CN107948855A - 一种通过电源线传输音频信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种通过电源线传输音频信号的方法和装置，该方法包括：将待发送至接收端的模拟音频信号转化为数字音频信号；根据预设载波对数字音频信号进行调制，并将调制后的数字音频信号进行上变频处理，生成传输音频信号；将传输音频信号加载到电源线上，通过电源线将传输音频信号发送至接收端。本发明减少了产品所需信号传输介质的通道数量，节约成本，并节省了产品用于存放信号传输介质的空间。

Description

一种通过电源线传输音频信号的方法和装置

技术领域

本发明涉及信号传输技术领域，尤其涉及一种通过电源线传输音频信号的方法和装置。

背景技术

电源是指为电路或系统提供能量的单元，大部分弱电产品使用直流电源，除直流外，无其他频率分量。通常电源的传输需要单独的电源线，把能量从源端传输到负载端。音频信号是指带有语音、音乐和音效的有规律的声波的频率、幅度变化信息载体。在电子产品中，音频信号的频率一般在20Hz～20KHz的范围内。模拟音频信号的传输通常需要单独的传输线，不能和其它信号混传，否则容易造成信号干扰，影响音频质量。在现有技术中电源信号和音频信号分别单独传输，无法混杂在一起。然而，分别传输电源信号和音频信号造成产品内需要更大的空间以容纳较多数量的线束，对产品小型化设计不利。而且，线束数量的增加会造成制造成本的上升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种通过电源线传输音频信号的方法和装置，减少了产品所需信号传输介质的通道数量，节约成本，并节省了产品用于存放信号传输介质的空间。

本发明采用的技术方案是，一种通过电源线传输音频信号的方法，应用于发送端，该方法包括：

将待发送至接收端的模拟音频信号转化为数字音频信号；

根据预设载波对数字音频信号进行调制，并将调制后的数字音频信号进行上变频处理，生成传输音频信号；

将传输音频信号加载到电源线上，通过电源线将传输音频信号发送至接收端。

可选的，将传输音频信号加载到电源线上，具体包括：

隔离传输音频信号中的直流信号，将不包含直流信号的传输音频信号加载到电源线上。

可选的，在将传输音频信号加载到电源线上之前，该方法还包括：

按照设定的功率放大倍数对传输音频信号的功率进行放大。

本发明还提供一种通过电源线传输音频信号的方法，应用于接收端，该方法包括：

接收发送端通过电源线发送来的传输音频信号；

对传输音频信号进行下变频处理，并从下变频处理后的传输音频信号中解调出数字音频信号；

将数字音频信号转化为模拟音频信号。

可选的，接收发送端通过电源线发送来的传输音频信号，具体包括：

隔离电源线中的直流电源信号，得到电源线中的传输音频信号。

本发明还提供一种通过电源线传输音频信号的装置，应用于发送端，该装置包括：

模数转换模块，用于将待发送至接收端的模拟音频信号转化为数字音频信号；

调制处理模块，用于根据预设载波对数字音频信号进行调制，并将调制后的数字音频信号进行上变频处理，生成传输音频信号；

加载传输模块，用于将传输音频信号加载到电源线上，通过电源线将传输音频信号发送至接收端。

可选的，加载传输模块，具体用于：

隔离传输音频信号中的直流信号，将不包含直流信号的传输音频信号加载到电源线上。

可选的，该装置还包括：

功率放大模块，用于在将传输音频信号加载到电源线上之前，按照设定的功率放大倍数对传输音频信号的功率进行放大。

本发明还提供一种通过电源线传输音频信号的装置，应用于接收端，该装置包括：

接收模块，用于接收发送端通过电源线发送来的传输音频信号；

解调处理模块，用于对传输音频信号进行下变频处理，并从下变频处理后的传输音频信号中解调出数字音频信号；

数模转换模块，用于将数字音频信号转化为模拟音频信号。

可选的，接收模块，具体用于：

隔离电源线中的直流电源信号，得到电源线中的传输音频信号。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明的通过电源线传输音频信号的方法和装置，将音频信号附加到电源线上进行传输，降低了产品所需传播介质的通道数量，比如线束数量，进而节约了成本。本发明还节省了产品用于存放信号传输介质的空间，有利于产品的小型化设计。此外，当处理后的音频信号加载到电源线上时，可以控制直流电源信号的波动幅度，从而不影响负载电路的正常工作。

附图说明

图1为本发明第一实施例的电源线传输音频信号的方法的流程图；

图2为本发明第二实施例的电源线传输音频信号的方法的流程图；

图3为现有技术中的主板与MIC板之间的线束连接示意图；

图4为本发明第三实施例中的主板与MIC板之间的线束连接示意图；

图5为本发明第三实施例中的调制电路的组成结构示意图；

图6为本发明第三实施例中的解调电路的组成结构示意图；

图7为本发明第四实施例的电源线传输音频信号的装置的组成结构示意图；

图8为本发明第五实施例的电源线传输音频信号的装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明第一实施例，一种通过电源线传输音频信号的方法，应用于发送端，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：

步骤S101：将待发送至接收端的模拟音频信号转化为数字音频信号。

具体的，步骤S101包括：

步骤A1：按照设定的采样间隔对模拟音频信号进行样本抽取，使得连续的模拟音频信号离散为多个样本信号。优选的，使用以模拟音频信号最高频率2倍以上的采样速率对模拟音频信号进行采样。

步骤A2：将每个样本信号转换为数字值，通过数字值量化每个样本信号的大小。

步骤A3：使用二进制数字对量化后的每个样本信号进行编码，从而形成数字音频信号。

步骤S102：根据预设载波对数字音频信号进行调制，并将调制后的数字音频信号进行上变频处理，生成传输音频信号。

具体的，步骤S102，包括：

将数字音频信号调制到设定频点的预设载波上，并将携带有数字音频信号的预设载波的频率调整到接收端可接收的频率范围内，从而形成传输音频信号。

步骤S103：将传输音频信号加载到电源线上，通过电源线将传输音频信号发送至接收端。

具体的，将传输音频信号加载到电源线上，包括：

隔离传输音频信号中的直流信号，将不包含直流信号的传输音频信号加载到电源线上。

优选的，通过隔直电容，隔离传输音频信号中的直流信号。隔离传输音频信号中的直流信号，可以避免当传输音频信号加载到电源线上时，传输音频信号中的直流信号对电源线上的原有的直流电流信号的影响，从而不影响负载电路的正常工作。

进一步的，在步骤S102与步骤S103之间，该方法还包括：

按照设定的功率放大倍数对传输音频信号的功率进行放大。

优选的，通过功率放大器对传输音频信号的功率进行放大。当传输音频信号加载到电源线上时，会对电源线上的原有的直流电源信号的幅度产生一个波动，控制传输音频信号的功率可以使得电源线上的原有的直流电源信号的波动在可控范围内，一般在1V一下，从而不影响负载电路的正常工作。

本发明第二实施例，一种通过电源线传输音频信号的方法，应用于接收端，如图2所示，该方法具体包括以下步骤：

步骤S201：接收发送端通过电源线发送来的传输音频信号。

具体的，步骤S201，包括：

隔离电源线中的直流电源信号，得到电源线中的传输音频信号。

优选的，通过隔直电阻，隔离电源线中的直流电源信号。

步骤S202：对传输音频信号进行下变频处理，并从下变频处理后的传输音频信号中解调出数字音频信号。

具体的，步骤S202，包括：

对传输音频信号进行下变频处理，以恢复传输音频信号原有的频率，并对下变频处理后的传输音频信号进行解调处理，以从信号中解调出数字音频信号。解调的处理方式为现有技术中常规使用的解调处理方式，故此处不再详细描述。

步骤S203：将数字音频信号转化为模拟音频信号。

具体的，按照现有技术中常规使用的数字信号转换为模拟信号的方式，将数字音频信号转化为模拟音频信号，具体过程此处不再详细描述。

本发明第三实施例，一种通过电源线传输音频信号的方法。如图3所示，为现有技术中的主板与MIC板之间的线束连接示意图。如图3所示，MIC板上的麦克风MIC与主板上的编码解码器Codec之间存在电源信号线、MIC音频信号线和地信号线。针对现有技术的缺点，本实施例在源端(主板)与负载端(MIC板)之间建立音频处理电路，将模拟音频信号和直流电源信号融合在一起通过电源线传输。如图4所示，为本实施例中的主板与MIC板之间的线束连接示意图。如图4所示，在本实施例中，在负载端(MIC板)设置有调制电路，MIC音频信号通过调制电路加载到电源信号线上，并通过电源信号线传输到源端(主板)。在源端(主板)设置有解调电路，通过解调电路从电源线中分离获取出MIC音频信号，再将分离获取到的MIC音频信号发送给Codec。

如图5，该调制电路具体包括以下组成部分：

1)模数转换模块501，用于将待发送至接收端的模拟音频信号转化为数字音频信号。

具体的，模数转换模块501包括：

采用单元，用于按照设定的采样间隔对模拟音频信号进行样本抽取，使得连续的模拟音频信号离散为多个样本信号。优选的，使用以模拟音频信号最高频率2倍以上的采样速率对模拟音频信号进行采样。

量化单元，用于将每个样本信号转换为数字值，通过数字值量化每个样本信号的大小。

编码单元，用于使用二进制数字对量化后的每个样本信号进行编码，从而形成数字音频信号。

2)调制模块502，用于将数字音频信号调制到预设载波的设定频点上。

3)上变频模块503，用于将调制后的数字音频信号的频率调整到与接收端相对应的接收频率，从而形成传输音频信号。

4)隔直模块504，用于隔离传输音频信号中的直流信号，将不包含直流信号的传输音频信号加载到电源线上。

优选的，隔直模块504为隔直电容，从而隔离传输音频信号中的直流信号。隔离传输音频信号中的直流信号，可以避免当传输音频信号加载到电源线上时，传输音频信号中的直流信号对电源线上的原有的直流电流信号的影响，从而不影响负载电路的正常工作。

进一步的，该调制电路还包括：

功率放大模块，位于上变频模块503与隔直模块504之间，功率放大模块用于在将传输音频信号加载到电源线上之前，按照设定的功率放大倍数对传输音频信号的功率进行放大。

当传输音频信号加载到电源线上时，会对电源线上的原有的直流电源信号的幅度产生一个波动，控制传输音频信号的功率可以控制波动在可控范围内，一般在1V一下，从而不影响负载电路的正常工作。

如图6，该解调电路具体包括以下组成部分：

1)隔直模块601，用于隔离电源线中的直流电源信号，得到电源线中的传输音频信号。

优选的，接收模块601采用隔直电阻，从而隔离电源线中的直流电源信号。

2)下变频模块602，用于对传输音频信号进行下变频处理，以恢复到传输音频信号的原有频率。

3)解调模块603，用于对下变频处理后的传输音频信号进行解调处理，以从信号中解调出数字音频信号。

4)数模转换模块604，用于将数字音频信号转化为模拟音频信号。

本发明第四实施例，一种通过电源线传输音频信号的装置，应用于发送端，如图7所示，该装置具体包括以下组成部分：

模数转换模块701，用于将待发送至接收端的模拟音频信号转化为数字音频信号。

具体的，模数转换模块701包括：

采用单元，用于按照设定的采样间隔对模拟音频信号进行样本抽取，使得连续的模拟音频信号离散为多个样本信号。优选的，使用以模拟音频信号最高频率2倍以上的采样速率对模拟音频信号进行采样。

量化单元，用于将每个样本信号转换为数字值，通过数字值量化每个样本信号的大小。

编码单元，用于使用二进制数字对量化后的每个样本信号进行编码，从而形成数字音频信号。

调制处理模块702，用于根据预设载波对数字音频信号进行调制，并将调制后的数字音频信号进行上变频处理，生成传输音频信号。

具体的，调制处理模块702，用于：

将数字音频信号调制到设定频点的预设载波上，并将携带有数字音频信号的预设载波的频率调整到接收端可接收的频率范围内，从而形成传输音频信号。

加载传输模块703，用于将传输音频信号加载到电源线上，通过电源线将传输音频信号发送至接收端。

具体的，加载传输模块703，用于：

隔离传输音频信号中的直流信号，将不包含直流信号的传输音频信号加载到电源线上。

优选的，加载传输模块703为隔直电容，从而隔离传输音频信号中的直流信号。隔离传输音频信号中的直流信号，可以避免当传输音频信号加载到电源线上时，传输音频信号中的直流信号对电源线上的原有的直流电流信号的影响，从而不影响负载电路的正常工作。

进一步的，该装置还包括：

功率放大模块，用于在将传输音频信号加载到电源线上之前，按照设定的功率放大倍数对传输音频信号的功率进行放大。

当传输音频信号加载到电源线上时，会对电源线上的原有的直流电源信号的幅度产生一个波动，控制传输音频信号的功率可以使得电源线上的原有的直流电源信号的波动在可控范围内，一般在1V一下，从而不影响负载电路的正常工作。

本发明第五实施例，一种通过电源线传输音频信号的装置，应用于接收端，如图8所示，该装置具体包括以下组成部分：

接收模块801，用于接收发送端通过电源线发送来的传输音频信号。

具体的，接收模块801，用于：

隔离电源线中的直流电源信号，得到电源线中的传输音频信号。

优选的，接收模块801采用隔直电阻，从而隔离电源线中的直流电源信号。

解调处理模块802，用于对传输音频信号进行下变频处理，并从下变频处理后的传输音频信号中解调出数字音频信号。

具体的，解调处理模块802，用于：

对传输音频信号进行下变频处理，以恢复到传输音频信号的原有频率，并对下变频处理后的传输音频信号进行解调处理，以从信号中解调出数字音频信号。

数模转换模块803，用于将数字音频信号转化为模拟音频信号。

本发明实施例中介绍的通过电源线传输音频信号的方法和装置，将音频信号附加到电源线上进行传输，降低了产品所需传播介质的通道数量，比如线束数量，进而节约了成本。本发明还节省了产品用于存放信号传输介质的空间，有利于产品的小型化设计。此外，当处理后的音频信号加载到电源线上时，可以控制直流电源信号的波动幅度，从而不影响负载电路的正常工作。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (10)

1.一种通过电源线传输音频信号的方法，其特征在于，应用于发送端，所述方法包括：

将待发送至接收端的模拟音频信号转化为数字音频信号；

根据预设载波对所述数字音频信号进行调制，并将调制后的数字音频信号进行上变频处理，生成传输音频信号；

将所述传输音频信号加载到电源线上，通过所述电源线将所述传输音频信号发送至接收端。

2.根据权利要求1所述的通过电源线传输音频信号的方法，其特征在于，所述将所述传输音频信号加载到电源线上，具体包括：

隔离所述传输音频信号中的直流信号，将不包含直流信号的传输音频信号加载到所述电源线上。

3.根据权利要求1所述的通过电源线传输音频信号的方法，其特征在于，在将所述传输音频信号加载到电源线上之前，所述方法还包括：

按照设定的功率放大倍数对所述传输音频信号的功率进行放大。

4.一种通过电源线传输音频信号的方法，其特征在于，应用于接收端，所述方法包括：

接收发送端通过电源线发送来的传输音频信号；

对所述传输音频信号进行下变频处理，并从下变频处理后的传输音频信号中解调出数字音频信号；

将所述数字音频信号转化为模拟音频信号。

5.根据权利要求4所述的通过电源线传输音频信号的方法，其特征在于，所述接收发送端通过电源线发送来的传输音频信号，具体包括：

隔离所述电源线中的直流电源信号，得到所述电源线中的传输音频信号。

6.一种通过电源线传输音频信号的装置，其特征在于，应用于发送端，所述装置包括：

模数转换模块，用于将待发送至接收端的模拟音频信号转化为数字音频信号；

调制处理模块，用于根据预设载波对所述数字音频信号进行调制，并将调制后的数字音频信号进行上变频处理，生成传输音频信号；

加载传输模块，用于将所述传输音频信号加载到电源线上，通过所述电源线将所述传输音频信号发送至接收端。

7.根据权利要求6所述的通过电源线传输音频信号的装置，其特征在于，加载传输模块，具体用于：

隔离所述传输音频信号中的直流信号，将不包含直流信号的传输音频信号加载到所述电源线上。

8.根据权利要求6所述的通过电源线传输音频信号的装置，其特征在于，所述装置还包括：

功率放大模块，用于在将所述传输音频信号加载到电源线上之前，按照设定的功率放大倍数对所述传输音频信号的功率进行放大。

9.一种通过电源线传输音频信号的装置，其特征在于，应用于接收端，所述装置包括：

接收模块，用于接收发送端通过电源线发送来的传输音频信号；

解调处理模块，用于对所述传输音频信号进行下变频处理，并从下变频处理后的传输音频信号中解调出数字音频信号；

数模转换模块，用于将所述数字音频信号转化为模拟音频信号。

10.根据权利要求9所述的通过电源线传输音频信号的装置，其特征在于，所述接收模块，具体用于：

隔离所述电源线中的直流电源信号，得到所述电源线中的传输音频信号。