CN105933827B - 基于数字连接的hifi系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于数字连接的HIFI系统，HIFI系统包括音频输出设备和HIFI模块，音频输出设备与HIFI模块可拆卸连接，当音频输出设备与HIFI模块连接固定时，音频输出设备与HIFI模块电性连接，HIFI模块包括数模转换电路和数字接口，数字接口与数模转换电路电性连接，数字接口将接收外界输入的数字信号传输至该数模转换电路以转换为模拟信号。本发明仅需将与音频输出设备连接的HIFI模块与音源设备连接即可，克服了因数模转换头容易丢失或忘记携带，致使用户无法及时利用数字连接音频输出设备收听模拟信号音源的技术问题，提高了用户收听音频的体验和适用范围。

Description

基于数字连接的HIFI系统
技术领域
本发明涉及音频设备技术领域，尤其涉及一种基于数字连接的HIFI系统。
背景技术
随着科学技术的发展，音频输出设备(例如耳机、音箱等)在各个领域得到了广泛应用，音频输出设备大致分为两类：一类是具有传统3.5mm接口(即直径为3.5mm的同轴音频插头)的模拟连接音频输出设备(即支持模拟信号输入的音频输出设备)，另一类是近期兴起的具有数字接口(如USB接口等)的数字连接音频输出设备(支持数字信号输入的音频输出设备)。
但是，由于数字连接音频输出设备刚刚兴起，数字连接音频输出设备的应用范围较窄，大部分音频设备用户均应用模拟连接音频输出设备，特别是，耳机用户中，已经形成了庞大的3.5mm接口应用阵营，当用户需收听仅支持数字接口的音源设备中的音频时，用户常常因只能获取支持3.5mm接口的音频输出设备，而不得不将音源设备中的数字信号音频通过数据线转移到具有3.5mm接口和数字接口的存储设备中，然后将模拟连接音频输出设备与存储设备连接才能收听对应音频，造成用户收听数字连接音源设备中的音频操作繁琐、耗费时间多的技术问题。从而数模转换头(将信号从3.5mm输出的数字信号转换为支持数据接口的模拟信号的转换头)应运而生，但是，由于这种数模转换头体积微小，用户特别容易丢失或忘记携带数模转换头，致使用户无法及时利用数字连接音频输出设备收听模拟信号音源，用户体验较差。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于数字连接的HIFI系统，旨在解决因数模转换头容易丢失或忘记携带，致使用户无法及时利用数字连接音频输出设备收听模拟信号音源的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于数字连接的HIFI系统，所述基于数字连接的HIFI系统包括音频输出设备和HIFI模块，所述音频输出设备与HIFI模块可拆卸连接，当所述音频输出设备与HIFI模块连接固定时，音频输出设备与HIFI模块电性连接，所述HIFI模块包括数模转换电路和数字接口，所述数字接口与数模转换电路电性连接，所述数字接口将接收外界输入的数字信号传输至该数模转换电路以转换为模拟信号。
优选地，所述基于数字连接的HIFI系统还包括电源模块，所述电源模块与音频输出设备可拆卸连接，当所述电源模块与音频输出设备连接固定时，电源模块与音频输出设备电路连通以向音频输出设备供电。
优选地，所述电源模块与HIFI模块可拆卸连接，当所述电源模块与HIFI模块连接固定时，电源模块与HIFI模块电路连通以向HIFI模块供电。
优选地，所述HIFI模块还包括功放电路和音频输出接口，所述功放电路与数模转换电路电性连接以对数模转换电路转换的模拟信号进行功放，所述音频输出接口与功放电路电性连接以将功放电路功放后的模拟信号输出。
优选地，当基于数字连接的HIFI系统处于第一工作状态时，所述电源模块和HIFI模块均与所述音频输出设备电性连接，电源模块对HIFI模块和音频输出设备供电，所述HIFI模块对数字接口接收的数字信号进行转换和功放以获取待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至所述音频输出设备以输出对应音频。
优选地，当基于数字连接的HIFI系统处于第二工作状态时，所述电源模块和HIFI模块均与所述音频输出设备电路断开，所述电源模块对HIFI模块供电，HIFI模块与外部输出设备信号连接，所述HIFI模块对数字接口接收的数字信号进行转换和功放以获取待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至外接输出设备以输出对应音频。
优选地，当基于数字连接的HIFI系统处于第三工作状态时，所述音频输出设备的音频输入接口与外部输入设备信号连接以实现外部输入设备对音频输出设备供电，音频输出设备接收外部输入设备输入的模拟音频信号并将该模拟音频信号直接输出。
优选地，当基于数字连接的HIFI系统处于第四工作状态时，所述HIFI模块的音频输出接口与外部输出设备信号连接以实现外部输出设备对HIFI模块供电，所述HIFI模块对数字接口接收的数字信号进行转换和功放以获取待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至所述音频输出设备以输出对应音频。
优选地，所述HIFI模块还包括与功放电路电性连接的功能键，所述功能键包括开关机按键、音量拨轮、前进键、后退键、播放暂停键中的一个或多个。
优选地，所述音频输出设备为耳机，所述音频输出设备中设有Hi-Res喇叭单元，所述音频输出设备基于磁性件与HIFI模块可拆卸连接。
本发明通过将基于数字连接的HIFI系统的音频输出设备与HIFI模块可拆卸连接，HIFI模块中设有数模转换电路和数字接口，由于HIFI模块与音频输出设备在物理装配上紧密联系，用户在携带和使用音频输出设备时，也会一并带上HIFI模块，用户不容易忘带或落下HIFI模块，同时由于与HIFI模块紧密联系的音频输出设备一般体积较大、易于携带且不容易丢失，从而HIFI模块也不容易丢失，用户在需收听仅支持数字接口的音源设备中的音频时，仅需将与音频输出设备连接的HIFI模块与音源设备连接即可，克服了因数模转换头容易丢失或忘记携带，致使用户无法及时利用数字连接音频输出设备收听模拟信号音源的技术问题，提高了用户收听音频的体验和适用范围。
附图说明
图1为本发明基于数字连接的HIFI系统一实施例的框架示意图；
图2为本发明基于数字连接的HIFI系统另一实施例的框架示意图；
图3为本发明基于数字连接的HIFI系统中HIFI模块一较优实施例的功能模块示意图；
图4为本发明基于数字连接的HIFI系统中音频输出设备为耳机时，基于数字连接的HIFI系统一实施例的结构示意图；
图5为本发明基于数字连接的HIFI系统中音频输出设备为耳机时，HIFI模块与电源模块处于连接状态时一视角的结构示意图；
图6为本发明基于数字连接的HIFI系统中音频输出设备为耳机时，HIFI模块与电源模块处于连接状态时另一视角的结构示意图；
图7为本发明基于数字连接的HIFI系统中音频输出设备为耳机时，耳机一实施例的结构示意图；
图8为本发明基于数字连接的HIFI系统中音频输出设备为耳机时，HIFI模块与电源模块处于分离状态时一视角的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种基于数字连接的HIFI(High-Fidelity，高保真)系统，以下简称HIFI系统，在本发明HIFI系统的第一实施例中，参照图1，该HIFI系统100包括音频输出设备10和HIFI模块20，音频输出设备10与HIFI模块20可拆卸连接，当音频输出设备10与HIFI模块20连接固定时，音频输出设备10与HIFI模块20电性连接，HIFI模块20包括数模转换电路(图中未示出)和数字接口(图中未示出)，数字接口与数模转换电路电性连接，数字接口将接收外界输入的数字信号传输至该数模转换电路以转换为模拟信号。
音频输出设备10可为有线耳机、蓝牙耳机、有线音箱或蓝牙音箱等多种形式，音频输出设备10的较优实施例为耳机；HIFI模块20具有物理外壳，物理外壳内设有数模转换电路和数字接口，数字接口与外部仅支持数字接口的音源设备(即数字音源设备)连接，数模转换电路用于将数字音源设备发送的数字信号音频数据转换为模拟信号音频数据，数字接口包括闪电接口、Type-C USB接口、micro USB接口和Type-A USB接口中的一种或多种；音频输出设备10与HIFI模块20可拆卸连接，例如音频输出设备10与HIFI模块20物理机械可拆卸连接(如卡扣连接)或磁性吸附可拆卸连接。音频输出设备10和HIFI模块20的相应连接处均设有弹针触点，音频输出设备10上的弹针触点支持模拟信号音频数据输入，HIFI模块20上的弹针触点支持模拟信号音频数据输出，当音频输出设备10与HIFI模块20连接固定时，音频输出设备10与HIFI模块20电性连接，HIFI模块20将转换的模拟信号音频数据传输至音频输出设备10输出。
此外，HIFI模块20上可以设置模拟信号音频数据输出接口(即3.5mm输出接口)，便于HIFI模块20向HIFI系统之外的音频输出设备输出模拟信号音频数据；音频输出设备10上可以设置模拟信号音频数据输入接口(即3.5mm输入接口)，便于音频输出设备10接收HIFI系统之外的模拟信号音源设备输入的模拟信号音频数据；从而提高了HIFI模块20和音频输出设备10的适用范围，进而提高了本发明HIFI系统100的应用场景范围。
在本实施例中，HIFI系统将音频输出设备与HIFI模块可拆卸连接，HIFI模块中设有数模转换电路和数字接口，由于HIFI模块与音频输出设备在物理装配上紧密联系，用户在携带和使用音频输出设备时，也会一并带上HIFI模块，用户不容易忘带或落下HIFI模块，同时由于与HIFI模块紧密联系的音频输出设备一般体积较大、易于携带且不容易丢失，从而HIFI模块也不容易丢失，用户在需收听仅支持数字接口的音源设备中的音频时，仅需将与音频输出设备连接的HIFI模块与音源设备连接即可，克服了因数模转换头容易丢失或忘记携带，致使用户无法及时利用数字连接音频输出设备收听模拟信号音源的技术问题，提高了用户收听音频的体验和适用范围。此外，由于音频输出设备的喇叭单元发展有限且经久耐用、电子电路和音频处理软件(例如DSP处理，以实现虚拟环绕、数字主动降噪等)更新迅速，本实施例中，更新迅速的电子电路和音频处理软件设置在HIFI模块中，经久耐用的喇叭单元设置在音频输出设备中，从而在用户需要对HIFI系统进行升级时，仅需升级HIFI模块，保留音频输出设备，方便用户进行硬件升级，降低了用户进行HIFI系统硬件升级的成本。
进一步地，参照图2，HIFI系统100还包括电源模块30，电源模块30与音频输出设备10可拆卸连接，当电源模块30与音频输出设备10连接固定时，电源模块30与音频输出设备10电路连通以向音频输出设备10供电。
音频输出设备10上至少设置两个弹针触点，一个弹针触点与HIFI模块20连接，一个弹针触点与电源模块30连接，当电源模块30与音频输出设备10连接固定时，电源模块30基于弹针触点向音频输出设备以及与音频输出设备10连接固定的HIFI模块20供电。电源模块30可以为蓄电池或者外接市电的变压器，参照图5和图6，电源模块30上可以设置显示电源模块30工作状态的状态指示灯301和用于外接充电设备的充电接口302。
在HIFI系统100具有自带的电源模块30之后，HIFI系统无需借助外部电源或音源设备供电，特别是在音源设备电量储备较低或供电量较少时，例如音源设备为手机时，手机自身电池蓄电量少且无法为大功率音频输出设备供电，HIFI系统自行供电以支持HIFI模块20和音频输出设备10正常工作，避免因音源设备无法供电或供电不足时，HIFI系统100也无法正常工作，从而提高了HIFI系统100的适用场景范围。
此外，参照图2，电源模块30与HIFI模块20可拆卸连接，当电源模块30与HIFI模块20连接固定时，电源模块30与HIFI模块20电路连通以向HIFI模块20供电。从而在硬件上支持HIFI模块20和电源模块30可单独使用，HIFI模块可与外部输出设备(HIFI系统之外的音频输出设备)信号连接，例如HIFI模块上的3.5mm输出接口与外部输出设备的3.5mm输入接口通过数据线信号连接，HIFI模块对数字接口接收的数字信号(即数字信号格式的音频数据)进行转换，从而获取待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至外接输出设备以输出对应音频，进而在用户对本发明HIFI系统100的音频输出设备10不满意时，也可以基于HIFI模块20和电源模块30与适配其它外部输出设备，使得HIFI系统具有更好的兼容性。
进一步地，音频输出设备为耳机，音频输出设备中设有Hi-Res(High ResolutionAudio，高分辨率音源)喇叭单元，Hi-Res喇叭单元支持的声音播放频率超过40kHZ，一般而言，采样频率越高，比特深度越大就意味着对声音的描述、还原更加精准，进而可以输出更高音质的音频，采用Hi-Res喇叭单元支持的采样频率/比特深度可达到192kHz/24bit或者更高的分辨率，大大高于普通音频输出设备支持的44.1kHz/16bit和48kHz/24bit音源的分辨率，从而本实施例耳机支持高品质音频数据的播放，进而HIFI系统可支持高品质音源数字数据的解码和播放。
可选地，音频输出设备基于磁性件与HIFI模块可拆卸连接，磁性件可以是主要由磁铁组成的部件，具体地，HIFI模块上设有第一磁性件，音频输出设备上设有第二磁性件，音频输出设备基于第一磁性件和第二磁性件与HIFI模块磁性可拆卸连接。当用户需要同时使用音频输出设备和HIFI模块时，只需将HIFI模块上的第一磁性件吸附于音频输出设备的第二磁性件；当用户仅需单独使用HIFI模块或单独使用音频输出设备时，只需将磁性连接的HIFI模块和音频输出设备分离即可。当然，电源模块上也可设有第三磁性件，电源模块通过第三磁性件与音频输出设备的第二磁性件磁性可拆卸连接，电源模块也可以通过第三磁性件与HIFI模块的第一磁性件磁性可拆卸连接，即第一磁性件、第二磁性件和第三磁性件的相互磁性可拆卸连接实现HIFI模块、音频输出设备和电源模块相互之间的可拆卸连接。
可以理解的是，本发明中各个部件之间的可拆洗连接并不局限于磁性可拆卸连接，还可以为其他机械性的可拆卸连接。
具体地，参照图4和图7，音频输出设备10为耳机，耳机10包括两夹持用户耳部的耳盖101，第二磁性件设于耳盖的外侧。耳盖即耳机正常使用时紧贴用户耳朵的部位，第二磁性件设置在耳机正常使用时耳盖101远离用户的一侧(即耳盖的外侧)，当用户在正常使用耳机时，可方便地从耳盖101外侧安装或取电源模块30以及HIFI模块20。
进一步地，参照图3，HIFI模块20还包括功放电路23和音频输出接口24，即HIFI模块共包括数字接口21、数模转换电路22、功放电路23和音频输出接口24，功放电路23与数模转换电路22电性连接以对数模转换电路22转换的模拟信号进行功放，音频输出接口24与功放电路23电性连接以将功放电路23功放后的模拟信号输出。也就是说，HIFI模块20包括依次电性连接的数字接口21、数模转换电路22、功放电路23、音频输出接口24，功放电路23的任务是把来自数模转换电路22转换的模拟信号音频数据进行信号放大，然后将功放后的模拟信号从音频输出接口24输出到HIFI系统的音频输出设备或HIFI系统之外的输出设备，音频输出接口24为3.5mm输出接口。在HIFI模块20中设置功放电路23和音频输出接口24之后，HIFI模块20既可以保证输出的模拟信号可以顺利驱动HIFI系统内的音频输出设备发声，也能驱动HIFI系统之外的大功率输出设备发声，大大提高了HIFI模块输出的模拟信号适应的发声设备范围。
可选地，参照图3、图5、图6和图8，HIFI模块20还包括与功放电路23电性连接的功能键，功能键包括开关机按键201、音量拨轮202、前进键203、后退键204、播放暂停键204中的一个或多个，用户可以直接操作HIFI模块20上的功能键，方便地控制和修正HIFI模块20输出的模拟信号音频数据，提高了本发明HIFI系统的产品操作性和功能多样性。
进一步地，本发明HIFI系统包括多种工作状态，用户可以基于自身需求自行调整HIFI系统的工作状态，
(一)当HIFI系统处于第一工作状态时，电源模块和HIFI模块均与音频输出设备电性连接，电源模块对HIFI模块和音频输出设备供电，HIFI模块对数字接口接收的数字信号进行转换和功放以获取待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至音频输出设备以输出对应音频。
HIFI系统在第一工作状态下，音频输出设备以耳机为例，耳机与HIFI模块结合使用时可作为数字耳机使用，HIFI模块接收数字连接的Hi-Res音频(例如音乐)，并将数字信号的Hi-Res音频转换为待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至耳机输出，从而实现数字连接Hi-Res音频播放；当然，Hi-Res音频也可以为其它格式音频，本发明HIFI系统也能实现其它格式音频的播放。
(二)当HIFI系统处于第二工作状态时，电源模块和HIFI模块均与音频输出设备电路断开，电源模块对HIFI模块供电，HIFI模块与外部输出设备信号连接，HIFI模块对数字接口接收的数字信号进行转换和功放以获取待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至外接输出设备以输出对应音频。
HIFI系统在第二工作状态下，无需用到自带的音频输出设备，电源模块直接与HIFI模块连接，电源模块和HIFI模块结合后作为数字输入模拟输出(3.5mm音频输出接口)的数字音频(或Hi-Res)便携耳机放大器，即自带电源的数字输入模拟输出的转换器和放大器，当用户不满意HIFI系统自带耳机(即音频输出设备)时，可以将更适合的耳机与HIFI的音频输出接口连接。
(三)当HIFI系统处于第三工作状态时，音频输出设备的音频输入接口与外部输入设备信号连接以实现外部输入设备对音频输出设备供电，音频输出设备接收外部输入设备输入的模拟音频信号并将该模拟音频信号直接输出。
HIFI系统在第三工作状态下，从音频输出设备上取下HIFI模块，音频输出设备直接通过自带的3.5mm音频输入接口与支持模拟信号音频数据的外部输入设备连接，音频输出设备接收外部输入设备输入的模拟音频信号并将该模拟音频信号直接输出，即HIFI系统的音频输出设备可作为传统的模拟输入高保真音频输出设备(例如模拟输入HIFI耳机)使用。
(四)当HIFI系统处于第四工作状态时，HIFI模块的音频输出接口与外部输出设备信号连接以实现外部输出设备对HIFI模块供电，HIFI模块对数字接口接收的数字信号进行转换和功放以获取待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至音频输出设备以输出对应音频。
HIFI系统在第四工作状态下，无需用到自带的音频输出设备和电源模块，HIFI模块直接与外部输出设备(例如蓝牙音箱)连接，实现数字输入的音频数据，特别是Hi-Res音乐，的播放，形成一个产品系列，例如，现有的蓝牙音箱无法支持蓝牙接收和播放Hi-Res音乐，若将本发明HIFI模块的3.5mm音频输出接口与蓝牙音箱连接，HIFI模块的数字接口与Hi-Res音乐输出端连接，从而使蓝牙音箱支持蓝牙接收和播放Hi-Res音乐。
HIFI系统具有多种工作状态，丰富了HIFI系统的产品使用场景，满足了用户多元化的使用需求，增加了HIFI系统的产品功能。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于数字连接的HIFI系统，其特征在于，所述基于数字连接的HIFI系统包括音频输出设备和HIFI模块，所述音频输出设备与HIFI模块可拆卸连接，当所述音频输出设备与HIFI模块连接固定时，音频输出设备与HIFI模块电性连接，所述HIFI模块包括电性连接的数模转换电路和数字接口，所述数字接口将接收外界输入的数字信号传输至该数模转换电路以转换为模拟信号，其中，所述HIFI模块还包括功放电路和音频输出接口，所述功放电路与所述数模转换电路电性连接以对所述数模转换电路转换的模拟信号进行功放，所述功放电路与所述音频输出接口电性连接，通过所述音频输出接口将所述功放电路功放后的模拟信号输出到所述音频输出设备或所述HIFI系统之外的输出设备；
所述音频输出设备为耳机，所述音频输出设备中设有Hi-Res喇叭单元，所述音频输出设备基于磁性件与HIFI装置可拆卸连接，所述HIFI模块上设有第一磁性件，所述音频输出设备上设有第二磁性件，所述音频输出设备基于所述第一磁性件和所述第二磁性件与所述HIFI模块磁性可拆卸连接。
2.如权利要求1所述的基于数字连接的HIFI系统，其特征在于，所述基于数字连接的HIFI系统还包括电源模块，所述电源模块与音频输出设备可拆卸连接，当所述电源模块与音频输出设备连接固定时，电源模块与音频输出设备电路连通以向音频输出设备供电。
3.如权利要求2所述的基于数字连接的HIFI系统，其特征在于，所述电源模块与HIFI模块可拆卸连接，当所述电源模块与HIFI模块连接固定时，电源模块与HIFI模块电路连通以向HIFI模块供电。
4.如权利要求1所述的基于数字连接的HIFI系统，其特征在于，当基于数字连接的HIFI系统处于第一工作状态时，电源模块和HIFI模块均与所述音频输出设备电性连接，电源模块对HIFI模块和音频输出设备供电，所述HIFI模块对数字接口接收的数字信号进行转换和功放以获取待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至所述音频输出设备以输出对应音频。
5.如权利要求1所述的基于数字连接的HIFI系统，其特征在于，当基于数字连接的HIFI系统处于第二工作状态时，电源模块和HIFI模块均与所述音频输出设备电路断开，所述电源模块对HIFI模块供电，HIFI模块与外部输出设备信号连接，所述HIFI模块对数字接口接收的数字信号进行转换和功放以获取待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至外接输出设备以输出对应音频。
6.如权利要求1所述的基于数字连接的HIFI系统，其特征在于，当基于数字连接的HIFI系统处于第三工作状态时，所述音频输出设备的音频输入接口与外部输入设备信号连接以实现外部输入设备对音频输出设备供电，音频输出设备接收外部输入设备输入的模拟音频信号并将该模拟音频信号直接输出。
7.如权利要求1所述的基于数字连接的HIFI系统，其特征在于，当基于数字连接的HIFI系统处于第四工作状态时，所述HIFI模块的音频输出接口与外部输出设备信号连接以实现外部输出设备对HIFI模块供电，所述HIFI模块对数字接口接收的数字信号进行转换和功放以获取待输出模拟信号，HIFI模块将待输出模拟信号传输至所述音频输出设备以输出对应音频。
8.如权利要求1-7任意一项所述的基于数字连接的HIFI系统，其特征在于，所述HIFI模块还包括与功放电路电性连接的功能键，所述功能键包括开关机按键、音量拨轮、前进键、后退键、播放暂停键中的一个或多个。
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