CN107949993B - 音频信号处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种音频信号处理装置(10)，包括用于接收输入信号的输入端(2)；用于传输输出信号的输出端(4)；适于将所述输入端(2)电性连接和/或电子连接到所述输出端(4)的开关模块(60)；其中所述开关模块(60)适于根据所述输入信号的类型来选择数字音频信号路径(35)和模拟音频信号路径(55)中的一个以用于将所述输入端(2)连接到所述输出端(4)。一种系统，包括能够与如上所述的音频信号处理装置(10)电子连接的音频装置。

Description

音频信号处理装置
技术领域
本发明涉及一种音频信号处理装置，尤其地但不排他地，涉及一种通过RCA连接器进行信号传输的音频信号处理装置。
背景技术
对于市场上的各种消费类音频产品，例如但不限于音频扬声器、音频信号放大器和音频媒体播放器，产品通常采用不同格式的互连系统和标准，以允许不同信号类型的音频内容被连接到各种信号接收器和信号源。通常，RCA连接器，也被称为唱机连接器(phonoconnector)、系线连接器(cinch connector)或简单的A/V插孔，被用作互连器，以将数字和模拟信号传输到音频装置和/或从音频装置传输数字和模拟信号。例如，传统上使用一对红色和白色的RCA连接器来表示用于传输模拟音频信号的左右声道。诸如索尼/飞利浦数字接口格式(SPDIF)同轴互连的单个黄色或橙色彩色RCA连接器也常用于传输SPDIF数字信号，左右声道都被编码到由单RCA连接器携带的信号中。
视具体应用而定，音频产品提供或需要的音频信号连接器的数量可能相当大。音频装置上可用的互连器可占据装置的后面板和/或前面板的大部分空间是很平常的。在某些情况下，容纳互连器所需的区域可以基本上限定音频产品的最小尺寸。
发明目的
本发明的目的是在一定程度上减轻或消除关于现有音频处理装置一个或多个问题，或者提供至少有用的替代方案。
上述目的通过独立权利要求的特征的组合来实现；从属权利要求公开了本发明的其他有利实施例。
本领域技术人员将从以下描述中得出本发明的其他目的。因此，上述目的的陈述不是详尽的，仅用于说明本发明的许多目的中的一些。
发明内容
在第一主要方面，本发明提供了一种音频信号处理装置。该装置包括输入端，用于接收输入信号；输出端，用于传输输出信号；开关模块，适于将所述输入端电性连接和/或电子连接到所述输出端；其中所述开关模块适于根据所述输入信号的类型来选择至少两个不同的开关路径中的一个以用于将所述输入端连接到所述输出端。
在第二主要方面，本发明提供了一种音频信号处理系统。该系统包括音频装置；以及根据第一主要方面的音频信号处理装置。所述音频信号处理装置能够与音频装置电子连接，并具有适于接收来自音频装置的输入信号的输入端；其中所述音频信号处理装置还包括开关模块，所述开关模块适于根据所述输入信号的类型自动选择至少两个不同的开关路径中的一个，以用于将所述输入端连接到所述音频信号处理装置的输出端。
在第三主要方面，本发明提供了一种音频信号处理系统。该系统包括音频装置；以及根据第一主要方面的音频信号处理装置。所述音频信号处理装置能够与音频装置电子连接，并具有适于将输出信号传输到音频装置的输出端；其中所述音频信号处理装置还包括开关模块，所述开关模块适于根据用户的手动选择来选择至少两个不同的开关路径中的一个以用于将所述输入端连接到所述音频信号处理装置的输出端。
本发明的概述不一定公开了限定本发明所必需的所有特征；本发明可以存在于所公开的特征的子组合中。
附图说明
本发明的前述和进一步的特征将从以下仅示例性地提供的优选实施例结合附图的描述中体现出来，其中：
图1是表示本发明的音频信号处理装置的第一实施例的电路图；和
图2是表示本发明的音频信号处理装置的第二实施例的电路图。
具体实施方式
以下描述仅作为示例性的优选实施例，而不限于实施本发明所必需的特征的组合。
在本说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”不一定全部指的是相同的实施例，也不是与其他实施例相互排斥的单独的或替代的实施例。此外，还描述了各种特征，这些特征可能呈现在一些实施例中而没有呈现在其它实施例中。类似地，还描述了各种需求，这些需求可能对于一些实施例是必需的而对于其它实施例则非必需。
应该理解的是，附图中所示的元件可以以各种形式的硬件、软件或其组合来实现。优选地，这些元件以一个或多个适当编程的通用装置上的硬件和软件的组合来实现，可以包括处理器、存储器和输入/输出接口。
在本文的权利要求中，表示为用于执行指定功能的装置的任何元件旨在涵盖执行该功能的任何方式，包括例如，a)执行该功能的电路元件的组合，或b)任何形式的软件，因此包括固件、微代码等，结合适当电路以让该软件执行该功能。由这样的权利要求限定的本发明在于，由各种所述装置提供的功能以权利要求所要求的方式组合和集合在一起。因此认为可以提供这些功能的任何装置都是本文所示手段的等效项。
本发明涉及一种音频信号处理装置，它能够根据所需的音频信号类型自动地和/或手动地在输入端和输出端之间进行选择性连接。它的优点在于：它允许将数字音频和模拟音频信号传输到音频装置和/或从音频装置传输，而不需要如在传统音频信号处理装置中发现的在装置处为两种类型的信号分别提供单独的互连器。通过将模拟和数字信号集成到单个RCA连接器对中，用户可以在系统使用期间手动选择优选类型的信号，或者可选地，装置可以自动检测、判断或推断出所需的信号类型，随后装置将通过适当的信号路径连接入口和出口。除了提高使用的方便和便利之外，本发明还允许显著减少装置上的用于容纳互连器的所需空间，并且因此有利于音频信号处理系统的更紧凑的设计。这对于尺寸紧凑的小型音频装置尤为有利，这些音频装置不需要具有足够的空间以将模拟RCA连接器和数字RCA连接器这两者都容纳其中。
参考图1，其示出了根据本发明实施例的音频信号处理装置10的电路图。音频信号处理装置10能够通过包括双RCA连接器20的RCA连接与外部音频装置(未示出)电子连接。具体地，音频信号处理装置10包括用于接收输入信号的输入端2和用于传输输出信号的输出端4。输入端2包括适于接收由数字信号处理模块30产生的数字音频信号的第一数字SPDIF信号路径35和适于接收由模拟处理模块50产生的模拟音频信号的第二模拟信号路径55。输出端4包括用于输出数字音频信号或模拟音频信号两者之一的RCA连接器20。在这个实施例中，数字信号处理模块30还包括用于阻抗匹配目的的变压器40。
音频信号处理装置10进一步包括开关模块60，其适于将输入端2电性连接和/或电子连接到输出端4。具体地，开关模块60能够选择两个开关路径中的一个，即数字SPDIF信号路径35和模拟信号路径55，用于根据输入信号的类型将输入端2连接到输出端4。
根据输入信号的类型，即模拟或数字，可能需要用户选择需要的信号路径以将输入端2连接到输出端4。在用户手动选择时，开关模块60适于选择数字信号路径35或模拟信号路径55这两者之一。
开关模块60可以包括机械开关、电子开关和软件逻辑开关中的一个或多个。例如，开关模块60可以包括机械继电器和/或电子多路复用器。
具体而言，开关模块60可以由诸如微型计算机单元(MCU)的控制单元100来控制。MCU 100能够指示或控制开关模块60以在两个信号路径之间切换，从而连接输入端2和输出端4之间的数字信号路径35或者连接输入端2和输入端4之间的模拟信号路径55，从而将所需的音频信号类型传输到输出端。优选地，出于省电的目的，MCU 100被配置为将数字信号处理模块30或模拟信号处理模块50两者之一停用，例如，电源中断或电源关闭，这取决于用户未选择哪一个。更优选地，MCU100可以包括诸如非易失性存储器的存储装置102，其适于存储开关模块60的操作状态，例如用户是否已经选择了数字或模拟信号路径，并且随后将开关模块60的相应操作维持一个或多个电力循环。
虽然在图中仅示出了两个不同的开关路径，但是应该认识到，还应该包括具有多于两个信号路径的音频信号处理装置，只要在不脱离本发明的精神和范围的情况下被本领域技术人员认为是合适的和可应用的。
另外，尽管在图中示出了包括一个连接的通道的数字SPDIF路径，但是应当理解，具有两个单独的SPDIF的通道或者甚至一个SPDIF的通道的数字SPDIF路径和诸如那些正在重低音扬声器连接中使用的模拟单声道输出端也应被认为包含在本发明的范围内。
参考图2，示出了根据本发明第二实施例的音频信号处理装置110的电路图。类似于前述的实施例，音频信号处理装置110可以经由RCA连接与外部音频装置电子连接。在该实施例中，装置110包括具有双RCA连接器120的输入端12，用于从音频信号处理装置接收输入音频信号。输入音频信号可以是数字音频信号或模拟音频信号两者之一。
装置110还包括输出端，其具有分别输出数字音频信号和模拟音频信号的数字SPDIF信号路径135和模拟信号路径155。数字信号路径135包括用于处理数字SPDIF信号的数字信号处理模块130，而模拟信号路径155包括用于处理模拟信号的模拟信号处理模块150。数字信号处理模块130还可以包括用于阻抗匹配目的的变压器140。
装置110还包括开关模块，虽然未在图中示出，其适于将输入端12电性连接和/或电子连接到输出端14。类似于前述实施例中描述的开关模块160，该开关模块适于根据在输入RCA连接器处接收的输入信号的类型来选择两个开关路径(即数字SPDIF信号路径135和模拟信号路径155)中的一个，以将输入端12连接到输出端14。优选地，开关模块适于根据MCU1100对输入信号的类型的检测、判断或推断来自动选择两个开关路径中的一个。具体而言，MCU1100可以包括监测模块，其适于检测输入信号类型、监测输入信号类型、确定输入信号的类型、或者甚至推断输入信号的类型。
在本实施例中，MCU1100的监测模块适于不断地或周期性地监测数字信号处理模块130，以检查其内部锁相环(PLL)电路是否被锁定到有效的SPDIF数字信号。如果PLL未被锁定，则MCU1100将判断或推断输入信号不是SPDIF信号，而是它是模拟音频信号。MCU1100将控制开关模块以选择输入端12和输出端14之间的适当的开关路径，以将输入信号传送到模拟音频信号处理器150，MCU1100自动启动(即，开启)模拟音频信号处理器150以处理模拟音频信号并因此输出模拟信号。相反，如果PLL能够锁定，则MCU可以判断或推断这表示有效的SPDIF数字信号是可用的，并且MCU1100将自动地保持对数字信号路径135的选择以输出数字类型的信号，并同时停用或关闭模拟信号处理模块150以省电。
因为这两种类型的信号的带宽差别相当大，所以开关模块在模拟和数字通路之间切换所花费的任意时间都不会导致任何明显的音频噪声信号，这是由于模拟接收机正在播放SPDIF信号，而模拟接收机被频带限制为音频带宽，即大约20KHz，尽管这在不同类型的系统之间会有一点变化，并且SPDIF信号在音频范围内几乎没有信号功率。
尽管图中仅示出了数字SPDIF路径的一个通道，但是本领域技术人员可以清楚理解的是，该装置有可能包括用于数字SPDIF路径的两个通道或在每个RCA连接器上的一个通道。
本发明还涉及一种音频信号处理系统。在一个实施例中，该系统包括音频装置；和如上所述的音频信号处理装置。音频信号处理装置能够与音频装置电子连接，并具有适于接收来自音频装置的输入信号的输入端；其中音频信号处理装置还包括开关模块，所述开关模块适于自动选择至少两个开关路径(即数字音频信号路径和模拟音频信号路径)中的一个以用于根据输入信号的类型将所述音频信号处理装置的输入端连接到输出端。
在另一个实施例中，音频信号处理系统包括音频装置，和如上所述的音频信号处理装置。音频信号处理装置能够与音频装置电子连接，并具有适于将输出信号传输到音频装置的输出端；其中音频信号处理装置进一步包括开关模块，所述开关模块适于根据用户的手动选择来选择数字音频信号路径和模拟信号路径中的一个以用于将所述音频信号处理装置的输入端连接到输出端。

Claims (19)

1.一种音频信号处理装置，包括：
用于接收音频输入信号的音频信号输入端，所述音频信号输入端包括适于接收数字音频信号的第一数字信号路径和适于接收模拟音频信号的第二模拟信号路径；
用于传输音频输出信号的音频信号输出端，所述音频信号输出端包括RCA连接器，所述RCA连接器用于输出所述数字音频信号或所述模拟音频信号；
适于将所述音频信号输入端电性连接和/或电子连接到所述音频信号输出端的开关模块；
其中所述开关模块适于根据所述输入信号是数字音频信号还是模拟音频信号来选择至少两个不同的开关路径中的一个以用于将所述第一数字信号路径或所述第二模拟信号路径二者择一地连接到所述RCA连接器。
2.根据权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述开关模块适于根据对所述输入音频信号是在所述第一数字信号路径还是所述第二模拟信号路径上被接收的自动检测、自动判断或自动推断来自动选择所述至少两个不同的开关路径中的一个。
3.根据权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述开关模块适于根据用户的手动选择来选择所述至少两个不同的开关路径中的一个。
4.根据权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述开关模块由控制单元控制。
5.根据权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述开关模块包括机械开关、电子开关和软件开关中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述机械开关包括继电器。
7.根据权利要求5所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述电子开关包括多路复用器。
8.根据权利要求4所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述控制单元包括监测模块，其适于监测所述输入信号的类型、判断所述输入信号的类型或推断所述输入信号的类型。
9.根据权利要求8所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述监测模块适于监测锁相环(PLL)电路的操作。
10.根据权利要求4所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述控制单元适于检测、判断或推断所述输入信号类型，并且当所述检测的输入信号是数字信号时，所述控制单元适于停用或关闭模拟信号处理模块。
11.根据权利要求4所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述控制单元适于检测、判断或推断所述输入信号类型，并且当所述检测的输入信号不是数字信号时，所述控制单元适于启用对模拟信号的处理。
12.根据权利要求4所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述控制单元包括适于存储所述开关模块的操作状态的存储装置。
13.根据权利要求12所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述控制单元适于将所存储的所述开关模块的操作状态维持一个或多个电力循环。
14.根据权利要求1所述的音频信号处理装置，还包括适于处理数字信号的数字信号处理器。
15.根据权利要求1所述的音频信号处理装置，还包括适于处理模拟信号的模拟信号处理器。
16.根据权利要求14所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述数字信号处理器包括用于阻抗匹配的变压器。
17.根据权利要求3所述的音频信号处理装置，还包括可供用户手动操作以选择所述至少两个不同的开关路径其中之一的触发单元。
18.一种音频信号处理系统，包括：
音频装置；和
根据前述权利要求中任一项所述的音频信号处理装置，所述音频信号处理装置能够与所述音频装置电子连接，并具有适于从所述音频装置接收输入音频信号的输入端；
其中所述音频信号处理装置还包括开关模块，所述开关模块适于根据所述输入信号的类型自动选择至少两个不同的开关路径中的一个以用于将所述输入端连接到所述音频信号处理装置的输出端。
19.一种音频信号处理系统，包括：
音频装置；和
根据权利要求1至17中任一项所述的音频信号处理装置，所述音频信号处理装置能够与所述音频装置电子连接，并具有适于将输出音频信号传输到所述音频装置的输出端；
其中所述音频信号处理装置还包括开关模块，所述开关模块适于根据用户的手动选择来选择至少两个不同的开关路径中的一个以用于将所述输入端连接到所述音频信号处理装置的输出端。
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