六十二电阻R62、第六十三电阻R63、第三运算放大器A3和第五十电容C50构成的放大电路进行放大处理后，得到没有毛刺的方波导频信号(即处理后的导频信号与发射端所发出的导频信号相同)，然后输入第二信频处理芯片U4中，由第二信频处理芯片U4转换为控制信号，并由控信号控制RX开关23的导通状态，从而分离出混合音频信号中的各个声道的音频信号(如左、右声道音频信号)，并由播放模块24播放。

相应地，所述接收端20还包括第二滤波模块，如图19所示，所述第二滤波模块位于RX开关23和播放模块24之间，用于滤除导频信号和/或噪声信号。

所述第二滤波模块可采用有源滤波器和/或无源滤波器。在接收端20，本发明采用有源带阻滤波器，如图24所示，所述有源带阻滤波器包括第五十一电容C51、第五十二电容C52、第五十三电容C53、第五十四电容C54、第六十四电阻R64、第六十五电阻R65、第六十六电阻R66、第六十七电阻R67、第六十八电阻R68、第六十九电阻R69和第一三极管Q1。其中，第一三极管Q1为NPN三极管。

所述第五十一电容C51的一端连接RX开关的第一输出端或第二输出端，第五十一电容C51的另一端通过第六十四电阻R64连接第六十五电阻R65的一端和第五十四电容C54的一端、也通过第五十二电容C52连接第六十六电阻R66的一端和第五十三电容C53的一端，所述第六十六电阻R66的另一端通过第六十七电阻R67连接第五十四电容C54的另一端，所述第五十三电容C53的另一端连接第六十五电阻R65的另一端、第六十八电阻R68的一端和第一三极管Q1的基极，所述第六十八电阻R68的另一端和第一三极管Q1的集电极连接5V供电端，第一三极管Q1的发射极连接第五十四电容C54的另一端、还通过第六十九电阻R69接地。

本实施例中，所述第五十二电容C52、第五十三电容C53、第五十四电容C54、第六十四电阻R64、第六十五电阻R65、第六十六电阻R66、第六十七电阻R67构成信号双T电路，输入的信号经过双T电路输出至第一三极管Q1的基极，再由第一三极管Q1的发射极反馈至信号双T电路形成反馈式双T有源带阻滤波器。

所述第二滤波模块可采用有源滤波器和/或无源滤波器。在接收端20，本发明还采用了有源低通滤波器，请继续参阅图24，所述有源低通滤波器包括：第五十五电容C55、第五十六电容C56、第五十七电容C57、第五十八电容C58、第七十电阻R70、第七十一电阻R71、第七十二电阻R72、第七十三电阻R73、第七十四电阻R74和第二三极管Q2，所述第五十五电容C55的一端连接第一三极管Q1的发射极、第五十四电容C54的另一端和第六十七电阻R67的另一端，所述第五十五电容C55的另一端通过第七十电阻R70连接第七十一电阻R71的一端、也通过第五十六电容C56接地，第七十一电阻R71的另一端通过第七十二电阻R72连接第二三极管Q2的基极和第七十三电阻R73一端、也通过第五十七电容C57连接第二三极管Q2的发射极，所述第七十三电阻R73的另一端和第二三极管Q2的集电极连接5V供电端，所述第二三极管Q2的基极通过第五十八电容C58接地，第二三极管Q2的发射极连接播放模块、也通过第七十四电阻R74接地。

其中，所述第二三极管Q2为NPN三极管、第五十六电容C56、第五十七电容C57、第五十八电容C58为滤波电容，与第七十电阻R70、第七十一电阻R71、第七十二电阻R72、第七十三电阻R73、第七十四电阻R74一起构成有源低通滤波电路。

以上对第二滤波模块的电路举了一些实施例，由于应用的例子比较多，此处不再穷举实施例。应当说明的是，电路中各电阻、电容、电感、等电子元件的参数可以根据实际需要设置。

在接收端中，所述RX开关23也可以采用多种电子元件，如图20所示，所述RX开关23包括第七模拟开关S7，混合音频信号从第七模拟开关S7的活动触点输入，控制信号从控制端输入来控制第七模拟开关S7的导通状态，然后由第七模拟开关S7的两个固定触点处输出双声道音频信号。

如图21所示，所述RX开关23也可以包括第八模拟开关S8、第九模拟开关S9和第三反相器A03，混合音频信号从第八模拟开关S8的活动触点输入、第九模拟开关S9的活动触点输入，控制信号分为两路，一路控制第八模拟开关S8的活动触点，另一路经第三反相器A03反相后控制第九模拟开关S9的活动触点，来控制第八模拟开关S8、第九模拟开关S9的导通状态，然后由第八模拟开关S8、第九模拟开关S9固定触点处输出双声道音频信号。

如图22和图23所示，RX开关的第三实施例和第四实施例可与中TX开关的第三实施例和第四实施例对应，混合音频信号从RX开关的in端输入，从Lout和Rout输出双声道音频信号。

本发明还相应提供一种无线收发系统的控制方法，请参阅图25，其包括如下步骤：

S100、由第一信频模块产生控制信号控制TX开关的导通状态产生开关音频信号；

S200、发射模块通过无线方式发送给接收模块；

S300、接收模块将接收的开关音频信号传输给第二信频模块；

S400、由第二信频模块读取所述开关音频信号中的控制信号来，并通过控制信号控制RX开关的导通状态，从开关音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号。

其中，所述步骤S100还包括：S101、由第一信频模块产生导频信号，并将开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块。相应地，所述步骤S300还包括：S301、由第二信频模块将接收模块接收到的混合音频信号进行选频放大，通过选频放大电路使导频信号从混合音频信号中分离出来，转换为控制信号，并通过所述控制信号控制RX开关的导通状态，从混合音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号。。具体请参阅上述实施例。

其中，控制信号的频率为导频信号的N倍，N为大于等于1。所述导频信号≥20KHz，一般为24KHz，而音频信号一般为20-20KHz，从而不会影响人耳听音乐的立体声效果。具体请参阅上述实施例。

具体实施时，所述控制信号为方波信号，所述导频信号可以采用正弦波信号，也可以采用方波信号。当导频信号为正弦波信号时，所述步骤S101还包括：第一信频模块直接将开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块。当导频信号为方波信号时，所述步骤S301还包括：滤波电路将导频信号进行滤波处理滤除杂波后转换成正弦波信号，并经第一信频模块开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号；或者，所述步骤S301还包括：由选频放大电路将导频信号进行选频处理去除杂波后转换成正弦波信号，并经第一信频模块开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号。具体请参阅上述实施例。

其中，在步骤S100之前和/或步骤S100与步骤S200之间还包括：由第一滤波模块滤除噪声信号，得到20KHz以内的音频信号，降低发射占用带宽；在步骤S300与步骤S400之间还包括：301、由第二滤波模块滤除导频信号和/或噪声信号，得到20KHz以内的音频信号。具体请参阅上述实施例。

为了更好的理解本发明，以下结合各阶段的波形示意图对本发明的无线收发系统进行详细说明：

如图26所示左右声道输入信号的波形图，其中左右声道输入信号的频率分别为2KHz和4KHz；左右声道输入信号经TX开关后形成开关音频信号波形图如图27所示，图中控制TX开关的控制信号频率为48KHz；开关音频信号与24KHz的导频信号混合后形成混合音频信号的波形图如图28所示；在接收模块接收所述混合音频信号后，经RX开关从混合音频信号分离出的左声道输出信号波形图如图29所示；经RX开关从混合音频信号分离出的右声道输出信号波形图如图30所示；之后经第二滤波模块滤波后左声道输出信号波形图如图31所示；及经第二滤波模块滤波后右声道输出信号波形图如图32所示。

为了更好的理解图29和图30所示的左右声道输出信号经第二滤波模块滤波后得到了图31和图32所示的左右声道输出信号，如图33所示为上述图24中，有源带阻滤波器采用24KHz的有源带阻滤波器和有源低通滤波器采用20KHz的有源低通滤波器的滤波特性图(即频响曲线图)，所述第二滤波模块滤除了24KHz的导频信号和20KHz以上的噪声信号，得到了20KHz以内如图29和图30所示的左右声道音频信号。

将接收端经第二滤波模块滤波后的左右声道输出信号波形图(图31和图32)与发射端的左右声道输入信号的波形图(图26)对比可以看出，接收端的左右输出信号与发射端的左右输入信号相同。实现了音频信号的无损传输。

综上所述，本发明利用了TX开关和RX开关直接的控制信号来识别左右声道信号，在较低成本、且低延时的前提下实现了立体声音频信号的无线传输和播放，有利于立体声无线收发系统的普及。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种立体声音频信号的无线收发系统，其特征在于，包括：发射端和接收端；所述发射端包括第一信频模块、TX开关和发射模块；所述接收端包括：接收模块、第二信频模块、RX开关和播放模块；

所述第一信频模块产生控制信号控制TX开关的导通状态得到开关音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块；

所述接收模块将接收的开关音频信号传输给第二信频模块，由第二信频模块读取所述开关音频信号中的控制信号来，并通过控制信号控制RX开关的导通状态，从开关音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号。

2.根据权利要求1所述的立体声音频信号的无线收发系统，其特征在于，

所述第一信频模块，还用于产生导频信号，并将开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块；

所述第二信频模块，还用于将接收模块接收到的混合音频信号进行选频放大，通过选频放大电路使导频信号从混合音频信号中分离出来，转换为控制信号，并通过所述控制信号控制RX开关的导通状态，从混合音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号。

其中，控制信号的频率为导频信号的N倍，N为大于等于1。

3.根据权利要求2所述的立体声音频信号的无线收发系统，其特征在于，所述导频信号≥20KHz。

4.根据权利要求2所述的立体声音频信号的无线收发系统，其特征在于，所述控制信号为方波信号，所述导频信号为正弦波信号或者方波信号；

当导频信号为正弦波信号时，第一信频模块直接将开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块；

当导频信号为方波信号时，所述第一信频模块还包括滤波电路，所述导频信号经滤波电路滤波处理滤除杂波后转换成正弦波信号，并经第一信频模块开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号；或者所述第一信频模块还包括选频放大电路，导频信号经选频放大电路选频处理去除杂波后转换成正弦波信号，并经第一信频模块开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号。

5.根据权利要求1所述的立体声音频信号的无线收发系统，其特征在于，所述第一信频模块包括滤波电路、第一信频处理芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第七电容、第八电容和第九电容；第一电感、第六电容和第七电阻；所述第一电阻的一端连接左声道音频信号输入端，第一电阻的另一端通过第二电阻连接S-G端、也通过第一电容连接S-G端、还通过第三电容连接TX开关的第1输入端，所述第四电阻的一端连接右声道音频信号输入端，第四电阻的另一端通过第三电阻连接所述S-G端、也通过第二电容连接S-G端、还通过第四电容连接TX开关的第2输入端，所述TX开关的输出端通过依次通过第五电容和第五电阻连接第八电阻的一端和第七电容的一端，所述第七电容的另一端连接发射模块；所述第八电阻的另一端通过第六电容接地、也通过第一电感接地、还通过第七电阻连接第一信频处理芯片的第13管脚，所述TX开关的控制端通过第六电阻连接第一信频处理芯片的第14管脚，第一信频处理芯片的第1管脚通过第九电阻连接CH3端，第一信频处理芯片的第2管脚通过第十电阻连接CH2端，第一信频处理芯片的第4管脚通过连接3.3V供电端，所述第一信频处理芯片的第5管脚、第8管脚、第9管脚、第10管脚、第12管脚分别通过第九电容、第十四电阻、第十三电阻、第十二电阻、第十一电阻连接发射模块的XO2端、SCK端、SDA端、IRQ端、CE端。

6.根据权利要求5所述的立体声音频信号的无线收发系统，其特征在于，所述发射模块包括发射芯片、发射天线、第十五电阻、第四电感、第五电感、第六电感、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容和第十六电容；所述发射芯片的CE管脚连接第一信频处理芯片的第12管脚，所述发射芯片的SDA管脚连接第一信频处理芯片的第9管脚、还通过第十五电阻连接第一信频处理芯片的第12管脚，所述发射芯片的SCK管脚连接第一信频处理芯片的第8管脚，所述发射芯片的IRQ管脚连接第一信频处理芯片的第10管脚，所述发射芯片的MIC_P管脚连接第七电容的另一端和第十二电容的一端，所述发射芯片的MIC_N管脚通过第八电容接地、也连接第十二电容的另一端，所述发射芯片的TXOP管脚通过第十三电容连接第四电感的一端和第十五电容的一端，第四电感的另一端接地，所述第十五电容的另一端连接第十六电容的一端，所述发射芯片的TXON管脚通过第十四电容连接第十七电容的一端和第五电感的一端，第十七电容的另一端接地，所述第五电感的另一端连接第十六电容的一端，所述第十六电容的另一端通过第六电感连接发射天线。

7.根据权利要求1所述的立体声音频信号的无线收发系统，其特征在于，所述发射端还包括用于滤除噪声信号的第一滤波模块，所述第一滤波模块位于TX开关之前和/或位于TX开关之后；所述接收端还包括用于滤除导频信号和/或噪声信号的第二滤波模块，所述第二滤波模块位于RX开关与播放模块之间。

8.一种如权利要求1所述无线收发系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、由第一信频模块产生控制信号控制TX开关的导通状态产生开关音频信号；

B、发射模块通过无线方式发送给接收模块；

C、接收模块将接收的开关音频信号传输给第二信频模块；

D、由第二信频模块读取所述开关音频信号中的控制信号来，并通过控制信号控制RX开关的导通状态，从开关音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，

所述步骤A还包括：A1、由第一信频模块产生导频信号，并将开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号，由所述发射模块通过无线方式发送给接收模块；

所述步骤C还包括：C1、由第二信频模块将接收模块接收到的混合音频信号进行选频放大，通过选频放大电路使导频信号从混合音频信号中分离出来，转换为控制信号，并通过所述控制信号控制RX开关的导通状态，从混合音频信号分离出各个声道的音频信号，由播放模块播放音频信号。

其中，控制信号的频率为导频信号的N倍，N为大于等于1。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制信号为方波信号，所述导频信号为正弦波信号或者方波信号；

当导频信号为正弦波信号时，所述步骤A1还包括：第一信频模块直接将开关音频信号与导频信号混合形成混合音频信号；

当导频信号为方波信号时，所述步骤A1还包括：滤波电路将导频信号进行滤波处理滤除杂波后转换成正弦波信号，并经第一信频模块开关音频信号与导频信号混合形成混合；或者，所述步骤A1还包括：由选频放大电路将导频信号进行选频处理去除杂波后转换成正弦波信号，并经第一信频模块开关音频信号与导频信号混合形成混合。