CN107705794A - 增强型多功能数字音频解码器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种增强型多功能数字音频解码器，包括：电源时钟单元Power Deck(10)、解码均衡单元DAC Deck(20)、缓冲放大单元Level Deck(30)。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明既能补救CD唱片(PCM格式)的先天有损，争取媲美黑胶唱片的无损音质，使存世的海量CD唱片起死回生。又能解码现代的无损DSD格式的高清音乐(SACD载体)；同时，本发明包括多功能的扩展和低端普及机型，旨在扩大用户覆盖面。
Description
技术领域
本发明涉及音响器材，具体的，涉及一种增强型多功能数字音频解码器；尤其是涉及配套的电源、精密时钟、以及多功能扩展，如前级和均衡器。
背景技术
当今的音乐和歌曲大都以CD数字光盘为载体，通过数字音频解码器播放乐曲。限于历史的技术局限，CD音乐是以44.1Khz的低取样率的PCM格式，由于先天取样有损，故导致音色干、冷、涩、不耐听的数码声(图1A)。
一方面，现代的高清音乐以SACD为载体，其DSD格式的2.8224MHz密集取样率几乎达到黑胶唱片的无损音质。(图1B)
另一方面，模拟格式的完全无损黑胶唱片由于避免了有损CD的干、冷、涩的数码声，以其细节丰富、温润耐听的无损音质受到青睐，复古逆袭(图1C)，2014年，黑胶唱片的销售量已超过了CD唱片。
但是，黑胶唱片与海量存世的CD唱片相比，黑胶唱片存在：
1、入门级黑胶播放机价格高达CD播放机的十倍；
2、购买后还面临令人望而生畏的播放机调校工作；
3、黑胶唱片的片源少，而且唱片价格高达CD唱片的数倍。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种增强型多功能数字音频解码器。
根据本发明提供的一种增强型多功能数字音频解码器，包括：电源时钟单元PowerDeck10、解码均衡单元DAC Deck20、缓冲放大单元Level Deck30；
所述解码均衡单元DAC Deck20：将数字音频信号转换为模拟音频还原信号；
所述电源时钟单元Power Deck10：向解码均衡单元DAC Deck20提供时钟信号，并向解码均衡单元DAC Deck20、缓冲放大单元Level Deck30供电；
所述缓冲放大单元Level Deck30：对所述解码均衡单元DAC Deck20输出的所述模拟音频还原信号进行放大；
其中，所述数字音频信号包括有损音质信号。
优选地：
所述解码均衡单元DAC Deck20中的解码功能：通过数字音频解码芯片DAC200、多模低通滤波器LPF204、44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT205、补损算法固件MAKE UP206、DSP算法处理芯片207、输入缓冲存储器RAM208，将数字音频信号转换为模拟音频还原信号；
所述电源时钟单元Power Deck10中的时钟功能：向解码均衡单元DAC Deck20中的WIFI模块WIFI201、HDMI模块HDMI IN202、USB双向模块USB203、数字音频解码芯片DAC200、多模低通滤波器固件LPF204、44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT205、补损算法固件MAKEUP206、DSP算法处理芯片207、输入缓冲存储器RAM208，提供时钟信号；
所述电源时钟单元Power Deck10中的电源功能：向解码均衡单元DAC Deck20、缓冲放大单元Level Deck30供电；
所述缓冲放大单元Level Deck30中的放大功能：对所述解码均衡单元DAC Deck20由数字音频信号通过数字音频解码芯片DAC200解码、通过多模低通滤波器固件LPF204滤波、通过补损算法固件MAKE UP206补损、通过音频平衡电路2.0CH209输出的模拟音频还原信号，通过缓冲放大器AMP302对模拟音频还原信号进行放大；
所述多模低通滤波器固件LPF204位于数字音频解码芯片DAC200或DSP算法处理芯片207中；
所述补损算法固件MAKE UP206位于数字音频解码芯片DAC200或DSP算法处理芯片207中。
优选地，旨在补救CD数字音频的先天有损；
在所述解码均衡单元DAC Deck20中，通过数字输入选择器IN PUT-D220和输入缓冲存储器RAM208读取CD有损音质信号，根据有损音质信号数码流包络的前、后斜率依贝塞尔BEZIER二次曲线函数模拟出原始无损包络，并对有损音质信号进行补损，得到模拟音频还原信号；
在所述缓冲放大单元Level Deck30中：采用平衡输出，以提高模拟音频解析度，并提供相位开关，纠正立体声定位。
优选地，
所述补损具体是指插值补损；
所述的增强型多功能数字音频解码器采用如下任一种或任多种特征：
1、采用铷原子钟CLK102实现飞秒精密时钟，降低JITTER抖动的影响；
2、通过多模低通滤波器固件LPF204升频滤波，使低通滤波器截止频率远离有效音频；
3、通过多路稳压电源DCN211对左声道、右声道、模拟电路、数字电路独立分路供电，以降低电源噪声；
4、数字音频解码芯片DAC200多路并联，以提高音频解析度
5、44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT205提供44.1KHZ、48KHZ两套解码时钟；
6、采用最纯净的电池直流供电，以多节石墨烯电极的锂铁电池单元组合为大容量电池单元CELL103；
7、采用输入缓冲存储器RAM208作为缓冲区，隔离Jitter抖动影响；
8、通过音频平衡电路2.0CH209平衡输出，提高音频解析度。
优选地，所包括的已有改进措施如下：
1、数字音频解码芯片DAC200采用顶级DAC解码芯片：顶级:ES9038；中级:ES9028；或者入门级：ES9018；
2、10倍升频滤波；
3、飞秒恒温时钟；
4、4路或8路DAC Core片芯并联；
5、左、右声道，以及模、数电路均独立分路供电。
优选地，为实现多功能，包括如下任一种或任多种装置：
1、HDMI输入模块HDMI IN202；
2、WIFI天线模块WIFI201；
3、USB双向模块USB203。
优选地，为实现多功能，所述缓冲放大单元Level Deck30，包括如下任一种或任多种装置：
1、缓冲放大器AMP302为电子管前级缓冲放大器，阻抗输入>300K欧姆，阻抗输出<300欧姆；
2、缓冲放大器AMP302作为电子管耳机放大器，同时提供二个耳机的接入；
3、缓冲放大器AMP302作为电子管黑胶唱头放大器，黑胶唱头分为低灵敏度的MC唱头和高灵敏度的MM唱头，
MM唱头输入信号幅度较高，直接利用缓冲放大器AMP302作为唱头放大器；
MC唱头输入信号幅度较低，需要经过另外的MC唱头放大变压器MC306电压放大后，才送缓冲放大器AMP302，缓冲放大器AMP302和MC唱头放大变压器MC306二者组合为MC唱头放大器；
4、低音炮分频器0.1&0.2CH212采用2.1/2.2声道低频前置分频器；
5、房间均衡器EQ210为房间声学参数自动均衡器；
房间均衡器EQ210接有均衡器麦克风MIC25，来侦测房间声学畸变，通过均衡器自动调整平坦。
优选地，电源时钟单元、解码均衡单元、缓冲放大单元分别位于三层依次叠加的机箱内；
相邻层机箱的电路之间采用接插件电气连接；
相邻层机箱之间设置有机械避震机构；其中，所述机械避震机构包括避震脚锥和锥垫。
优选地：
所述电源时钟单元Power Deck10包括：电源AC IN101、铷原子钟CLK102、电池单元CELL103、直流分路输出接口DCN OUT104、硬盘存储器HD105；
所述解码均衡单元DAC Deck20包括：数字音频解码芯片DAC200、WIFI天线模块201、HDMI输入模块202、USB双向模块203、数字输入选择器IN PUT-D220、44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT205、DSP算法处理芯片DSP207、输入缓冲存储器RAM208、音频平衡电路2.0CH209、房间均衡器EQ210、多路稳压电源DC IN211、低音炮分频器0.2CH212；
所述缓冲放大单元30包括：模拟输入选择器INPUT A301、缓冲放大器AMP302、缓冲放大器平衡输出电路BNC303、缓冲放大器电流表CURENT304、音量调节器VOL305、MC唱头电压放大变压器MC 306、MC/MM唱头设置开关307；
电源AC IN101、电池单元CELL103分别连接直流分路输出接口DC OUT104的输入端；
直流分路输出接口DC OUT104的输出端连接多路稳压电源DC IN211；
多路稳压电源DC IN211提供6路直流供电；
铷原子钟CLK102连接44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT205；
44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT205针对CD的两种编码格式提供不同时钟信号；
硬盘存储器HD105连接输入缓冲存储器RAM208，供输入缓冲存储器RAM208读取硬盘预存的乐曲；
WIFI天线模块WIFI201、HDMI输入模块HDMI IN202、USB双向模块USB203的输出端分别通过数字输入选择器INPUT-D220连接输入缓冲存储器RAM208；
数字音频解码芯片DAC200分别连接DSP算法处理芯片207、多模低通滤波器LPF204、输入缓冲存储器RAM208、经数字音频解码芯片DAC200解码后的音频通过音频平衡电路2.0CH209输出；
音频平衡电路2.0CH209连接至缓冲放大器AMP302的输入端；
缓冲放大器AMP302连接缓冲放大器音量调节VOL305，缓冲放大器输出口2.0OUT35连接往后级音频功率放大器；
模拟输入选择器INPUT-A301的输入端形成CD机入口CD31、黑胶唱机入口LP IN32、线路入口LINE33，模拟输入选择器INPUT-A301的输出端连接房间均衡器EQ210的输入端；
模拟输入选择器INPUT-A301的输出端连接MC/MM唱头设置开关307的输入端，MC/MM唱头设置开关307的一个输出端通过MC唱头放大变压器MC306连接缓冲放大器AMP302的输入端，MC/MM唱头设置开关307的另一个输出端直接连接缓冲放大器AMP302的输入端；
房间均衡器EQ210具有侦测房间声学畸变的麦克风MIC25；
房间均衡器EQ210的输出端分别连接缓冲放大器AMP302的输入端、低音炮分频器0.1&0.2CH212；
缓冲放大器电流表304、音量调节器VOL305分别连接缓冲放大器AMP302。
优选地，
所述电源时钟单元Power Deck10：采用铷原子钟CLK102提供第一时钟信号，44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT205根据所述第一时钟信号得到第二时钟信号和第三时钟信号，其中，所述第二时钟信号、第三时钟信号对应于不同的有损音质信号的标准，以供美标44.1KHZ和欧标48KHZ的不同CD编码格式解码；采用石墨烯电池提供直流；
在所述解码均衡单元DAC Deck20中：从数字输入选择器INPUT-D220和输入缓存存储器RAM208中读取有损音质信号，对有损音质信号进行升频滤波，根据有损音质信号数码流包络的前、后斜率依贝塞尔BEZIER二次曲线函数模拟出原始无损包络，并对有损音质信号进行补损或插值补损，得到还原模拟信号；所述补损或插值补损对应的算法固化在与DSP算法处理芯片207中，或者固话在数字音频解码芯片DAC200中；
电源AC IN101向电池单元CELL103供电，使得电池单元CELL103边充电边放电；
电池单元CELL103通过直流分路输出接口DCN OUT104得到多路直流电流；
该多路直流电流经过多路稳压电源DCN211得到经过稳压的6个独立分路对解码均衡单元DAC Deck20、缓冲放大单元Level Deck30进行分路供电；
数字音频解码芯片DAC200通过数字输入选择器IN PUT-D220从WIFI模块201、HDMI输入模块HDMI IN202或USB双向模块USB203和输入缓冲存储器RAM208接收到的数字音频信号解码成模拟音频信号，并将模拟音频信号输出至音频平衡电路2.0CH209；进行音频平衡后输送至缓冲放大器AMP302，再经缓冲放大器AMP302的输出口2.0OUT35连接往后级音频功率放大器；
其中，输入缓冲存储器RAM208中的数据来自于硬盘存储器HD105和/或数字输入选择器INPUT-D220；
以及通过数字音频解码芯片DAC200和多模低通滤波器固件LPF204进行解码和升频滤波。
以及通过DSP算法处理芯片DSP207和补损算法固件MAKE UP206对有损音频数据按贝塞尔函数算法结合数字音频解码芯片DAC200进行插值补损；
模拟输入选择器INPUT-A301将所选择入口的信号由输出端经过房间均衡器EQ210内置的重低音前置分频器进行分频后发送给低音炮分频器0.1&0.2CH212。
模拟输入选择器INPUT-A301将所选择入口的信号由输出端经过房间均衡器EQ210进行均衡后发送给缓冲放大器AMP302进行缓冲放大；
缓冲放大器电流表CURENT304采集并显示缓冲放大器AMP302的电流值；
音量调节器VOL305调节缓冲放大器AMP302的放大倍数。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明既能补救CD唱片(PCM格式)的先天有损，争取媲美黑胶唱片的无损音质，使存世的海量CD唱片起死回生。又能解码现代的无损DSD格式的高清音乐(SACD载体)；同时，本发明包括多功能的扩展和低端普及机型，旨在扩大用户覆盖面。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为CD、SACD、黑胶唱片音频取样率之间的对比图。
图2为本发明提供的增强型多功能数字音频解码器的原理结构图。
图3为图2的变化例中的增强型多功能数字音频解码器的原理结构图。
图4为本发明提供的增强型多功能数字音频解码器的应用示意图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
传统方案的不足之处
在现有技术中，传统的解码器的改进点如下：
1、选用顶级解码器芯片；
2、飞秒精密时钟，降低JITTER抖动的影响；
3、升频滤波，使低通滤波器截止频率远离有效音频；
4、左/右声、模拟/数字电路独立分路供电，以降低电源噪声；
5、解码器片芯多路并联4-8路以提高音频解析度。
尽管传统的解码器使用了顶级的数字音频解码芯片，但是，由于PCM编码音频信息的先天有损的“拦路虎”未得解决，即使十万美元北欧的TIDAL公司的顶级解码器对先天有损也束手无策。与媲美黑胶唱片细腻；温润音质的目标仍有差距。
本发明的增强改进
有鉴于此，本发明除了以上5项常规改进之外，更采用了以下8项创新增强对策中的任多项，从而得以解决甚至很好解决了如何补救CD唱片等先天有损音质。具体地，本发明增强改进特征包括：
1、对PCM编码格式音频信息的先天有损，根据音频数码流包络的前、后斜率依贝塞尔BEZIER二次曲线函数模拟出原始无损包络的平滑算法的固件，对有损音频信息进行插值补损。
2、8～10倍的升频滤波，与上述插值补损合用同一片DSP处理器。
3、采用最精准的铷原子钟，千年仅误差1秒。
4、针对PCM的欧、美两种CD标准，提供48KHZ&44.1KHZ两套时钟。以求时钟误差最小。
5、采用RAM缓冲区，以隔离JITTER抖动的影响。
6、为使电源最纯净，采用石墨烯电池直流供电。并可边充边放。
7、采用平衡输出，以提高解析度。
8、增加相位开关，以纠正录音、放音途径中的错误接线所导致的立体声定位问题。
基本实施例
根据本发明提供的一种增强型多功能数字音频解码器，包括：电源时钟单元PowerDeck10、解码均衡单元DAC Deck20、缓冲放大单元Level Deck30；
所述解码均衡单元DAC Deck20：将数字音频信号转换为模拟音频还原信号；
所述电源时钟单元Power Deck10：向解码均衡单元DAC Deck20提供时钟信号，并向解码均衡单元DAC Deck20、缓冲放大单元Level Deck30供电；
所述缓冲放大单元Level Deck30：对所述解码均衡单元DAC Deck20输出的所述模拟音频还原信号进行放大；
其中，所述数字音频信号包括有损音质信号。
结合图4，本发明中的解码均衡单元DAC Deck20、缓冲放大单元Level Deck30通过接口可以连接多种设备从而实现多功能。其中，这些设备的连接可以根据所述解码器机型的不同而选择性连接。
图2所示实施例
图2所示实施例为基本实施例的优选例，具体地，如图2所示，所述解码均衡单元DAC Deck20中的解码功能：通过数字音频解码芯片DAC200、多模低通滤波器204、44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT205、补损算法固件MAKE UP206、DSP算法处理芯片207、输入缓冲存储器RAM208，将数字音频信号转换为模拟音频还原信号；
所述电源时钟单元Power Deck10中的时钟功能：向解码均衡单元DAC Deck20中的WIFI天线模块WIFI201、HDMI输入模块HDMI202、USB双向模块USB203、数字音频解码芯片DAC200、多模低通滤波器固件LPF204、44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT205、补损算法固件MAKE UP206、DSP算法处理芯片DSP207、输入缓冲存储器RAM208，提供时钟信号；
所述电源时钟单元Power Deck10中的电源功能：向解码均衡单元DAC Deck20、缓冲放大单元Level Deck30供电；
所述缓冲放大单元Level Deck30中的放大功能：对所述解码均衡单元DAC Deck20由数字音频信号通过数字音频解码芯片DAC200解码、通过多模低通滤波器固件LPF204滤波、通过补损算法固件MAKEUP206补损、通过音频平衡电路2.0CH209还原信号，通过缓冲放大器AMP302对模拟音频还原信号进行放大；多模低通滤波器固件LPF204位于数字音频解码芯片DAC200或DSP算法处理芯片207中；
所述补损算法固件MAKE UP206位于数字音频解码芯片DAC200或DSP算法处理芯片207中。
本发明提供的所述解码器旨在补救CD数字音频的先天有损；
在所述解码均衡单元DAC Deck20中，通过数字输入选择器INPUT-D220读取CD有损音质信号，根据有损音质信号数码流包络的前、后斜率依贝塞尔BEZIER二次曲线函数模拟出原始无损包络，并对有损音质信号进行补损，得到近似无损的模拟音频还原信号；包络的前、后斜率分别是指包络所对应音频波形的上升段斜率、下降段斜率。具体地，所述对有损音质信号进行补损具体是指对有损音质信号利用贝塞尔BEZIER二次曲线函数进行插值补损。
在所述缓冲放大单元Level Deck30中：采用平衡输出，以提高模拟音频解析度，并提供相位开关，纠正立体声定位。
所述电源时钟单元Power Deck10中采用如下任一种或任多种特征：
1、采用铷原子钟实现飞秒精密时钟，降低JITTER抖动的影响；
2、通过多模低通滤波器204升频滤波，使低通滤波器截止频率远离有效音频；
3、通过多路稳压电源211对左声道、右声道、模拟电路、数字电路独立分路供电，以降低电源噪声；
4、数字音频解码芯片多路并联，以提高音频解析度
544.1&48KHZ双时钟产生器提供44.1KHZ、48KHZ两套解码时钟；
6、采用最纯净的电池直流供电,以多节石墨烯电极的锂铁电池单元组合为大容量电池单元CELL103；
7、采用输入缓冲存储器RAM208作为缓冲区，隔离Jitter抖动影响；
8、通过音频平衡电路2.0CH209平衡输出，提高音频解析度。
本发明提供的所述的增强型多功能数字音频解码器，所包括的已有改进措施如下：
1、采用顶级DAC解码芯片：顶级:ES9038；中级:ES9028；入门级:ES9018；
2、10倍升频滤波；
3、飞秒恒温时钟；
4、4路或8路DAC Core片芯并联；
5、左、右声道，以及模、数电路均独立分路供电。
本发明提供的所述解码器为实现多功能，包括如下任一种或任多种装置：
1、HDMI接口202；
2、WIFI接口201；
3、USB接口203；
所述缓冲放大单元Level Deck30，包括如下任一种或任多种装置：
1、缓冲放大器AMP302为电子管前级缓冲放大器，阻抗输入>300K欧姆，阻抗输出<300欧姆；
2、缓冲放大器AMP302作为电子管耳机放大器；
3、缓冲放大器AMP302作为黑胶唱头放大器，黑胶唱头分为低灵敏度的MM唱头和高灵敏度的MC唱头：
MC唱头输入信号幅度较高，直接利用缓冲放大器302作为唱头放大器；
所述MM唱头，由于输入信号幅度较低，需要经过另外MC唱头放大变压器MC306升压放大以后升幅后，才利用缓冲放大器AMP302作为唱头放大器；
MC唱头输入信号幅度较低，当307开关设置在上端的时候，需要经过MM和MC唱头设置开关307，并经过MC唱头放大变压器MC306电压放大后，才送缓冲放大器AMP302，和306二者组合为MC唱头放大器；
4、低音炮分频器0.1&0.2CH212采用2.1/2.2声道低频前置分频器；
5、房间均衡器EQ210为房间声学参数自动均衡器；
房间均衡器EQ210接有均衡器麦克风MIC25，来侦测房间声学畸变，通过均衡器自动调整平坦。
图2所示实施例的优选例
下面对图2所示实施例的优选例进行说明，以便使本发明的优点更为清楚。更为具体地，本发明的优选例中的方案如下：
电池单元CELL103。所述电池可以为多节石墨烯电极的锂铁电池单元CELL组合为大容量电池。
多路稳压电源DCN211，也可称为直流分路电源。为降低电源噪声干扰，将数字/模拟电路；左/右声道；胆电子管/石晶体管电路分别独立供电。
硬盘存储器HD105：用于存储下载的无损乐曲。所述存储器为可插拔式，以供桌面音响设备利用便携式播放器费时费力的下载到存储器里的无损乐曲内容。所述机械硬盘存储器也可以用固态电子存储盘。
数字音频解码芯片DAC200。可以选用信噪比大于130dB的顶级解码器芯片成品：如ES9038，具有10dB以上电压增益；及内置多模低通滤波器LPF；供用户自选音色。
多模低通滤波器固件LPF204和补损算法固件MAKE UP206可以两者合用单芯片的数字信号处理器DSP，其中的LPF低通滤波器也可以利用成品解码器芯片内置的滤波器功能，DSP芯片专门用于插值补损算法。
房间均衡器EQ210。用以平衡房间声学特性的不平坦，数字均衡器采用32bit以上的数字信号处理器DSP；具有5寸以上的彩色液晶显示屏；具有64段以上的曲线；可由手写笔在屏幕上任意设置所需的平坦房间声学曲线。
低音炮分频器0.1&0.2CH212提供2.1声道低音炮输出。全名为“2.1声道重低音前置分频器”，可供小口径的低音炮实现昂贵的大口径低音喇叭的音效。中音和高音由此滤波出2.0立体声左、右声道，通过前级缓冲放大器的平衡输出端口2.0OUT35输出立体声音频信号2.0。
音频平衡电路2.0CH209系为提高解析度。
为增加音场的包围感，提供两个低音炮接口，从而可以形成：
1个低音炮：2.0立体声双声道+0.1低音声道＝2.1声道
2个低音炮：2.0立体声双声道+0.1低音声卡+0.2低音声道＝2.2声道。
模拟输入选择器IN PUT-A301。输入选择针对CD唱机、黑胶唱机LP和线路LINE三种模拟输入信号的切换。采用继电器方式，以减少布线噪声。
缓冲放大器AMP302，系低输出阻抗75欧姆～600欧姆的电流放大器电压放大器由数字音频解码芯片DAC200分担，所述的缓冲放大器，除作为前级放大，也兼做耳机放大器。
耳机放大器具有两个耳放插孔，以满足家庭桌面音响设备的二人世界共享。
音频前级放大采用缓冲放大器平衡输出电路BNC303采用电子管胆放缓冲放大器系为尽量模拟黑胶唱片的温润音色，限于便携式播放器的尺寸、功耗和车载的避震要求，也可以采用晶体管、集成电路放大器。
缓冲放大器电流表CURENT304系电子管的电流指示，全名为“CURENT INDICATION”的缩写。所述的电流指示采用指针式电流表头，也可以采用猫眼显示电子管。
音量调节器VOL305采用步进定位器，以克服炭膜定位器的旋转噪声。
本发明从增强性能、扩展功能、低端普及机型出发，单一的解码器不足以整合进上述需求。因此需要以三个单元的解码系统来实现。其中：
单元一下层、电源时钟单元Power Deck
单元二中层、解码均衡单元DAC Deck
单元三上层、缓冲放大单元Level Deck
本发明整合外形结构为上层缓冲放大单元、中层解码均衡单元、下层电源时钟单元。由三层19寸标准机箱叠加而成。数字音频解码芯片采用ESS公司的ES90X8芯片，例如ES9018、ES9028、ES9038芯片。
本发明中的解码器具有多功能化的特点。顶级发烧友追求的顶级音质曲高和寡，数量稀少，为增加客户覆盖范围，针对音响发烧友不遗余力追求完美音质的特点，如已有黑胶唱机的客户，即使不需要解码器，但本发明的房间参数均衡器EQ和2.1低频声道前置客户分频器已可以切中其痛点，对本发明提供的8种扩展功能，各取所需，将能使客户覆盖量翻倍。8种扩展功能如下：
1、顶级解码器
2、电子管前级缓冲放大器
3、电子管耳机放大器。
4、电子管黑胶唱头放大器
5、2.1/2.2声道低频前置分频器
6、房间声学参数自动均衡器EQ
7、HDMI输入端口
8、无线宽带WIFI接收功能。
进一步地，为使得本发明提供的解码器的客户覆盖面更大化，以本发明的主要功能可构成低端普及型音响产品：
1、便携式无损音频播放器
2、车载解码器
3、外置式电脑声效卡
4、耳机放大器
5、家用桌面音响系统
本发明应用于上述低端音响产品，将可使客户复盖量增加到百倍。以本发明构成的便携式音频播放机为例，可以插在桌面坞站上构成Docking子母机式桌面系统，从而节省解码器投资。而且，可以利用便携机费时费力下载的大量无损音乐。但是子母机组合讲究的接插件和避震结构又导致解码系统成本的增加。因此，本发明宜采用子母一体机的解码器结构。下载音乐可采用机械硬盘或固态电子盘共用。系统结构的接插件和避震从音质高保真的严格要求出发，三层机箱的层与层之间的电气连接采用行业专用的高级接插件。层与层之间的机械避震采用特制的避震脚锥和锥垫。
图3所示实施例
图3所示实施例为图2所示实施例的变化例。
在图2所示实施例中，多模低通滤波器204被包括在数字音频解码芯片200中，补损算法固件MAKE UP206被包括在DSP算法处理芯片207中。
而在图3所示实施例中，多模低通滤波器固件LPF204被包括在DSP算法处理芯片207中，补损算法固件MAKE UP206被包括在DSP算法处理芯片207中。
在更多的变化例中：
硬盘存储器HD105可以采用电磁硬盘或者固态电子盘，以在本发明作为便携机时在尺寸上得到变化。
缓冲放大器AMP302可以采用电子管放大器或者晶体管、集成电路，在本发明作为便携机时在尺寸上得到变化，并且在本发明作为车载型机时在避震性能上得到变化。
铷原子钟CLK102可以变化为恒温飞秒时钟，以在成本上得到变化。
电池单元CELL103可以采用石墨烯电池或者充电理电池，以在成本和重量上得到变化。
基本实施例或图2所示实施例或图3所示实施例的优选例
在基本实施例的优选例中，或者在图2所示实施例、图3所示实施例的优选例中：
所述电源时钟单元Power Deck10中：以多节石墨烯电极的锂铁电池单元组合为大容量电池；直流供电为多路独立供电方式；采用插拔式硬盘存储器HD105。
所述解码均衡单元DAC Deck20中：利用数字音频解码芯片DAC200或者DSP算法处理芯片207进行插值补损；利用数字音频解码芯片DAC200或者DSP算法处理芯片207进行升频滤波；采用的数字音频解码芯片DAC200的信噪比大于130dB；模拟输入选择器IN PUT-A301采用模拟信号输入的多路选择器，数字输入选择器IN PUT-D220采用数字信号输入的多路选择器，多路选择器的不同输入接口之间采用继电器方式切换。
模拟输入选择器INPUT-A301的输出端连接MC/MM唱头设置开关307的输入端，MC/MM唱头设置开关307的一个输出端通过MC唱头放大变压器MC306连接缓冲放大器AMP302的输入端，MC/MM唱头设置开关307的另一个输出端直接连接缓冲放大器AMP302的输入端；
数字音频解码芯片DAC200将数字音频信号解码得到的模拟音频信号发送给DSP算法处理芯片DSP207；DSP算法处理芯片DSP207对模拟音频信号进行补损或插值补损，解码得到模拟音频还原信号；数字音频解码芯片DAC200将模拟音频还原信号通过音频平衡电路2.0CH209进行音频平衡后输送至缓冲放大器AMP302，再经缓冲放大器AMP302进行缓冲放大后经缓冲放大器平衡输出电路BNC303输送到外部功率放大器，以驱动扬声器。
应用例：
图2示出的基本实施例的各外部接口与所应用的外部音响系统各设备的应用连接实例见图4。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种增强型多功能数字音频解码器，其特征在于，包括：电源时钟单元Power Deck(10)、解码均衡单元DAC Deck(20)、缓冲放大单元Level Deck(30)；
所述解码均衡单元DAC Deck(20)：将数字音频信号转换为模拟音频还原信号；
所述电源时钟单元Power Deck(10)：向解码均衡单元DAC Deck(20)提供时钟信号，并向解码均衡单元DAC Deck(20)、缓冲放大单元Level Deck(30)供电；
所述缓冲放大单元Level Deck(30)：对所述解码均衡单元DAC Deck(20)输出的所述模拟音频还原信号进行放大；
其中，所述数字音频信号包括有损音质信号。
2.根据权利要求1所述的增强型多功能数字音频解码器，其特征在于：
所述解码均衡单元DAC Deck(20)中的解码功能：通过数字音频解码芯片DAC(200)、多模低通滤波器LPF(204)、44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT(205)、补损算法固件MAKE UP(206)、DSP算法处理芯片(207)、输入缓冲存储器RAM(208)，将数字音频信号转换为模拟音频还原信号；
所述电源时钟单元Power Deck(10)中的时钟功能：向解码均衡单元DAC Deck(20)中的WIFI模块WIFI(201)、HDMI模块HDMI IN(202)、USB双向模块USB(203)、数字音频解码芯片DAC(200)、多模低通滤波器固件LPF(204)、44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT(205)、补损算法固件MAKE UP(206)、DSP算法处理芯片(207)、输入缓冲存储器RAM(208)，提供时钟信号；
所述电源时钟单元Power Deck(10)中的电源功能：向解码均衡单元DAC Deck(20)、缓冲放大单元Level Deck(30)供电；
所述缓冲放大单元Level Deck(30)中的放大功能：对所述解码均衡单元DAC Deck(20)由数字音频信号通过数字音频解码芯片DAC(200)解码、通过多模低通滤波器固件LPF(204)滤波、通过补损算法固件MAKE UP(206)补损、通过音频平衡电路2.0CH(209)输出的模拟音频还原信号，通过缓冲放大器AMP(302)对模拟音频还原信号进行放大；
所述多模低通滤波器固件LPF(204)位于数字音频解码芯片DAC(200)或DSP算法处理芯片(207)中；
所述补损算法固件MAKE UP(206)位于数字音频解码芯片DAC(200)或DSP算法处理芯片(207)中。
3.根据权利要求2所述的增强型多功能数字音频解码器，其特征在于，旨在补救CD数字音频的先天有损；
在所述解码均衡单元DAC Deck(20)中，通过数字输入选择器IN PUT-D(220)和输入缓冲存储器RAM(208)读取CD有损音质信号，根据有损音质信号数码流包络的前、后斜率依贝塞尔BEZIER二次曲线函数模拟出原始无损包络，并对有损音质信号进行补损，得到模拟音频还原信号；
在所述缓冲放大单元Level Deck(30)中：采用平衡输出，以提高模拟音频解析度，并提供相位开关，纠正立体声定位。
4.根据权利要求1或3所述的增强型多功能数字音频解码器，其特征在于，
所述补损具体是指插值补损；
所述的增强型多功能数字音频解码器采用如下任一种或任多种特征：
1)采用铷原子钟CLK(102)实现飞秒精密时钟，降低JITTER抖动的影响；
2)通过多模低通滤波器固件LPF(204)升频滤波，使低通滤波器截止频率远离有效音频；
3)通过多路稳压电源DCN(211)对左声道、右声道、模拟电路、数字电路独立分路供电，以降低电源噪声；
4)数字音频解码芯片DAC(200)多路并联，以提高音频解析度
5)44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT(205)提供44.1KHZ、48KHZ两套解码时钟；
6)采用最纯净的电池直流供电，以多节石墨烯电极的锂铁电池单元组合为大容量电池单元CELL(103)；
7)采用输入缓冲存储器RAM(208)作为缓冲区，隔离Jitter抖动影响；
8)通过音频平衡电路2.0CH(209)平衡输出，提高音频解析度。
5.根据权利要求1所述的增强型多功能数字音频解码器，其特征在于，所包括的已有改进措施如下：
1)数字音频解码芯片DAC(200)采用顶级DAC解码芯片：顶级:ES9038；中级:ES9028；或者入门级：ES9018；
2)10倍升频滤波；
3)飞秒恒温时钟；
4)4路或8路DAC Core片芯并联；
5)左、右声道，以及模、数电路均独立分路供电。
6.根据权利要求1所述的增强型多功能数字音频解码器，其特征在于，为实现多功能，包括如下任一种或任多种装置：
1)HDMI输入模块HDMI IN(202)；
2)WIFI天线模块WIFI(201)；
3)USB双向模块USB(203)。
7.根据权利要求1所述的增强型多功能数字音频解码器，其特征在于，为实现多功能，所述缓冲放大单元Level Deck(30)，包括如下任一种或任多种装置：
1)缓冲放大器AMP(302)为电子管前级缓冲放大器，阻抗输入>300K欧姆，阻抗输出<300欧姆；
2)缓冲放大器AMP(302)作为电子管耳机放大器，同时提供二个耳机的接入；
3)缓冲放大器AMP(302)作为电子管黑胶唱头放大器，黑胶唱头分为低灵敏度的MC唱头和高灵敏度的MM唱头，
MM唱头输入信号幅度较高，直接利用缓冲放大器AMP(302)作为唱头放大器；
MC唱头输入信号幅度较低，需要经过另外的MC唱头放大变压器MC(306)电压放大后，才送缓冲放大器AMP(302)，缓冲放大器AMP(302)和MC唱头放大变压器MC(306)二者组合为MC唱头放大器；
4)低音炮分频器0.1&0.2CH(212)采用2.1/2.2声道低频前置分频器；
5)房间均衡器EQ(210)为房间声学参数自动均衡器；
房间均衡器EQ(210)接有均衡器麦克风MIC(25)，来侦测房间声学畸变，通过均衡器自动调整平坦。
8.根据权利要求1所述的增强型多功能数字音频解码器，其特征在于，电源时钟单元、解码均衡单元、缓冲放大单元分别位于三层依次叠加的机箱内；
相邻层机箱的电路之间采用接插件电气连接；
相邻层机箱之间设置有机械避震机构；其中，所述机械避震机构包括避震脚锥和锥垫。
9.根据权利要求1所述的增强型多功能数字音频解码器，其特征在于：
所述电源时钟单元Power Deck(10)包括：电源AC IN(101)、铷原子钟CLK(102)、电池单元CELL(103)、直流分路输出接口DCN OUT(104)、硬盘存储器HD(105)；
所述解码均衡单元DAC Deck(20)包括：数字音频解码芯片DAC(200)、WIFI天线模块(201)、HDMI输入模块(202)、USB双向模块(203)、数字输入选择器IN PUT-D(220)、44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT(205)、DSP算法处理芯片DSP(207)、输入缓冲存储器RAM(208)、音频平衡电路2.0CH(209)、房间均衡器EQ(210)、多路稳压电源DC IN(211)、低音炮分频器0.2CH(212)；
所述缓冲放大单元(30)包括：模拟输入选择器INPUT A(301)、缓冲放大器AMP(302)、缓冲放大器平衡输出电路BNC(303)、缓冲放大器电流表CURENT(304)、音量调节器VOL(305)、MC唱头电压放大变压器MC(306)、MC/MM唱头设置开关(307)；
电源AC IN(101)、电池单元CELL(103)分别连接直流分路输出接口DC OUT(104)的输入端；
直流分路输出接口DC OUT(104)的输出端连接多路稳压电源DC IN(211)；
多路稳压电源DC IN(211)提供6路直流供电；
铷原子钟CLK(102)连接44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT(205)；
44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT(205)针对CD的两种编码格式提供不同时钟信号；
硬盘存储器HD(105)连接输入缓冲存储器RAM(208)，供输入缓冲存储器RAM(208)读取硬盘预存的乐曲；
WIFI天线模块WIFI(201)、HDMI输入模块HDMI IN(202)、USB双向模块USB(203)的输出端分别通过数字输入选择器INPUT-D(220)连接输入缓冲存储器RAM(208)；
数字音频解码芯片DAC(200)分别连接DSP算法处理芯片(207)、多模低通滤波器LPF(204)、输入缓冲存储器RAM(208)、经数字音频解码芯片DAC(200)解码后的音频通过音频平衡电路2.0CH(209)输出；
音频平衡电路2.0CH(209)连接至缓冲放大器AMP(302)的输入端；
缓冲放大器AMP(302)连接缓冲放大器音量调节VOL(305)，缓冲放大器输出口2.0OUT(35)连接往后级音频功率放大器；
模拟输入选择器INPUT-A(301)的输入端形成CD机入口CD(31)、黑胶唱机入口LP IN(32)、线路入口LINE(33)，模拟输入选择器INPUT-A(301)的输出端连接房间均衡器EQ(210)的输入端；
模拟输入选择器INPUT-A(301)的输出端连接MC/MM唱头设置开关(307)的输入端，MC/MM唱头设置开关(307)的一个输出端通过MC唱头放大变压器MC(306)连接缓冲放大器AMP(302)的输入端，MC/MM唱头设置开关(307)的另一个输出端直接连接缓冲放大器AMP(302)的输入端；
房间均衡器EQ(210)具有侦测房间声学畸变的麦克风MIC(25)；
房间均衡器EQ(210)的输出端分别连接缓冲放大器AMP(302)的输入端、低音炮分频器0.1&0.2CH(212)；
缓冲放大器电流表(304)、音量调节器VOL(305)分别连接缓冲放大器AMP(302)。
10.根据权利要求9所述的增强型多功能数字音频解码器，其特征在于，
所述电源时钟单元Power Deck(10)：采用铷原子钟CLK(102)提供第一时钟信号，44.1&48KHZ双时钟产生器CLK OUT(205)根据所述第一时钟信号得到第二时钟信号和第三时钟信号，其中，所述第二时钟信号、第三时钟信号对应于不同的有损音质信号的标准，以供美标44.1KHZ和欧标48KHZ的不同CD编码格式解码；采用石墨烯电池提供直流；
在所述解码均衡单元DAC Deck(20)中：从数字输入选择器INPUT-D(220)和输入缓存存储器RAM(208)中读取有损音质信号，对有损音质信号进行升频滤波，根据有损音质信号数码流包络的前、后斜率依贝塞尔BEZIER二次曲线函数模拟出原始无损包络，并对有损音质信号进行补损或插值补损，得到还原模拟信号；所述补损或插值补损对应的算法固化在与DSP算法处理芯片(207)中，或者固话在数字音频解码芯片DAC(200)中；
电源AC IN(101)向电池单元CELL(103)供电，使得电池单元CELL(103)边充电边放电；
电池单元CELL(103)通过直流分路输出接口DCN OUT(104)得到多路直流电流；
该多路直流电流经过多路稳压电源DCN(211)得到经过稳压的6个独立分路对解码均衡单元DAC Deck(20)、缓冲放大单元Level Deck(30)进行分路供电；
数字音频解码芯片DAC(200)通过数字输入选择器IN PUT-D(220)从WIFI模块(201)、HDMI输入模块HDMI IN(202)或USB双向模块USB(203)和输入缓冲存储器RAM(208)接收到的数字音频信号解码成模拟音频信号，并将模拟音频信号输出至音频平衡电路2.0CH(209)；进行音频平衡后输送至缓冲放大器AMP(302)，再经缓冲放大器AMP(302)的输出口2.0OUT(35)连接往后级音频功率放大器；
其中，输入缓冲存储器RAM(208)中的数据来自于硬盘存储器HD(105)和/或数字输入选择器INPUT-D(220)；
以及通过数字音频解码芯片DAC(200)和多模低通滤波器固件LPF(204)进行解码和升频滤波。
以及通过DSP算法处理芯片DSP(207)和补损算法固件MAKE UP(206)对有损音频数据按贝塞尔函数算法结合数字音频解码芯片DAC(200)进行插值补损；
模拟输入选择器INPUT-A(301)将所选择入口的信号由输出端经过房间均衡器EQ(210)内置的重低音前置分频器进行分频后发送给低音炮分频器0.1&0.2CH(212)。
模拟输入选择器INPUT-A(301)将所选择入口的信号由输出端经过房间均衡器EQ(210)进行均衡后发送给缓冲放大器AMP(302)进行缓冲放大；
缓冲放大器电流表CURENT(304)采集并显示缓冲放大器AMP(302)的电流值；
音量调节器VOL(305)调节缓冲放大器AMP(302)的放大倍数。
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