CN113556153A - 一种音频数据转化为蓝牙信号的低延时传输方法 - Google Patents
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Abstract
一种音频数据转化为蓝牙信号的低延时传输方法，它涉及一种无线信号传输技术，它通过将带USB的蓝牙芯片连接在PC上，然后利用蓝牙芯片内置软件获取音频的来源产生的采样频率和带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率，通过软件计算音频的来源产生的采样频率与带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率之间的偏差值，之后通过动态调节信号传输数据的时间区间PT的方法,使数据在每个传输周期内按照一个或多个±0.5μs进行调节，使得发送端的数据不溢出或者数据中断，最后发送音频信号，它实现了发送端的数据不溢出或者数据中断，使得传输的信号质量更高，输出的信号更加接近原始音频信号。
Description
技术领域
本发明涉及无线传输技术领域，具体涉及一种音频数据转化为蓝牙信号的低延时传输方法。
背景技术
蓝牙技术作为一种短距离无线传输技术，应用非常广泛，传统的智能设备普遍不具备蓝牙的传输能力,针对一些不具备蓝牙通信能力的设备通常需要解决数据传输的应用非常困难，同时传输的稳定性和传输音频的质量也有较高的需求，当前提高数据传输的稳定性和传输音频的质量，通常采用增加扩展蓝牙连接器，但是连接器由于设备接口、协议的多样化，加上信号的差异，处理后的数据在品质通常不高。
任何设备、芯片产生的采样频率都不可能完全一致，在蓝牙信号发送、传输过程中，为了使信号播放效果最佳，信号同频是非常重要的，大多数蓝牙播放终端没有对信号进行优化或者处理，输出的信号效果差；或者处理过多，输出的信号出现失真；或者出现其他信号丢失和中断的情况发生。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种音频数据转化为蓝牙信号的低延时传输方法，它通过采用的对信号传输数据的时间区间PT进行动态调节的方法，使发送信号主设备和无线传输发送端的时钟保持同步，使得发送端的数据不溢出或者数据中断，从而使得传输的信号质量更高，输出的信号更加接近原始音频信号。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种音频数据转化为蓝牙信号的低延时传输方法，它包含以下步骤：
步骤一，将带USB的蓝牙芯片连接在PC上，所述的PC上的音频的来源产生的采样频率为F0，所述的带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率为F1，所述的PC上的音频的来源为发送信号的主设备，所述的带蓝牙芯片的USB连接器为无线传输发送端；
步骤二，利用蓝牙芯片内置软件获取所述步骤一中的音频的来源产生的采样频率F0和带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率F1，通过所述的软件计算音频的来源产生的采样频率F0与带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率F1之间的偏差值ΔF；
步骤三，根据步骤二中的ΔF，通过动态调节信号传输数据的时间区间PT的方法,使数据在每个传输周期内按照一个或多个±0.5μs进行调节，使得发送端的数据不溢出或者数据中断；
步骤四，发送音频信号。
进一步的，所述的步骤二中的偏差值ΔF通过测量所述步骤一中的发送信号主设备和无线传输发送端时钟的偏差，所述的偏差通过测量无线传输发送端接收发送信号主设备的一块数据包的时间计算得到。
进一步的，所述的偏差计算公式为，
式中，RXppm表示时间偏差；
进一步的，所述的步骤三中的动态调节信号传输数据的时间区间PT的方法为，取±0.5μs为单位时间对PT进行调节，利用如下公式，
RXppm＝±0.5μs/(PT×M),该公式进一步变换得，
M＝±0.5μS/(PT×PXppm)，
式中，RT表示信号传输数据的时间区间，
M表示在每个PT区间内，左移或右移0.5us的数量，所述的M的小数部分用32用小数近似表示。
本发明的工作原理：本发明通过增加一个带蓝牙芯片的连接器，通过将音频信号产生装置(如PC)的数据发送给第三方蓝牙装置，以实现音频信号通过蓝牙传输，为了使输出信号不丢失不溢出，通过对音频的来源产生的采样频率F0和接收器产生的采样频率F1调节处理。
首先将带USB的蓝牙芯片连接在PC上，然后利用蓝牙芯片内置软件获取音频的来源产生的采样频率F0和带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率F1，通过芯片内置的软件计算音频的来源产生的采样频率F0与带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率F1之间的偏差值ΔF，然后通过测量发送信号主设备(音频的来源)和无线传输发送端(带蓝牙芯片的USB连接器)时钟的偏差，其偏差通过测量无线传输发送端接收发送信号主设备的一块数据包的时间计算得到，其所述的偏差计算公式为，
式中，RXppm表示时间偏差；
然后通过动态调节信号传输数据的时间区间PT的方法,取±0.5μs为单位时间对PT进行调节，利用如下公式，
RXppm＝±0.5μS/(PT×M),该公式进一步变换得，
M＝±0.5μs/(PT×PXppm)，
式中，RT表示信号传输数据的时间区间，M表示在每个PT区间内，左移或右移0.5us的数量，所述的M的小数部分用32用小数近似表示，将数据在每个传输周期内按照若干个±0.5μs进行调节，使得发送端的数据不溢出或者数据中断，调节后使得传输的信号质量更高，输出的信号更加接近原始音频信号。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：
1、本发明实现了发送信号主设备和无线传输发送端时钟保持同步，使得发送端的数据不溢出或者数据中断，从而使得传输的信号质量更高，输出的信号更加接近原始音频信号。。
2、本发明采用的对信号传输数据的时间区间PT进行动态调节的方法，该方法具有适用性好和可靠性高等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的流程示意图。
图2是本发明中信号传输的结构示意图。
图3是本发明中实施例中的数字音频信号在无线传输中偏差产生原因的原理示意图。
图4是本发明中实施例的应用示意图。
具体实施方式
参看图1-图4所示，本具体实施方式采用的技术方案是：一种音频数据转化为蓝牙信号的低延时传输方法，它包含以下步骤：
步骤一，将带蓝牙芯片OTK5280的USB连接器通过PC上的USB口连接在PC上，所述的PC上的音频的来源产生的采样频率为F0，所述的带蓝牙芯片OTK5280的USB连接器产生的采样频率为F1，所述的PC上的音频的来源为发送信号的主设备，所述的带蓝牙芯片的USB连接器为无线传输发送端；
步骤二，利用蓝牙芯片OTK5280内置软件获取所述步骤一中的音频的来源产生的采样频率F0和带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率F1，通过所述的软件计算音频的来源产生的采样频率F0与带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率F1之间的偏差值ΔF；
步骤三，根据步骤二中的ΔF，通过动态调节信号传输数据的时间区间PT的方法,使数据在每个传输周期内按照若干个0.5μs进行调节，使得发送端的数据不溢出或者数据中断；
步骤四，发送音频信号。
所述的步骤二中的偏差值ΔF通过测量所述步骤一中的发送信号主设备和无线传输发送端时钟的偏差，所述的偏差通过测量无线传输发送端接收发送信号主设备的一块数据包的时间计算得到，所述的偏差计算公式为，
式中，RXppm表示时间偏差；
进一步的，所述的步骤三中的动态调节信号传输数据的时间区间PT的方法为，取±0.5μs为单位时间对PT进行调节，利用如下公式，
RXppm＝±0.5μs/(PT×M),该公式进一步变换得，
M＝±0.5μS/(PT×PXppm)，
式中，RT表示信号传输数据的时间区间，
M表示在每个PT区间内，左移0.5us的数量，
所述的M的小数部分用32用小数近似表示。
本发明通过增加一个带蓝牙芯片的连接器，通过将音频信号产生装置(如PC)的数据发送给第三方蓝牙装置，以实现音频信号通过蓝牙传输，为了使输出信号不丢失不溢出，通过对音频的来源产生的采样频率F0和接收器产生的采样频率F1调节处理。
首先将带USB的蓝牙芯片连接在PC上，然后利用蓝牙芯片内置软件获取音频的来源产生的采样频率F0和带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率F1，通过芯片内置的软件计算音频的来源产生的采样频率F0与带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率F1之间的偏差值ΔF，附图3为数字音频信号在无线传输中偏差产生的原理示意图,其中tb-t4是压缩算法的延迟，t5-tb是处理发送信号主设备和无线传输发送端时钟不同步的时间，用Msyn表示t5-tb，通过分析Msyn,如果发送信号主设备的时钟比无线传输发送端快，tb就会左移，发送信号主设备到无线传输发送端延迟就会增加而且会积累。如果发送信号主设备的时钟比无线传输发送端慢，tb就会右移，发送信号主设备到无线传输发送端延迟就会减少而且会积累，一旦右移至t5,无线传输发送端就会造成无效数据的读出。
为解决Msyn的漂移问题，通过测量发送信号主设备(音频的来源)和无线传输发送端(带蓝牙芯片的USB连接器)时钟的偏差，其偏差通过测量无线传输发送端接收发送信号主设备的一块数据包的时间计算得到，其所述的偏差计算公式为，
式中，RXppm表示时间偏差；
然后通过动态调节信号传输数据的时间区间PT的方法,取±0.5μs为单位时间对PT进行调节，利用如下公式，
RXppm＝±0.5μs/(PT×M),该公式进一步变换得，
M＝±0.5μS/(PT×PXppm)，
式中，RT表示信号传输数据的时间区间，M表示在每个PT区间内，左移或右移0.5us的数量，所述的M的小数部分用32用小数近似表示，将数据在每个传输周期内按照若干个±0.5μs进行调节，使得发送端的数据不溢出或者数据中断，调节后使得传输的信号质量更高，输出的信号更加接近原始音频信号。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种音频数据转化为蓝牙信号的低延时传输方法，其特征在于：它包含以下步骤：
步骤一，将带USB的蓝牙芯片连接在PC上，所述的PC上的音频的来源产生的采样频率为F0，所述的带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率为F1，所述的PC上的音频的来源为发送信号的主设备，所述的带蓝牙芯片的USB连接器为无线传输发送端；
步骤二，利用蓝牙芯片内置软件获取所述步骤一中的音频的来源产生的采样频率F0和带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率F1，通过所述的软件计算音频的来源产生的采样频率F0与带蓝牙芯片的USB连接器产生的采样频率F1之间的偏差值ΔF；
步骤三，根据步骤二中的ΔF，通过动态调节信号传输数据的时间区间PT的方法,使数据在每个传输周期内按照一个或多个±0.5μs进行调节，使得发送端的数据不溢出或者数据中断；
步骤四，发送音频信号。
2.根据权利要求1所述的一种音频数据转化为蓝牙信号的低延时传输方法，其特征在于：所述的步骤二中的偏差值ΔF通过测量所述步骤一中的发送信号主设备和无线传输发送端时钟的偏差，所述的偏差通过测量无线传输发送端接收发送信号主设备的一块数据包的时间计算得到。
3.根据权利要求2所述的一种音频数据转化为蓝牙信号的低延时传输方法，其特征在于：所述的偏差计算公式为，
式中，RXppm表示时间偏差。
4.根据权利要求1所述的一种音频数据转化为蓝牙信号的低延时传输方法，其特征在于：所述的步骤三中的动态调节信号传输数据的时间区间PT的方法为，取±0.5μs为单位时间对PT进行调节，利用如下公式，
RXppm＝±0.5μs/(PT×M),该公式进一步变换得，
M＝±0.5μS/(PT×PXppm)，
式中，RT表示信号传输数据的时间区间，
M表示在每个PT区间内，左移或右移0.5us的数量，所述的M的小数部分用32用小数近似表示。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115175298A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-11 | 深圳市欧思微电子有限公司 | 基于pc-spdif的音频信号蓝牙低延时传输方法 |
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2021
- 2021-06-17 CN CN202110672716.6A patent/CN113556153A/zh not_active Withdrawn
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