CN105451141A - 车辆用音频信号输出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用音频信号输出装置，其特征在于，包括：串行数据通信部，其串行连接车辆内音频系统的各输入模块，使得输入模块之间串行收发音频信号；以及放大模块，其对从串行数据通信部接收到的音频信号进行信号处理并通过扬声器输出，因此本发明降低线缆长度、降低车辆用音频系统制造成本、降低集成控制模块引起的延迟时间、能够同时播放多个音频信号。

Description

车辆用音频信号输出装置
技术领域
本发明涉及车辆用音频信号输出装置，尤其涉及通过串行总线连接车辆上的各种输入模块，从而能够通过串行总线收发各输入模块的音频信号的车辆用音频信号输出装置。
背景技术
现在，车辆内音频系统细分为集成控制多种输入模块的集成控制模块(主机单元)、对从集成控制模块接收到的音频信号进行加工和放大并通过扬声器输出的放大模块。主要使用的输入模块有USB(UniversalSerialBus)音频输入、模拟音频输入(AUX)、广播接收、CD/DVD输入、免提麦克风输入等。
这些输入模块分别根据信号特性与系统构成，使音频信号按照模拟、USB2.0、I2S、MOST、以太网等多种接口规范并行输入到集成/控制模块。对此，集成控制模块将当前播放的音响信号并行发送到放大器模块，通过数字信号处理器(DigitalSignalProcessor；DSP)进行所需处理后放大并通过扬声器发出。
但是，所述音频系统为确保多种输入模块的信号发送而混合采用多种传输方式，因此线缆长度增大、线缆种类及数量增多，同时具有产生多种电磁噪声的问题。
为解决这种问题，导入了使各模块的信号链路构成环状，并用光缆接收并行输入的媒体导向系统传输(MOST)方式，但具有光缆价格高的问题，另外并行传输方式所具有的线缆长度问题并没有得到解决。现在开发出了一种基于以太网的方式，但并行传输方式造成的线缆长度或电磁噪声问题仍没有得到解决，在构件物理层(physicallayer)方面还需要投入过多费用。
本发明的背景技术公开于韩国公开专利公报第10-2007-0038831号(2007年04月11日)。
发明内容
技术问题
为解决上述问题，本发明的目的为提供通过串行总线连接车辆上的各种输入模块，从而能够通过串行总线收发各输入模块的音频信号的车辆用音频信号输出装置。
本发明的另一目的为通过串行连接多个输入模块降低线缆长度，用适合串行通信的双绞线电缆替代用于麦克风等的屏蔽电缆，从而能够降低车辆用音频系统制造成本的车辆用音频信号输出装置。
本发明的又一目的在于通过串行连接多个输入模块与放大模块降低集成控制模块引起的延迟时间，通过向车辆前座和后座二元化，使得能够同时播放多个音频信号的车辆用音频信号输出装置。
技术方案
根据本发明一个方面的车辆用音频信号输出装置，其特征在于，包括：串行数据通信部，其串行连接车辆内音频系统的各输入模块，使得所述输入模块之间串行收发音频信号；以及放大模块，其对从所述串行数据通信部接收到的音频信号进行信号处理并通过扬声器输出。
本发明的特征在于，所述串行数据通信部包括：一个以上的串行收发器，其一对一对应地设置于各输入模块且彼此之间串行连接，使得各所述输入模块之间串行收发音频信号；以及音频信号调整部，其从所述串行收发器接收音频信号，调整接收到的音频信号的输出时间并输入到所述放大模块。
本发明的特征在于，所述串行收发器在发送所述输入模块的音频信号时，在音频信号上添加预先设定的识别信息进行传输。
本发明的特征在于，所述串行收发器在发送所述输入模块的音频信号时以帧为单位传输音频信号，其中在帧中的一个帧上生成添加所述识别信息的ID子帧。
本发明的特征在于，所述音频信号调整部包括：串行接收器，其与所述一个以上的串行收发器中的一个串行收发器串行连接，从串行连接的所述串行收发器接收音频信号；以及延迟时间调整部，其根据对各所述输入模块分别设定的识别信息，调整向所述放大模块输出从串行接收器接收到的音频信号的输出时间。
本发明的特征在于，所述延迟时间调整部使从所述串行接收器接收到的音频信号延迟对所述识别信息预先设定的时间，并输出到所述放大模块。
本发明的特征在于，所述设定时间被设置成各所述输入模块的音频信号输入至所述放大模块为止的总延迟时间彼此相同。
根据本发明另一方面的车辆用音频信号输出装置，其特征在于，包括：一个以上的串行收发器，其设定有识别信息且一对一对应地设置于各输入模块，彼此之间串行连接使得串行收发各所述输入模块的音频信号，并且在对应的所述输入模块的音频信号上添加所述识别信息进行收发；以及音频信号调整部，其从所述一个以上的串行收发器中的一个串行收发器接收音频信号，根据所述识别信息调整音频信号的输出时间并输入到放大模块。
本发明的特征在于，所述串行收发器在发送所述输入模块的音频信号时以帧为单位传输音频信号，其中在帧中的一个帧上生成添加所述识别信息的ID子帧。
本发明的特征在于，所述音频信号调整部包括：串行接收器，其与所述一个以上的串行收发器中的一个串行收发器串行连接，从串行连接的所述串行收发器接收音频信号；以及延迟时间调整部，其从接收于所述串行接收器的音频信号中检测所述ID子帧，根据添加于所述ID子帧的所述识别信息调整输出到所述放大模块的输出时间。
本发明的特征在于，所述延迟时间调整部使从所述串行接收器接收到的音频信号延迟对所述识别信息预先设定的时间，并输出到所述放大模块。
本发明的特征在于，所述设定时间被设置成各所述输入模块的音频信号输入至所述放大模块为止的总延迟时间彼此相同。
技术效果
本发明通过串行连接多个输入模块降低收发音频信号的线缆长度，由于能够用适合串行通信的双绞线电缆替代用于麦克风等的屏蔽电缆，从而能够降低车辆用音频系统制造成本。
本发明通过串行连接多个输入模块与放大模块降低集成控制模块引起的延迟时间，通过向车辆前座和后座二元化，从而能够同时播放多个音频信号。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置的串行总线构成示意图；
图2为根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置的构成框图；
图3为显示根据本发明一个实施例的延迟时间调整部的延迟时间调整例的示意图；
图4为概念性显示根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置的输入模块扩展例的示意图。
附图标记说明
10：主机单元20：CD/DVD输入模块
30：iPod输入模块40：USB输入模块
50：辅助(AUX)输入模块60：麦克风输入模块
70：广播输入模块80：放大模块
81：数字信号处理器(DSP)82：数模转换器(DAC)
83：放大部85：扬声器
90：导航输入模块100：串行收发器
200：音频信号调整部210：串行接收器
220：延迟时间调整部300：串行数据通信部
具体实施方式
以下参照附图详细说明根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置。在此，为了说明的明确性及便利性而放大显示了附图中部分线条的宽度或构成要素的尺寸。另外，下述的用语是根据在本发明中的功能而定义的用语，根据不同的使用者、运用者的目的或惯例而有所差异。因此，这些定义应以本说明书的整体内容为基础。
图1为根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置的串行总线构成示意图，图2为根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置的构成框图，图3为显示根据本发明一个实施例的延迟时间调整部的延迟时间调整例的示意图，图4为概念性显示根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置的输入模块扩展例的示意图。
如图1所示，根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置串行连接车辆用音频系统的各种输入模块，例如CD(CompactDisc)/DVD(DigitalVersatileDisc)输入模块20、iPod输入模块30、USB(UniversalSerialBus)输入模块40、辅助(Auxiliary；AUX)输入模块50、麦克风输入模块60及广播输入模块70等。
在此，主机单元10用于集成控制上述输入模块，除上述输入模块之外还可以与其他输入模块增加连接，这种主机单元10也可视为上述输入模块中的一种。因此，主机单元10也可以与CD/DVD输入模块20等串行连接。
作为参考，车辆用音频系统的输入模块不限于上述实施例。并且，输入模块只要是设置于车辆并输出音频信号，则可采用多种输入模块。
如上所述，当车辆用音频系统的输入模块连接成串行总线系统的情况下，可以根据车辆内各种输入模块之间的距离使用最小限度的线缆，因此能够大幅降低车辆用音频系统所需的线缆长度，从而能够降低车辆用音频系统的制造成本。
参照图2，根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置包括如上将输入模块连接成串行总线系统的串行数据通信部300，以及处理从串行数据通信部300接收到的音频信号并通过扬声器85输出的放大模块80。
串行数据通信部300包括串行收发器100与音频信号调整部200。
串行收发器100为多个，与输入模块一对一对应设置。串行收发器100之间彼此串行连接，将各输入模块的音频信号传输到放大模块80。
作为参考，图2示出串行收发器100设置在输入模块的内部，但串行收发器100并非必须设置在输入模块的内部，其可以根据需要设置在各输入模块的外部。即，只要能够确保串行收发器100将输入模块的音频信号发送到串行连接的其他串行收发器100，那么其设置位置不限于输入模块的内部或外部等。
各串行收发器100预先设置有识别信息。识别信息用于各输入模块之间能够识别。
各串行收发器100分别以帧单位发送对应的相应输入模块的音频信号，此时在这些帧中的一个帧上形成添加识别信息的ID子帧并予以传输。
如上所述，ID子帧不仅包括固有音频信号，还包括识别信息，音频信号调整部200根据相应识别信息识别发送音频信号的输入模块，确定输出音频信号的延迟时间传输到放大模块80。关于延迟时间请参见后续说明。
根据一个实施例，当输出CD/DVD输入模块20的音频信号的情况下，对应于该CD/DVD的串行收发器100以帧为单位发送相应音频信号，此时在帧中的一个帧上添加已对CD/DVD输入模块20预先设定的识别信息，以生成ID子帧。
之后，CD/DVD输入模块20的音频信号通过串行连接的iPod输入模块30、USB输入模块40、AUX输入模块50、麦克风输入模块60及广播输入模块70的串行收发器100传输到音频信号调整部200。
作为参考，图2中CD/DVD输入模块20、iPod输入模块30、USB输入模块40、AUX输入模块50、麦克风输入模块60及广播输入模块70分别对自身的音频信号进行固有处理过程，这与现有处理过程相同，因此在此省略有关详细说明。
音频信号调整部200从串行收发器100中的其中一个，即从串行连接的输入模块接收音频信号，并从接收到的音频信号上附加的ID子帧检测识别信息后，根据检测到的识别信息调整音频信号的输出时间并输入到放大模块80。
音频信号调整部200包括串行接收器210及延迟时间调整部220。
串行接收器210与上述输入模块中的一个串行连接，从串行连接的输入模块接收音频信号并输入到延迟时间调整部220。
延迟时间调整部220根据对上述各输入模块分别设定的识别信息，调整向放大模块80输出从串行接收器210接收到的音频信号的输出时间。
通常，当以串行传输方式传输音频信号的情况下，音频信号经过各输入模块的过程中分别发生一帧的延迟。对此，延迟时间调整部220如上消除传输音频信号的过程中发生的延迟。
另外如上所述，各串行收发器100在发送各自对应的相应输入模块的音频信号的情况下，在帧中的一个帧上形成添加识别信息的ID子帧并进行传输。
对此，延迟时间调整部220检测音频信号内ID子帧的识别信息，并使音频信号的输出延迟对该识别信息预先设定的设定时间，以去除各输入模块之间的延迟时间误差。在此，将设定时间设置成各输入模块的音频信号输入到放大模块80为止总延迟时间彼此相同。
如图2所示，以下举例说明将USB输入模块40的识别信息设为'3'并延迟3样本，将AUX输入模块50的识别信息设为'2'并延迟2样本，将麦克风输入模块60的识别信息设为'1'并延迟1样本，将iPod输入模块30的识别信息设为'4'并延迟4样本，将广播输入模块70的识别信息设为'0'并延迟0样本，将CD/DVD输入模块20的识别信息设为'5'并延迟5样本的情况。
此时，延迟时间调整部220使从USB输入模块40接收到的音频信号在USB输入模块40的识别信息'3'的基础上增加延迟设定的2样本，以使得延迟5样本，使从AUX输入模块50接收到的音频信号在AUX输入模块50的识别信息'2'的基础上增加延迟设定的3样本，以使得延迟5样本。并且，延迟时间调整部220使从麦克风输入模块60接收到的音频信号在麦克风输入模块60的识别信息'1'的基础上增加延迟设定的4样本，以使得延迟5样本，使从iPod输入模块30接收到的音频信号在iPod输入模块30的识别信息'4'的基础上增加延迟设定的1样本，以使得延迟5样本，使从广播输入模块70接收到的音频信号在广播输入模块70的识别信息'0'的基础上增加延迟设定的5样本，以使得延迟5样本，使从CD/DVD输入模块20接收到的音频信号在CD/DVD输入模块20的识别信息'5'的基础上增加延迟设定的0样本，以使得延迟5样本。
即，延迟时间调整部220使从输入模块接收到的音频信号的输出在音频信号内ID子帧的识别信息的基础上增加延迟设定的设定时间，以使得音频信号从各输入模块输出至输入到放大模块80为止的延迟时间均相同。
另外，上述实施例中从各输入模块接收到的音频信号的延迟时间为5样本，当车辆用音频系统使用48kHz抽样时发生0.104ms的延迟。但是，在通话音的回音消除或DVD、DMB等影像/语音匹配来讲，上述延迟是可予以忽略的延迟。
并且，由于各输入模块彼此串行连接输入到放大模块80，因此能够缩短由于主机单元10而发生的时间延迟，由于能够同时接收多种音频信号，因此能够实现前座与后座的二元化或多个音频信号的同时播放。
放大模块80通过扬声器85输出从音频信号调整部200接收到的音频信号。
放大模块80包括数字信号处理器81(DigitalSignalProcessor；DSP)、数模转换器82(DigitalAnalogConverter；DAC)及放大部83。
DSP81对从音频信号调整部200接收到的音频信号进行信号处理。例如，DSP81对音频信号执行音量调整、音调(tone)调节、均衡功能调节等信号处理。
DAC82将从DSP81接收到的音频信号转换为模拟信号并输入到放大部83。
放大部83放大被DAC82转换为模拟信号的音频信号并通过扬声器85输出。
另外，根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置由于多个输入模块如上彼此串行连接，因此除已设置的输入模块之外还可以增加设置输入模块。即如图4所示，向主机单元10连接导航输入模块90等，使得除已设置的输入模块之外还可以设置其他输入模块。因此，根据本发明一个实施例的车辆用音频信号输出装置相比于现有车辆用音频系统具有更高的扩展性。
在上述实施例中，通过串行连接多个输入模块降低线缆长度，由于能够用适合串行通信的双绞线电缆替代用于麦克风等的屏蔽电缆，从而能够降低车辆用音频系统制造成本。
本发明通过串行连接多个输入模块与放大模块降低集成控制模块引起的延迟时间，通过向车辆前座和后座二元化，从而能够同时播放多个音频信号。
本发明参考附图所示的实施例进行了说明，但这仅作为示例，本发明所属技术领域的普通技术人员应理解还可以做多种变形或得到其他等同的实施例。因此本发明的保护范围为技术方案中所记载的内容。

Claims (12)

1.一种车辆用音频信号输出装置，其特征在于，包括：
一个以上的串行收发器，其设定有识别信息且一对一对应地设置于各输入模块，彼此之间串行连接使得串行收发各所述输入模块的音频信号，并且在对应的所述输入模块的音频信号上添加所述识别信息进行收发；以及
音频信号调整部，其从所述一个以上的串行收发器中的一个串行收发器接收音频信号，根据所述识别信息调整音频信号的输出时间并输入到放大模块。
2.根据权利要求1所述的车辆用音频信号输出装置，其特征在于：
所述串行收发器在发送所述输入模块的音频信号时以帧为单位传输音频信号，其中在帧中的一个帧上生成添加所述识别信息的ID子帧。
3.根据权利要求2所述的车辆用音频信号输出装置，其特征在于，所述音频信号调整部包括：
串行接收器，其与所述一个以上的串行收发器中的一个串行收发器串行连接，从串行连接的所述串行收发器接收音频信号；以及
延迟时间调整部，其从接收于所述串行接收器的音频信号中检测所述ID子帧，根据添加于所述ID子帧的所述识别信息调整输出到所述放大模块的输出时间。
4.根据权利要求3所述的车辆用音频信号输出装置，其特征在于：
所述延迟时间调整部使从所述串行接收器接收到的音频信号延迟对所述识别信息预先设定的时间，并输出到所述放大模块。
5.根据权利要求4所述的车辆用音频信号输出装置，其特征在于：
所述设定时间被设置成各所述输入模块的音频信号输入至所述放大模块为止的总延迟时间彼此相同。
6.一种车辆用音频信号输出装置，其特征在于，包括：
串行数据通信部，其串行连接车辆内音频系统的各输入模块，使得所述输入模块之间串行收发音频信号；以及
放大模块，其对从所述串行数据通信部接收到的音频信号进行信号处理并通过扬声器输出。
7.根据权利要求6所述的车辆用音频信号输出装置，其特征在于，所述串行数据通信部包括：
一个以上的串行收发器，其一对一对应地设置于各所述输入模块且彼此之间串行连接，使得各所述输入模块之间串行收发音频信号；以及
音频信号调整部，其从所述串行收发器接收音频信号，调整接收到的音频信号的输出时间并输入到所述放大模块。
8.根据权利要求7所述的车辆用音频信号输出装置，其特征在于：
所述串行收发器在发送所述输入模块的音频信号时，在音频信号上添加预先设定的识别信息进行传输。
9.根据权利要求8所述的车辆用音频信号输出装置，其特征在于：
所述串行收发器在发送所述输入模块的音频信号时以帧为单位传输音频信号，其中在帧中的一个帧上生成添加所述识别信息的ID子帧。
10.根据权利要求7所述的车辆用音频信号输出装置，其特征在于，所述音频信号调整部包括：
串行接收器，其与所述一个以上的串行收发器中的一个串行收发器串行连接，从串行连接的所述串行收发器接收音频信号；以及
延迟时间调整部，其根据对各所述输入模块分别设定的识别信息，调整向所述放大模块输出从所述串行接收器接收到的音频信号的输出时间。
11.根据权利要求10所述的车辆用音频信号输出装置，其特征在于：
所述延迟时间调整部使从所述串行接收器接收到的音频信号延迟对所述识别信息预先设定的时间，并输出到所述放大模块。
12.根据权利要求11所述的车辆用音频信号输出装置，其特征在于：
所述设定时间被设置成各所述输入模块的音频信号输入至所述放大模块为止的总延迟时间彼此相同。
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