CN116471516A - 一种音频功放板、音响系统以及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种音频功放板、音响系统以及车辆。其中，音频功放板包括：包括：音频处理模块、控制模块以及音频输出模块；音频处理模块与音频输出模块连接；控制模块分别与音频处理模块和音频输出模块连接；音频处理模块用于接收声音拾取模块传输的音频信号，对音频信号进行处理，并将处理后的音频信号传输至音频输出模块；音频输出模块用于对音频处理模块处理后的音频信号进行放大并输出；控制模块用于监控音频处理模块以及音频输出模块。本公开实施例通过将音频处理模块和音频输出模块均设置在音频功放板上，缩短了音频信号由音频处理模块传输至音频输出模块的距离，从而改善了音频信号传输的延时问题。

Description

一种音频功放板、音响系统以及车辆

技术领域

本公开涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种音频功放板、音响系统以及车辆。

背景技术

音频功放板近几年越发受到大众的欢迎，可以推动扬声器发声，多数电子设备都会安装。但是音频信号在传输过程中，存在容易导致传输信号失真，同时音频信号中会掺杂有噪声，影响输出音频信号的效果。

通常会采用数字信号处理技术，对音频信号进行计算处理。数字信号处理速度较快，信号抗干扰能力强，在音频信号加工处理中，能够提高整个设备的运行可靠性，减少信号损失。但是，通常在系统级芯片内进行相关处理，处理后的音频信号经过电路传输到音频功放板，其传输距离较长，导致音频信号存在较大的延时。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种音频功放板、音响系统以及车辆，以改善传输音频信号过程中造成的延时问题。

第一方面，本公开提供了一种音频功放板，包括：音频处理模块、控制模块以及音频输出模块；

所述音频处理模块与所述音频输出模块连接；所述控制模块分别与所述音频处理模块和所述音频输出模块连接；

所述音频处理模块用于接收声音拾取模块传输的音频信号，对所述音频信号进行处理，并将处理后的所述音频信号传输至所述音频输出模块；所述音频输出模块用于对所述音频处理模块处理后的音频信号进行放大并输出；所述控制模块用于监控所述音频处理模块以及所述音频输出模块。

在一些实施例中，所述音频输出模块包括数字功放单元和/或模拟功放单元；所述数字功放单元的输入端与所述音频处理模块的输出端电连接；所述数字功放单元的反馈端与所述控制模块的控制端电连接；所述模拟功放单元的输入端与所述音频处理模块的输出端电连接；所述模拟功放单元的反馈端与所述控制模块的控制端电连接。在一些实施例中，所述音频功放板还包括至少一个音频收发器，所述音频收发器用于连接所述音频处理模块与所述声音拾取模块，且与所述控制模块连接。

在一些实施例中，所述音频功放板还包括总线收发器，所述总线收发器用于连接所述控制器模块与外部的主控制器。

在一些实施例中，所述音频处理模块具体用于消除音频信号中的噪音。

在一些实施例中，所述音频处理模块为数字信号处理器。

第二方面，本公开还提供了一种音响系统，包括声音拾取模块、扬声器以及第一方面任意实施例所述的音频功放板；

所述声音拾取模块的输出端与所述音频功放板的输入端连接，所述音频功放板的输出端与所述扬声器连接。

在一些实施例中，所述声音拾取模块包括第一类声音拾取模块和第二类声音拾取模块，所述第一类声音拾取模块用于拾取用户语音，所述第二类声音拾取模块用于拾取噪声。

在一些实施例中，所述第一类声音拾取模块包括麦克风，所述第二类声音拾取模块包括麦克风和/或振动传感器。

第三方面，本公开还提供了一种车辆，包括第二方面任意实施例所述的音响系统。

本公开实施例提供的音频功放板，包括音频处理模块、控制模块以及音频输出模块。其中，音频处理模块用于接收声音拾取模块传输的音频信号，对接收到的音频信号进行调整和处理，并将处理后的音频信号传输至音频输出模块，音频输出模块对处理后的音频信号进行放大并输出，控制模块监控音频处理模块以及音频输出模块。本公开实施例通过将音频处理模块和音频输出模块均设置在音频功放板上，缩短了音频信号由音频处理模块传输至音频输出模块的距离，从而改善了音频信号传输的延时问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，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为本公开实施例提供的一种音频功放板的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的又一种音频功放板的结构示意图；

图3为本公开实施例提供的一种音响系统的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在传输音频信号的过程中，不只有需要功放的音频信号，还包括噪声，因此需要对其进行处理，而处理过程会使用到数字信号技术。将处理完成的音频信号传输至音频功放板上，会经过较长的电路，音频信号则会产生延时与抖动的现象，而最终输出的音频信号不稳定甚至失真。

鉴于以上所述现有技术的缺点，本公开实施例提供一种音频功放板。图1为本公开实施例提供的一种音频功放板的结构示意图，如图1所示，本公开实施例提供的音频功放板10包括：音频处理模块11、控制模块12以及音频输出模块13。

音频处理模块11与音频输出模块13连接，控制模块12分别与音频处理模块11和音频输出模块13连接。

音频处理模块11用于接收声音拾取模块传输的音频信号，对音频信号进行处理，并将处理后的音频信号传输至音频输出模块13。音频输出模块13用于对音频处理模块11处理后的音频信号进行放大并输出。控制模块12用于监控音频处理模块11以及音频输出模块13。

声音拾取模块拾取到音频信号后，将音频信号传输至音频处理模块11，音频处理模块11会对接收到的音频信号进行数字信号处理。由于音频处理模块11和音频输出模块13均设置在功放板上，音频处理模块11与音频输出模块13直接连接，经过音频处理模块11处理的音频信号直接传输到同一块音频功放板10上的音频输出模块13，缩短处理后的音频信号传输到音频输出模块13的距离，从而改善了音频信号的传输延时。控制模块12分别与音频处理模块11以及音频输出模块13连接，实时监控各个模块的工作，同时为音频功放板10实现电源管理。

本公开实施例通过将音频处理模块设置在音频功放板上，将音频处理模块与音频模块直接连接，音频处理模块可以在接受到音频信号后，快速对其进行处理，然后将处理后音频信号直接传输至音频输出模块。本公开实施例中音频处理模块与音频输出模块直接的距离缩短，使得音频信号能够更快速输出，有效的改善了输出延时与抖动的问题，提高了音频传输的效率，单独的音频处理模块处理能力也更强对于时钟信号处理更精准，避免了抖动的发生。

在一些实施例中，图2为本公开实施例提供的又一种音频功放板的结构示意图。如图2所示，音频输出模块13包括数字功放单元131和/或模拟功放单元132。数字功放单元131的输入端与音频处理模块11的输出端电连接；数字功放单元131的反馈端与控制模块12的控制端电连接；模拟功放单元132的输入端与音频处理模块11的输出端电连接；模拟功放单元132的反馈端与控制模块12的控制端电连接。

控制模块12与数字功放单元131以及模拟功放单元132连接，用于监控数字功放单元131以及模拟功放单元132，并控制功放单元的放大倍率，输出满足要求的音频信号，同时，数字功放单元131与模拟功放单元132将处理的结果反馈给控制模块12，便于其控制整个功放电路。音频处理模块11与数字功放单元131以及模拟功放单元132连接，将处理后的音频信号传输至数字功放单元131与模拟功放单元132，使其对音频信号进行放大并输出。

音频输出模块13用于对音频信号进行放大处理以及输出，确保输出的音频信号能够满足输出需求。音频输出13包括数字功放单元131和/或模拟功放单元132。其中，数字功放单元131具有失真小、噪音低、动态范围大等特点，模拟功放单元132是以低功耗模拟信号作为输入并输出同一信号的。例如，模拟功放单元132可以为A类、B类或AB类功率放大电路，数字功放单元131可以为D类功率放大电路。音频输出模块13可以选择数字功放单元131，也就是D类功率放大电路。D类功率放大电路工作效率高，供电器可以缩小，几乎不产生热量，无需大型散热器，机身体积与重量也显著减少，失真低、线性好。但是数字功放单元需要连接滤波电路16，对经调制后的数字信号进行滤波，滤波电路包括电感与电容。音频输出模块13还可以选择模拟功放单元132，如选择AB类功率放大电路，AB类功率放大电路通常拥有两个偏压，没有信号时也会有少量电流通过输出管。信号较小的时候，使用A类功率放大电路工作模式，获取最佳线性。信号达到一定电平的时候，自动切换到B类功率放大电路工作模式，获取更好效率。兼顾A类放大电路的高保真和B类功率放大电路的效率。也可以选择同时设置数字功放单元131与模拟功放单元132，如设置AB类功率放大电路和D类功率放大电路，在音频信号输出过程，既能提高效率，又能减少失真。示例性的，还可以设置4个功放单元，包括2个数字功放单元131，2个模拟功放单元132，每个数字功放单元后都连接有滤波电路16。需要说明的是本公开实施例对于功放单元的具体选择不设限定，根据实际需求选择即可。

在一些实施例中，如图2所示，音频功放板10还包括至少一个音频收发器14，音频收发器用于连接音频处理模块11与声音拾取模块，且与控制模块12连接。

音频收发器14与声音拾取模块连接，音频收发器14接收声音拾取模块拾取到的音频信号，并将接收的音频信号传输至与音频收发器14连接的音频处理模块11，由音频处理模块11进行处理，传输过程可采用时分复用的方式。由于音频信号传输路径较长，在传输过程中损耗率较高，音频收发器14可以保证音频质量。例如音频收发器14可以为A2B(Automotive Audio Bus，数字音频总线)音频收发器，可以对接收到的音频信号进行补偿，将音频收发器14设置在音频功放板10上，缩短了音频收发器14与音频处理模块11之间的传输距离，减小了补偿后的音频信号的损耗，保证了音频处理模块11接收到的音频信号的质量。同时，选择A2B音频总线将音频信号传输至音频收发器14，与使用传统模拟音频总线提供的音频信号相比，A2B音频总线提供的音频信号的质量更好，同时还能节省音频线束重量和成本。A2B音频总线为纯数字传输，数字接口能省去外围的数模转换或者模数转换，并且抗干扰能力强，最大程度保证音频质量，提升用户的听觉体验。音频收发器14与控制模块12连接，也便于控制模块12对音频信号的传输过程进行控制。由于音频拾取模块可能包括多个拾取单元，因此，也可以设置多个音频收发器。

在一些实施例中，如图2所示，音频功放板10还包括总线收发器15，总线收发器15用于连接控制模块15与外部的主控制器。

总线收发器15的一端与控制模块12连接，另一端与外部的主控制器连接，在接收到主控制器的信号后，可以其转换为控制模块12接收的引脚信号，控制其工作。在接收到控制模块12的引脚信号后，也能够将其发送至外部的主控制器。总线收发器15可以双向传输数据，便于系统各模块之间的数据交互。其中，总线收发器可以选择CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)收发器，用于连接主控制器与音频功放板10。

在一些实施例中，音频处理模块具体用于消除音频信号中的噪音。

拾取到的音频信号会包括有噪音，噪音会影响整体音频的效果，对输出的音频信号造成干扰，因此设置音频处理模块的主要作用对其进行消除，可以提取噪音信号，对其进行分析，生成与其相位相反的音频信号，以达到抵消效果。常用的方法还有基于线性滤波器的降噪算法，这种技术和方法，能够应对很多场景，特点是实现简单，目前很多音频软件上用的都是这种方法。还有基于非线性滤波器的降噪算法，这个是以维纳滤波器为核心的降噪算法，需要添加几种前期处理和后期统计，算法整体的复杂度高较高，占用资源相对小的情况下效果较好。还有是以神经网络算法为核心的降噪算法，效果最好，对应的算法也是比较复杂，需要在大系统上才能运行。

在一些实施例中，音频处理模块为数字信号处理器。

音频处理模块选择数字信号处理器，因为数字信号处理器是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器。数字信号处理器可将数字信号利用固定程序来控制，利用频率的强弱制造出音场效果。具有强大数据处理能力和高运行速度。

同时数字信号处理器对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部因素影响小，容易实现集成，还可以实现分时复用，共享处理器。在处理音频信号时方便调整处理器的系数实现自适应滤波。以及能够实现线性相位、多抽样率处理、级联等各种作用。

设置数字信号处理器，可以调教每个声道的参数，是可以通过控制器更好的管理功放。可以把环境造成重叠的频率进行衰减，把环境造成衰减的频率进行添加。把数字信号处理器融入功放板，节省了线材成本和线材干扰，还有节约车内的安装空间，减少延时与抖动，并能有效消除噪音、控制音效。

本公开实施例还提供了一种音响系统。图3为本公开实施例提供的一种音响系统的结构示意图。如图3所示，音响系统包括声音拾取模块21、扬声器22以及上述任意实施例所述的音频功放板10。

声音拾取模块21的输出端与音频功放板10的输入端连接，音频功放板10的输出端与扬声器22连接。

声音拾取模块21用于拾取音频信号，将拾取到的音频信号经过输出端传输至音频功放板10的输入端，从而进行功放处理。音频功放板10的输出端与扬声器22连接，处理后的音频信号经过输出端传输至扬声器22，经扬声器22扩音，使用户听到音频。

主控制器用于控制整个系统的运行，还可以设置外设存储器，与音频处理模块11连接，用于存储程序。

在一些实施例中，如图3所示，声音拾取模块21包括第一类声音拾取模块211和第二类声音拾取模块212，第一类声音拾取模块211用于拾取用户语音，第二类声音拾取模块212用于拾取噪声。

第一类声音拾取模块211经主控制器控制，拾取用户语音，第二类声音拾取模块212拾取产生的噪声，第一类声音拾取模块211与第二类声音拾取模块212拾取的音频信号均传输至音频功放板10，根据不同音频信号进行相关处理。示例性如图3，设置有2个音频收发器，其中，第一类声音拾取模块211连接一个音频收发器14，第二类声音拾取模块连接另外一个音频收发器14，音频功放板10对第二类声音拾取模块212拾取的噪声进行除噪计算等。

在一些实施例中，第一类声音拾取模块包括麦克风，第二类声音拾取模块包括麦克风和/或振动传感器。

第一类声音拾取模块包括麦克风，主要拾取一些用户语音。第二类声音拾取模块也可以包括麦克风，该麦克风可设定在特定位置，用于拾取周围环境的噪声。第二类声音拾取模块也可以包括震动传感器，用于拾取振动传感器设置处部件自身产生的声音。例如，在车辆的车轮处设置有振动传感器，拾取的就是车轮转动时发出的噪声。第二类声音拾取模块也可以同时设置麦克风和振动传感器，拾取各种噪声。需要说明的是，第一类声音拾取模块可以包括多个麦克风，多个麦克风可以以串行的方式与音频功放板10中的音频收发器连接；第二类声音拾取模块可以包括多个振动传感器，多个振动传感器也可以以串行的方式与音频功放板10中的音频收发器连接，对其的数量及种类不做限定。

本公开实施例还提供了一种车辆，包括上述任意实施例所述的音响系统。本公开实施例由于包括上述任意实施例中的音响系统，因此与上述各实施例中音响系统具有相同或相应的有益效果。需要说明的是，本公开实施例提供的车辆还可以包括其他用于支持其正常工作的电路及器件，本实施例对此不作特殊限定。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种音频功放板，其特征在于，包括：音频处理模块、控制模块以及音频输出模块；

所述音频处理模块与所述音频输出模块连接；所述控制模块分别与所述音频处理模块和所述音频输出模块连接；

所述音频处理模块用于接收声音拾取模块传输的音频信号，对所述音频信号进行处理，并将处理后的所述音频信号传输至所述音频输出模块；所述音频输出模块用于对所述音频处理模块处理后的音频信号进行放大并输出；所述控制模块用于监控所述音频处理模块以及所述音频输出模块。

2.根据权利要求1所述的音频功放板，其特征在于，所述音频输出模块包括数字功放单元和/或模拟功放单元；

所述数字功放单元的输入端与所述音频处理模块的输出端电连接；所述数字功放单元的反馈端与所述控制模块的控制端电连接；所述模拟功放单元的输入端与所述音频处理模块的输出端电连接；所述模拟功放单元的反馈端与所述控制模块的控制端电连接。

3.根据权利要求1所述的音频功放板，其特征在于，所述音频功放板还包括至少一个音频收发器，所述音频收发器用于连接所述音频处理模块与所述声音拾取模块，且与所述控制模块连接。

4.根据权利要求1所述的音频功放板，其特征在于，所述音频功放板还包括总线收发器，所述总线收发器用于连接所述控制器模块与外部的主控制器。

5.根据权利要求1所述的音频功放板，其特征在于，所述音频处理模块具体用于消除音频信号中的噪音。

6.根据权利要求1所述的音频功放板，其特征在于，所述音频处理模块为数字信号处理器。

7.一种音响系统，其特征在于，包括声音拾取模块、扬声器以及权利要求1-6中任一项所述的音频功放板；

所述声音拾取模块的输出端与所述音频功放板的输入端连接，所述音频功放板的输出端与所述扬声器连接。

8.根据权利要求7所述的音响系统，其特征在于，所述声音拾取模块包括第一类声音拾取模块和第二类声音拾取模块，所述第一类声音拾取模块用于拾取用户语音，所述第二类声音拾取模块用于拾取噪声。

9.根据权利要求7所述的音响系统，其特征在于，所述第一类声音拾取模块包括麦克风，所述第二类声音拾取模块包括麦克风和/或振动传感器。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求7-9中任一项所述的音响系统。