CN113645540B - 数字音频阵列电路 - Google Patents

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Abstract

一种数字音频阵列电路，包括至少二个数字音频单元以及一个系统主控单元。每个所述数字音频单元用以将接收到的声波转换成数字音频信号。每个所述数字音频单元均包括一个左右声道组态输入端。所述系统主控单元以分时多任务的方式连接所述至少二个数字音频单元用以接收所述数字音频信号。每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端用以接收同一个同步讯号。

Description

数字音频阵列电路
技术领域
本申请涉及音频电路技术领域，具体涉及一种数字音频阵列电路。
背景技术
在目前市面上有多种数字麦克风(DMIC，Digital Microphone)的音频传输接口，常用的音频传输接口包含芯片间音频传输(Inter-IC Sound，I2S)以及分时多任务(TimeDivision Multiplexing，TDM)等其他DMIC音频传输接口。
I2S音频传输协议由两个音频芯片将音频数据分为左声道与右声道两组数据以序列的方式传输。因为两个音频芯片同时接到一个字符选择讯号，所以两个音频芯片的声波采样可以同步，有利于后续降噪处理等程序。但是若需要设置更多音频芯片以取得更好的收音效果时，则I2S音讯传输协议必须每两个音频芯片配置一个处理单元或译码器以提供字符选择讯号。造成成本与体积的上升。
TDM音频传输协议则可以串联多个音频芯片，较容易组成音频芯片阵列电路，不需要如同I2S音讯传输协议一样设置多个处理单元或译码器。但是T DM音频传输协议的每个音频芯片采样会有时间偏移(time offset)，因此不利于后续对讯号进行降噪等算法处理。
发明内容
为解决上述技术问题，本揭示的一个目的在于提供一种数字音频阵列电路，解决TDM音频采样时间偏移(time offset)的问题。
为达成上述目的，本揭示提供一种数字音频阵列电路，包括至少二个数字音频单元以及一个系统主控单元。每个所述数字音频单元用以将接收到的声波转换成数字音频信号，且每个所述数字音频单元均包括一个左右声道组态输入端。所述系统主控单元连接所述至少二个数字音频单元，用以控制所述至少二个数字音频单元并接收所述至少二个数字音频单元的所述数字音频信号。其中，所述系统主控单元是以分时多任务的方式连接所述至少二个数字音频单元，且每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端用以接收同一个同步讯号。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，更包括同步讯号走线，其中所述系统主控单元更包括同步讯号输出端，所述同步讯号走线电性连接所述同步讯号输出端及每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中所述系统主控单元更包括字符选择讯号端，且每个所述数字音频单元均包括一个字符选择讯号输入端与一个字符选择讯号输出端。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中所述系统主控单元的所述字符选择讯号端电性连接至其中一个所述数字音频单元的所述字符选择讯号输入端且所述数字音频单元的所述字符选择讯号输出端电性连接至另一个所述数字音频单元的所述字符选择讯号输入端。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中每个所述数字音频单元均包括一段程序，用以辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号是否为所述同步讯号。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中若每个所述数字音频单元辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号为所述同步讯号时，则每个所述数字音频单元同步执行声波的采样；若否，则每个所述数字音频单元依据各自的字符选择讯号输入端所收到的讯号执行声波的采样。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中所述同步讯号输出端即是所述系统主控单元的字符选择讯号端，且每个所述数字音频单元均包括一个字符选择讯号输入端与一个字符选择讯号输出端。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中所述系统主控单元的所述字符选择讯号端电性连接至其中一个所述数字音频单元的所述字符选择讯号输入端，所述数字音频单元的所述字符选择讯号输出端电性连接至另一个所述数字音频单元的所述字符选择讯号输入端，所述同步讯号走线电性连接所述字符选择讯号端及每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中每个所述数字音频单元均包括一段程序，用以辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号是否为所述同步讯号。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中若每个所述数字音频单元辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号为所述同步讯号时，则每个所述数字音频单元同步执行声波的采样；若否，则每个所述数字音频单元依据各自的字符选择讯号输入端所收到的讯号执行声波的采样。
由于本揭示的实施例的数字音频阵列电路中，利用每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端用以接收同一个同步讯号，且若每个所述数字音频单元辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号为所述同步讯号时，则每个所述数字音频单元同步执行声波的采样，因此可以降低本与电路体积，并解决TDM音讯采样时间偏移(time offset)问题。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本揭示一实施例的数字音频阵列电路结构示意图。
图2为本揭示一实施例的数字音频阵列电路的讯号时序示意图。
图3为本揭示一实施例中辩识同步讯号的步骤流程示意图。
图4为本揭示另一实施例的数字音频阵列电路结构示意图。
图5为本揭示另一实施例的数字音频阵列电路的讯号时序示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语″中心″、″纵向″、″横向″、″长度″、″宽度″、″厚度″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″、″内″、″外″、″顺时针″、″逆时针″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，″多个″的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参考图1，本揭示提供一种数字音频阵列电路100，包括至少二个数字音频单元20、22以及一个系统主控单元SMU。每个所述数字音频单元用以将接收到的声波转换成数字音频信号，且每个所述数字音频单元均包括一个左右声道组态输入端LR。所述系统主控单元SMU连接所述至少二个数字音频单元20、22，用以控制所述至少二个数字音频单元20、22并接收所述至少二个数字音频单元20、22的所述数字音频信号。其中，所述系统主控单元SMU是以分时多任务的方式连接所述至少二个数字音频单元，且每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端LR用以接收同一个同步讯号。
具体的，每个所述数字音频单元还包括一个音频信号输出端SD用以将数字音频信号传回系统主控单元SMU，传回的方式例如是以分时多任务(Time DivisionMultiplexing，TDM)的模式传输。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路100，更包括一同步讯号走线10，其中所述系统主控单元SMU更包括一同步讯号输出端SYN，所述同步讯号走线10电性连接所述同步讯号输出端SYN及每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端LR。
具体的，所述数字音频单元20、22可为TDM协议的音频芯片，具有声波感测组件30、32，取样组件、模拟转数字组件(图未示)等，用以将接收到的声波转换成数字音频信号。数字音频单元的数目可为2到16。
参照图1，于本揭示一实施例的数字音频阵列电路100，其中所述系统主控单元SMU更包括一字符选择讯号端WSS，且每个所述数字音频单元均包括一个字符选择讯号输入端WS与一个字符选择讯号输出端WSO。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中所述系统主控单元MSU的所述字符选择讯号端WSS电性连接至其中一个所述数字音频单元20的所述字符选择讯号输入端WS且所述数字音频单元20的所述字符选择讯号输出端WSO电性连接至另一个所述数字音频单元22的所述字符选择讯号输入端WS。
参照图2，具体的，以四个数字音频单元串联的讯号为例，系统主控单元会提供每一个数字音频单元时钟讯号SCK，同步讯号为SYNC。第一个数字音频单元的字符选择讯号为WS1，脉冲编码调变(pulse code modulation，PCM)的取样时钟讯号为PCM CK1。第二个数字音频单元的字符选择讯号为WS2，PCM的取样时钟讯号为PCM CK2。第三个数字音频单元的字符选择讯号为WS3，PCM的取样时钟讯号为PCM CK3。第四个数字音频单元的字符选择讯号为WS4，PCM的取样时钟讯号为PCM CK4。从图2可以看到，不同数字音频单元的字符选择讯号有时间偏移的现象，因为字符选择讯号是逐个数字音频单元传递的。如果依照字符选择讯号来触发取样时钟讯号，就会有取样时间偏移的问题。如图2所示，本揭示另外设置同步讯号SYNC，可使取样时钟讯号PCM CK1至PCM CK4同步。具体的，数字音频单元在接收到同步讯号SYNC的第一个脉冲时，启动状态机(state machine)。数字音频单元在接收到同步讯号SYNC的第二个脉冲时，同步启动取样时钟讯号PCM CK1至PCM CK4。
具体的，每个所述数字音频单元的音频信号输出端SD在所述数字音频单元的所述字符选择讯号输入端WS收到脉冲讯号后，将数字音频信号传回系统主控单元SMU，传回的方式例如是以分时多任务(Time Division Multiplexing，TDM)的模式传输。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中每个所述数字音频单元均包括一程序，用以辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号是否为所述同步讯号。具体的，所述左右声道组态输入端接收的讯号为高电平时，表示设定所述数字音频单元为右声道。所述左右声道组态输入端接收的讯号为低电平时，表示设定所述数字音频单元为左声道。或是所述左右声道组态输入端接收的讯号为高电平时，表示设定所述数字音频单元为左声道。所述左右声道组态输入端接收的讯号为低电平时，表示设定所述数字音频单元为右声道。本揭示不限于此。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中若每个所述数字音频单元辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号为所述同步讯号时，则每个所述数字音频单元同步执行声波的采样；若否，则每个所述数字音频单元依据各自的字符选择讯号输入端所收到的讯号执行声波的采样。具体的，若所述左右声道组态输入端接收的讯号为脉冲讯号，则所述数字音频单元的所述辨识程序便会开始执行取样时钟讯号PCM CK同步的动作。
具体的，参照图3，辩识同步讯号的步骤包括：步骤S10：重置数字音频单元；步骤S20：侦测左右声道组态输入端的讯号；步骤S30：判断是否为脉冲讯号；若为脉冲讯号则执行步骤S40：启动状态机并同步所有数字音频单元的取样时钟讯号PCMCK。若否，则执行步骤S50：依左右声道组态输入端的讯号电平高低决定数字音频的声道。
参照图4，于本揭示一实施例的数字音频阵列电路100′，其中所述同步讯号输出端即是所述系统主控单元SMU′的一字符选择讯号端WSS′，且每个所述数字音频单元均包括一个字符选择讯号输入端WS与一个字符选择讯号输出端WSO。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路100′，其中所述系统主控单元SMU′的所述字符选择讯号端WSS′电性连接至其中一个所述数字音频单元20的所述字符选择讯号输入端WS，所述数字音频单元20的所述字符选择讯号输出端WSO电性连接至另一个所述数字音频单元22的所述字符选择讯号输入端WS，所述同步讯号走线10′电性连接所述字符选择讯号端WSS′及每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端LR。
参照图5，具体的，以四个数字音频单元串联的讯号为例，系统主控单元会提供每一个数字音频单元时钟讯号SCK，并提供第一个数字音频单元字符选择讯号WS1。同时字符选择讯号WS1亦作为所有数字音频单元的同步讯号。第一个数字音频单元的字符选择讯号为WS1，脉冲编码调变(pulse code modulation，PCM)的取样时钟讯号为PCM CK1。第二个数字音频单元的字符选择讯号为WS2，PCM的取样时钟讯号为PCM CK2。第三个数字音频单元的字符选择讯号为WS3，PCM的取样时钟讯号为PCM CK3。第四个数字音频单元的字符选择讯号为WS4，PCM的取样时钟讯号为PCM CK4。从图5可以看到，不同数字音频单元的字符选择讯号有时间偏移的现象，因为字符选择讯号是逐个数字音频单元传递的。如果依照字符选择讯号来触发取样时钟讯号，就会有取样时间偏移的问题。如图5所示，本揭示以同步讯号走线10′将字符选择讯号WS1提供至所有音频单元的左右声道组态输入端LR以作为所有数字音频单元的同步讯号，可使取样时钟讯号PCM CK1至PCM CK4同步。具体的，数字音频单元在接收到字符选择讯号WS1的第一个脉冲时，启动状态机(state machine)。数字音频单元在接收到字符选择讯号WS1的第二个脉冲时，同步启动取样时钟讯号PCM CK1至PCM CK4。
于本揭示一实施例的数字音频阵列电路，其中每个所述数字音频单元均包括一程序，用以辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号是否为所述同步讯号。具体的，辩识同步讯号的步骤与上述实施例类似，请参照图3及上述说明，于此不再赘述。
由于本揭示的实施例的数字音频阵列电路中，利用每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端用以接收同一个同步讯号，且若每个所述数字音频单元辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号为所述同步讯号时，则每个所述数字音频单元同步执行声波的采样，因此可以降低本与电路体积，并解决TDM音讯采样时间偏移(time offset)问题。
以上对本申请实施例所提供的一种电子装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种数字音频阵列电路，其特征在于，包括：
至少二个数字音频单元，其中每个所述数字音频单元用以将接收到的声波转换成数字音频信号，且每个所述数字音频单元均包括一个左右声道组态输入端：以及
一个系统主控单元，连接所述至少二个数字音频单元，用以控制所述至少二个数字音频单元并接收所述至少二个数字音频单元的所述数字音频信号，其中
所述系统主控单元是以分时多任务的方式连接所述至少二个数字音频单元，且每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端用以接收同一个同步讯号，每个所述数字音频单元均包括一段程序，用以辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号是否为所述同步讯号，其中每个所述数字音频单元在接收到所述同步讯号的第一个脉冲时，启动状态机，在接收到所述同步讯号的第二个脉冲时，每个所述数字音频单元同步启动各自的取样时钟讯号，每个所述数字音频单元同步执行声波的采样。
2.如权利要求1所述的数字音频阵列电路，其特征在于，更包括同步讯号走线，其中所述系统主控单元更包括同步讯号输出端，所述同步讯号走线电性连接所述同步讯号输出端及每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端。
3.如权利要求2所述的数字音频阵列电路，其特征在于，所述系统主控单元更包括字符选择讯号端，且每个所述数字音频单元均包括一个字符选择讯号输入端与一个字符选择讯号输出端。
4.如权利要求3所述的数字音频阵列电路，其特征在于，所述系统主控单元的所述字符选择讯号端电性连接至其中一个所述数字音频单元的所述字符选择讯号输入端且所述数字音频单元的所述字符选择讯号输出端电性连接至另一个所述数字音频单元的所述字符选择讯号输入端。
5.如权利要求4所述的数字音频阵列电路，其特征在于，若每个所述数字音频单元辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号为所述同步讯号时，则每个所述数字音频单元同步执行声波的采样；若否，则每个所述数字音频单元依据各自的字符选择讯号输入端所收到的讯号执行声波的采样。
6.如权利要求2所述的数字音频阵列电路，其特征在于，所述同步讯号输出端即是所述系统主控单元的字符选择讯号端，且每个所述数字音频单元均包括一个字符选择讯号输入端与一个字符选择讯号输出端。
7.如权利要求6所述的数字音频阵列电路，其特征在于，所述系统主控单元的所述字符选择讯号端电性连接至其中一个所述数字音频单元的所述字符选择讯号输入端，所述数字音频单元的所述字符选择讯号输出端电性连接至另一个所述数字音频单元的所述字符选择讯号输入端，所述同步讯号走线电性连接所述字符选择讯号端及每个所述数字音频单元的所述左右声道组态输入端。
8.如权利要求7所述的数字音频阵列电路，其特征在于，若每个所述数字音频单元辨识所述左右声道组态输入端接收的讯号为所述同步讯号时，则每个所述数字音频单元同步执行声波的采样；若否，则每个所述数字音频单元依据各自的字符选择讯号输入端所收到的讯号执行声波的采样。
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