CN114697811A - 音频设备的连接装置及音频设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种音频设备的连接装置及音频设备，该连接装置包括：设于主机系统上的源端接口模块和设于子系统上的末端接口模块；其中，源端接口模块包括第一电源接口、第一音频接口和第一通讯接口；末端接口模块包括第二电源接口、第二音频接口和第二通讯接口；源端接口模块与末端接口模块通过至少一条多芯线缆连接，其中，任一条多芯线缆连接第一电源接口‑第二电源接口、第一音频接口‑第二音频接口和第一通讯接口‑第二通讯接口中的至少两组。该技术方案在实现了主机系统与子系统的电源控制、音频传输以及相互通讯的功能的基础上降低了布线复杂度，而且通过多芯线缆降低了线缆内部的地环效应，减少了对音频信号的干扰，提升了音频播放效果。

Description

音频设备的连接装置及音频设备

技术领域

本申请涉及音频技术领域，尤其是一种音频设备的连接装置及音频设备。

背景技术

传统的音频设备使用场景中，各种设备间组合使用大多都是零散式的，例如，在KTV、餐厅包房等商业室内场景布置的音视频设备，包括电视机、点唱机、效果器、无线话筒接收器、音箱、点歌屏、话筒等等，多种硬件的分散式布置，需要现场布线，硬件对接成本和施工成本较高；而且多种硬件产品、多个品牌的使用，硬装布电布线，带来诸多不便的售后问题。

目前，市面上出现了音视频一体机设备，这些设备相对于传统的音频设备来说在集成度上有了提升，然而这些设备在不同场景中使用不同的软硬件、不同的布线方案，依然存在布线复杂的缺陷，另外，这些不同厂家生产的设备通过不同线缆连接，在线缆内部也会产生地环效应，造成了对音频信号的干扰，也严重影响了音频播放效果。

发明内容

本申请提供一种音频设备的连接装置及音频设备，以降低音频设备之间的布线复杂度，同时减少线缆内部的地环效应，降低对音频信号的干扰，提升音频播放效果。

本申请提供一种音频设备的连接装置，用于连接主机系统与至少一个子系统，该装置包括：

设于主机系统上的源端接口模块和设于子系统上的末端接口模块；其中，所述源端接口模块包括第一电源接口、第一音频接口和第一通讯接口；所述末端接口模块包括第二电源接口、第二音频接口和第二通讯接口；

所述源端接口模块与末端接口模块通过至少一条多芯线缆连接，其中，任一条多芯线缆连接第一电源接口-第二电源接口、第一音频接口-第二音频接口和第一通讯接口-第二通讯接口中的至少两组。

在一个实施例中，所述第一音频接口-第二音频接口传输SPDIF音频信号；其中，所述主机系统用于将I2S音频信号转换成SPDIF音频信号，通过所述第一音频接口传输至所述第二音频接口；所述子系统用于将所述第二音频接口接收的SPDIF音频信号转换成I2S音频信号，并进行DAC转换处理。

在一个实施例中，所述第一通讯接口-第二通讯接口包括：一组RS485总线的第一通讯接口-第二通讯接口和一组I2C总线的第一通讯接口-第二通讯接口。

在一个实施例中，所述子系统通过所述RS485总线的第一通讯接口-第二通讯接口将工作状态信息反馈至所述主机系统；所述主机系统对所述工作状态信息进行状态显示和/或状态管理。

在一个实施例中，所述主机系统通过所述I2C总线的第一通讯接口-第二通讯接口向所述子系统发送控制信息；所述子系统接收所述控制信息并执行相应的操作。

在一个实施例中，所述工作状态信息包括：正常状态、短路保护、过载保护、过压保护中的至少一种；

所述控制信息包括：电源管理指令、调节音量指令、设备参数设置指令中的至少一种。

在一个实施例中，所述末端接口模块还包括隔离电路，所述隔离电路连接所述第二电源接口、第二音频接口和第二通讯接口中的至少一个；用于对所述源输入接口、第二音频接口和/或第二通讯接口接收进行干扰信号抑制。

在一个实施例中，所述隔离电路包括：连接所述第二电源接口的光电耦合器；连接所述第二音频接口的第一数字隔离芯片；连接所述RS485总线第二通讯接口的第二数字隔离芯片；以及连接所述I2C总线的第二通讯接口的第三数字隔离芯片。

在一个实施例中，所述主机系统通过所述第一电源接口-第二电源接口向所述光电耦合器的前级提供电源，以及上电和掉电控制信号。

本申请提供一种音频设备，包括：主机系统，子系统以及上述的音频设备的连接装置；其中，所述子系统为功放系统。

本申请上述技术方案，具有如下有益效果：

(1)本申请的技术方案，主机系统上的源端接口模块和子系统上的末端接口模块通过多芯线缆连接，任一条多芯线缆连接第一电源接口-第二电源接口、第一音频接口-第二音频接口和第一通讯接口-第二通讯接口中的至少两组接口；在实现了主机系统与子系统的电源控制、音频传输以及相互通讯的功能的基础上降低了布线复杂度，而且通过多芯线缆降低了线缆内部的地环效应，减少了对音频信号的干扰，提升了音频播放效果。

(2)通过一组RS485总线来对子系统的工作状态的监测，使得主机系统可以实时显示和管理各个子系统的工作状态，及时发现子系统的状态变化；另外，主机系统通过一组I2C总线来传输控制指令到子系统，可以实现对子系统的电源管理和其他相关硬件进行管理；从而提升了设备的运行稳定性。

(3)通过隔离电路，给每个接口设置隔离功能，从而减少了主机系统与子系统直接的干扰传输，提升了音频信号质量。

(4)通过将I2S音频信号转换成SPDIF音频信号进行传输，提高了音频信号传输距离和抗干扰能力。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是一个实施例的音频设备的连接装置结构示意图；

图2是另一个实施例的音频设备的连接装置结构示意图；

图3是本申请的音频设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作。

本申请的技术方案，主要是用于音频设备，特别是指包括有主机系统和子系统的音频设备场景中。例如，在音视频一体机中，为了将主机系统与子系统进行布线，可以采用本申请的技术方案进行连接。本申请的主机系统可以是一个电路板、音频处理设备等等，子系统可以是指功放系统、音频处理设备等；主机系统与子系统是构成互联的双方，实际应用中不限定具体结构及功能。

下面阐述音频设备的连接装置的实施例。

参考图1，图1是一个实施例的音频设备的连接装置结构示意图，包括：设于主机系统上的源端接口模块和设于子系统上的末端接口模块；其中，源端接口模块包括第一电源接口、第一音频接口和第一通讯接口；末端接口模块包括第二电源接口、第二音频接口和第二通讯接口。

源端接口模块与末端接口模块通过至少一条多芯线缆连接，其中，任一条多芯线缆连接第一电源接口-第二电源接口、第一音频接口-第二音频接口和第一通讯接口-第二通讯接口中的至少两组。

具体的，图1中示例了n组接口，接口1-n，n≥2，其中至少包括了第一电源接口-第二电源接口(接口1)、第一音频接口-第二音频接口(接口2)和第一通讯接口-第二通讯接口(接口n)三组相匹配的接口；多芯线缆是指内含多组线芯的电缆，在本实施例中，一条多芯线缆连接多组接口，如图1中，分别对应为电源线，音频线和通讯线；该连接装置既降低了布线复杂度，也减少了线缆内部回路的面积，达到减少对音频信号干扰的作用。

本实施例的方案，在实现了主机系统与子系统的电源控制、音频传输以及相互通讯的功能的基础上降低了布线复杂度，而且通过多芯线缆降低了线缆内部的地环效应，减少了对音频信号的干扰，提升了音频播放效果。

下面产生本申请技术方案更多实施例。

参考图2，图2是另一个实施例的音频设备的连接装置结构示意图。

在一个实施例中，第一音频接口-第二音频接口传输SPDIF(Sony/PhilipsDigital Interface，SONY、PHILIPS数字音频接口)音频信号；其中，主机系统用于将I2S音频信号转换成SPDIF音频信号，通过第一音频接口传输至第二音频接口；子系统用于将第二音频接口接收的SPDIF音频信号转换成I2S音频信号，并进行DAC(数模转换)转换处理。

需要说明的是，第一音频接口-第二音频接口可以采用多组音频线进行连接，对于音频线除了采用SPDIF格式，也可以采用TDM、IIS、ADAT等一种或多种组合，或者其他音频格式，在此不做限定。

具体的，以子系统为功放系统为例，主机系统通过将I2S音频信号转换成SPDIF音频信号进行传输到子系统的功放系统，功放系统先将SPDIF音频信号转换成I2S音频信号，然后通过DAC转换处理输出到扬声器进行播放，由此可以提高了音频信号传输距离和抗干扰能力。

在一个实施例中，第一通讯接口-第二通讯接口可以包括：一组RS485总线的第一通讯接口-第二通讯接口和一组I2C总线的第一通讯接口-第二通讯接口；其中，子系统可以通过RS485总线的第一通讯接口-第二通讯接口将工作状态信息反馈至主机系统；主机系统对工作状态信息进行状态显示和/或状态管理。主机系统可以通过I2C总线的第一通讯接口-第二通讯接口向子系统发送控制信息；子系统接收控制信息并执行相应的操作。

需要说明的是，除了RS485总线和I2C总线外，也可以采用其他总线或者通讯线来实现相应功能，如IIC，SPI等，在此不做限定。

对于工作状态信息，可以是正常状态、短路保护、过载保护、过压保护等等；具体的，子系统在运行过程中产生的工作状态相关信息都可以通过RS485总线传输到主机系统，主机系统可以对这些信息进行处理后显示出来，或者通过网络传输到后台服务器，然后发送给用户的终端设备进查看和监控，提升了监控智能化程度。

对于控制信息，可以是电源管理指令、调节音量指令、设备参数设置指令等等；具体的，主机系统可以在功放系统不工作时，通过I2C总线下发指令关闭功放系统的电源，节省能耗，另外也可以通过I2C总线下发音量调节指令等等，以实现远程控制功能。

在一个实施例中，本申请的音频设备的连接装置中末端接口模块还可以包括隔离电路，隔离电路连接第二电源接口、第二音频接口和第二通讯接口中的至少一个；用于对源输入接口、第二音频接口和/或第二通讯接口接收进行干扰信号抑制。

由于在音频设备中，音频信号质量对于播放效果和用户体验至关重要，为了避免在对传输中的音频信号带入干扰噪声，通过隔离电路可以对传输中的噪声进行有效隔离。

作为实施例，隔离电路可以包括连接第二电源接口的光电耦合器；连接第二音频接口的第一数字隔离芯片；连接RS485总线第二通讯接口的第二数字隔离芯片；以及连接I2C总线的第二通讯接口的第三数字隔离芯片；通过隔离电路，给每个接口设置隔离功能，从而减少了主机系统与子系统直接的干扰传输，提升了音频信号质量；通过第一数字隔离芯片、第二数字隔离芯片和第三数字隔离芯片，能够对各组接口传输数字信号进行有效隔离保护，提升了数字信号传输质量。

在本实施例中，主机系统通过第一电源接口-第二电源接口向光电耦合器的前级提供电源，以及上电和掉电控制信号。具体的，电源线可以通过光电耦合器进行隔离，有效抑制了子系统的干扰信号影响主机系统的音频信号；特别是功放系统中，在音频设备开关机时会产生冲击信号，为了避免冲击信号的影响，为此可以设计上电延时保护和掉电静音保护；其中，主机系统输出的电源信号可以作为控制信号被功放系统进行检查，利用光电耦合器是否导通来确定是否上电和掉电；由此可以更好保护功放系统。

下面阐述音频设备的实施例。

参考图3，图3是本申请的音频设备的结构示意图，可以包括：主机系统，多个子系统和上述实施例的连接装置，其中，子系统为功放系统，图中所示为全频功放、低频功放和子系统等；主机系统与功放系统通过连接装置进行连接。

在本实施例中，多芯线缆可以采用USB3.0线缆，如图2所示，图2中共设计了4组接口，分别对应了电源线(引线1和2)，RS485总线(引线3和4)，SPDIF音频线(引线5和6)和I2C总线(引线7和8)，引线9是通讯线的地线。主机系统和功放系统上的接口设计为USB接口，这样在实际应用中可以简化布线难度和连接难度，通过常用的USB线即可实现多组功能接口的连接，在降低布线复杂度的同时，也降低了线缆内部的地环效应，减少了对音频信号的干扰，提升了音频播放效果。

以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种音频设备的连接装置，其特征在于，用于连接主机系统与至少一个子系统，该装置包括：

设于主机系统上的源端接口模块和设于子系统上的末端接口模块；其中，所述源端接口模块包括第一电源接口、第一音频接口和第一通讯接口；所述末端接口模块包括第二电源接口、第二音频接口和第二通讯接口；

所述源端接口模块与末端接口模块通过至少一条多芯线缆连接，其中，任一条多芯线缆连接第一电源接口-第二电源接口、第一音频接口-第二音频接口和第一通讯接口-第二通讯接口中的至少两组。

2.根据权利要求1所述的音频设备的连接装置，其特征在于，所述第一音频接口-第二音频接口传输SPDIF音频信号；其中，所述主机系统用于将I2S音频信号转换成SPDIF音频信号，通过所述第一音频接口传输至所述第二音频接口；所述子系统用于将所述第二音频接口接收的SPDIF音频信号转换成I2S音频信号，并进行DAC转换处理。

3.根据权利要求1所述的音频设备的连接装置，其特征在于，所述第一通讯接口-第二通讯接口包括：一组RS485总线的第一通讯接口-第二通讯接口和一组I2C总线的第一通讯接口-第二通讯接口。

4.根据权利要求3所述的音频设备的连接装置，其特征在于，所述子系统通过所述RS485总线的第一通讯接口-第二通讯接口将工作状态信息反馈至所述主机系统；所述主机系统对所述工作状态信息进行状态显示和/或状态管理。

5.根据权利要求3所述的音频设备的连接装置，其特征在于，所述主机系统通过所述I2C总线的第一通讯接口-第二通讯接口向所述子系统发送控制信息；所述子系统接收所述控制信息并执行相应的操作。

6.根据权利要求4或5所述的音频设备的连接装置，其特征在于，所述工作状态信息包括：正常状态、短路保护、过载保护、过压保护中的至少一种；

所述控制信息包括：电源管理指令、调节音量指令、设备参数设置指令中的至少一种。

7.根据权利要求1至6任一项所述的音频设备的连接装置，其特征在于，所述末端接口模块还包括隔离电路，所述隔离电路连接所述第二电源接口、第二音频接口和第二通讯接口中的至少一个；用于对所述源输入接口、第二音频接口和/或第二通讯接口接收进行干扰信号抑制。

8.根据权利要求7所述的音频设备的连接装置，其特征在于，所述隔离电路包括：连接所述第二电源接口的光电耦合器；连接所述第二音频接口的第一数字隔离芯片；连接所述RS485总线第二通讯接口的第二数字隔离芯片；以及连接所述I2C总线的第二通讯接口的第三数字隔离芯片。

9.根据权利要求8所述的音频设备的连接装置，其特征在于，所述主机系统通过所述第一电源接口-第二电源接口向所述光电耦合器的前级提供电源，以及上电和掉电控制信号。

10.一种音频设备，其特征在于，包括：主机系统，子系统以及权利要求1至9所述的音频设备的连接装置；其中，所述子系统为功放系统。

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