CN1897110A - 一种以固态存储器为媒体的高品质音频信号转换回放装置 - Google Patents

Abstract

以固态存储器为媒体的高品质音频信号转换回放装置，其中的转换解码控制模块通过其外围电路与固态存储器、接口电路控制器、模拟音频信号输入装置、电源模块、滤波功放发声模块电连接，接口电路与接口电路控制器电连接，电源模块向各个元器件提供电能。模拟音频信号转换的高品质数码音频信号或者从接口输入的CD－DA格式文件存储在固态存储器中，需要时，存储在固态存储器中的高品质数码音频信号或者CD－DA格式文件转换为模拟音频信号通过滤波功放发声模块播放。

Description

一种以固态存储器为媒体的高品质音频信号转换回放装置

技术领域

本发明涉及音频信号处理装置，特别是可以对模拟音频信号进行转换得到高品质数码音频文件，例如CD-DA格式文件，且可回放该高品质数码音频文件的一种以固态存储器为媒体的高品质音频信号转换回放装置。

背景技术

一般说来，音频信号的存储媒体已经经历了三代。第一代的存储媒体是磁带和唱片，存在结构复杂、容易卡带和磨损等问题；第二代的存储媒体是光盘，存在光头易老化、寿命短和抗振能力差等问题；第三代是用硬盘作为存储媒体的，硬盘的体积大，功耗大，有噪音易发热，不耐振动和冲击。值得注意的是，随着半导体技术水平的不断提高，固态存储器的容量越做越大，目前容量已经达到16GB，今后有望做到32GB，64GB......，其价格将会越来越低。特别是它具有体积小、功耗低、抗振好和寿命长等显著特点，因此，用固态存储器作为音频信息的存储媒体将会得到长足发展。目前流行的MP3播放机就是一种采用固态存储器作为存储媒体的装置。一个典型的MP3文件是以MPEG1 LAYER3格式压缩编码音频数据得到的。MP3歌曲从网络上下载到电脑的硬盘后，一是利用多媒体电脑播放；二是烧录成CD用CD唱机播放；三是通过电脑传送到MP3播放机随身收听。从MP3文件的来源和利用方法可以看出MP3播放机的某些不足，其中的主要问题是由于MP3文件采用压缩数据存储和解压缩播放方式而使MP3的音质比CD的音质差一些。MP3播放机一般是由固态存储器，接口电路，接口电路控制器，电源模块，功放发声器，微处理器，解码芯片等元器件连接组成。它虽然支持播放MP3格式数码音频信号，但是不能将模拟音频信号转换为高音质数码音频信号且可回放，也不支持高音质数码音频信号直接输入且播放，例如不支持CD-DA格式文件直接输入且播放。根据上述事实，如果能够借鉴MP3播放机的软件设计和硬件构成模式，通过适当的方法把CD-DA格式文件储存在固态存储器中，研究、设计和提供一种高品质数码音频播放装置，并且把该播放装置应用于汽车音响、家庭影院和个人随身听，应该说这正是人们所希望的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种以固态存储器为媒体的音频信号转换回放装置，该装置可将模拟音频信号转换为高品质数码音频信号然后存储起来，需要时可以回放上述存储的高品质数码音频信号，还可以回放由外部接口输入的高品质数码音频信号。所谓高品质数码音频信号一般是指以CD-DA格式文件为代表的数字音频数据，也就是说该转换回放装置不但可以播放CD-DA格式文件，而且能够播放MP3、WMA格式文件。

为解决上述技术问题，本发明提供一种以固态存储器为媒体的音频信号转换回放装置(以下简称转换回放装置)，主要包含有固态存储器、接口电路、接口电路控制器、模拟音频信号输入装置、电源模块、滤波功放发声模块，其特征在于：

还包含有一个转换解码控制模块，所述转换解码控制模块通过其外围电路与固态存储器、接口电路控制器、模拟音频信号输入装置、电源模块、滤波功放发声模块电连接，接口电路与接口电路控制器电连接，电源模块向各个元器件提供电能；

其中的信号流通是：

模拟音频信号输入装置将模拟音频信号输入到转换解码控制模块，

转换解码控制模块对模拟音频信号进行转换与编码使其成为数字音频数据后输送到固态存储器中存储，或者接口电路与接口电路控制器将CD-DA格式文件输入到转换解码控制模块中直接存储到固态存储器中，

存储在固态存储器中的数字音频数据输出到转换解码控制模块中被转换还原为等品质模拟音频信号输送到滤波功放发声模块中，

滤波功放发声模块对还原的模拟音频信号进行滤波与信号放大之后播放。

作为优选，所述的转换解码控制模块由模拟/数字转换器、数字/模拟转换器、音频编解码器、中央处理器电连接组成，其中的音频编解码器和中央处理器集成在同一集成电路芯片-主芯片上，所述主芯片的型号为KBDC101或者KBD1200。模拟/数字转换器分别与固态存储器、模拟音频信号输入装置及主芯片电连接；数字/模拟转换器分别与主芯片及滤波功放发声模块电连接；主芯片分别与固态存储器、接口电路控制器和电源模块以及模拟/数字转换器和数字/模拟转换器电连接。

作为优选，所述模拟音频信号的转换回放过程是模拟音频信号输入装置将模拟音频信号输入到模拟/数字转换器，模拟/数字转换器对模拟音频信号进行取样、量化、编码处理，在中央处理器的控制下，固态存储器执行写操作命令将数字音频数据存储起来；或者在中央处理器的控制下，固态存储器执行读操作命令将其内部储存的数字音频数据输出到数字/模拟转换器，数字/模拟转换器将数字音频数据转换为模拟音频信号输入到滤波功放发声模块中，滤波功放发声模块对还原的模拟音频信号进行滤波与信号放大之后播放。

作为优选，所述CD-DA格式文件的输入回放过程是接口电路控制器控制接口电路将CD-DA格式文件输入到转换解码控制模块中，在中央处理器的控制下，固态存储器执行写操作命令直接将CD-DA格式文件存储起来；或者在中央处理器的控制下，固态存储器执行读操作命令将其内部储存的CD-DA格式文件输出到数字/模拟转换器，数字/模拟转换器将CD-DA格式文件转换为模拟音频信号输入到滤波功放发声模块中，滤波功放发声模块对还原的模拟音频信号进行滤波与信号放大之后播放。

作为优选，所述转换解码控制模块中的模拟/数字转换器和数字/模拟转换器由带有24位数据传送总线，取样频率在192KHz以上的集成电路芯片组成。

作为优选，所述转换解码控制模块中的音频编解码器由内置程序的集成电路芯片组成，所述音频编解码器按照CD-DA格式标准实现音频的模拟/数字和数字/模拟的转换，兼容MP3、WMA格式文件的编解码。

作为优选，所述转换解码控制模块中的中央处理器由内置程序的集成电路芯片组成，所述中央处理器作为程序存储器，控制和处理所述转换回放装置的所有信号和操作。

作为优选，所述转换回放装置中的固态存储器是FLASH存储器，作为数据存储器，用于存放CD文件、MP3文件，其容量为64MB～4GB，其型号为K9F1208UOM。

作为优选，所述转换回放装置中的接口电路，接口电路控制器为含有USBHOST或USB ON-THE-GO协议的集成电路芯片组成的集成电路，它与U盘、MP3播放机和移动硬盘等外围设备直接通讯，其型号为KBU106。

作为优选，所述转换回放装置中的模拟音频信号输入装置可为麦克风或者其他模拟音频采集器。

作为优选，所述转换回放装置中的滤波功放发声模块由低通滤波器和功放发声电路组成，其中低通滤波器至少含有一个二阶有源低通滤波器电路。

作为优选，所述转换回放装置包含有按键电路，按键电路与转换解码控制模块电连接，按键电路将用户控制命令信号输入转换解码控制模块中，由中央处理器控制执行。

作为优选，所述转换回放装置中包含有显示模块，显示模块包括显示屏驱动及控制电路和显示屏，所述的显示屏可以为荧光显示屏或者数码屏或者液晶显示屏。

作为优选，所述转换回放装置中包含有收音机模块，所述收音机模块与转换解码控制模块电连接，在中央处理器的控制下，收音机模块输出的音频信号传送到数字控制立体声音频处理器或者滤波功放发声模块中。

作为优选，所述转换回放装置中包含有数字控制立体声音频处理器，所述数字控制立体声音频处理器由型号为TDA7313X的音频处理器集成电路U4及外围电路所组成，它对CD及MP3模拟信号、来自话筒的语音信号和收音机信号作选通判定，它对音量、音调高低、左右均衡和衰减进行处理。

本发明与现有技术相比具有显著的特点：

技术方案中记载有“转换解码控制模块对模拟音频信号进行转换与编码使其成为数字音频数据后输送到固态存储器中存储，或者接口电路与接口电路控制器将CD-DA格式文件输入到转换解码控制模块中直接存储到固态存储器中，

存储在固态存储器中的数字音频数据输出到转换解码控制模块中被转换还原为等品质模拟音频信号输送到滤波功放发声模块中，

滤波功放发声模块对还原的模拟音频信号进行滤波与信号放大之后播放。”

这段话告诉我们：输送到固态存储器中的数字音频数据与从固态存储器中输出的数字音频数据是相同的，即所谓原码入，原码出。在入出过程中无需压缩和解压的编解码，原码是指无压缩的数码即无压缩的编码数据。

还可以看到，无论是模拟音频信号或者是CD-DA格式文件，在它们的转换回放过程中不存在“数字压缩”和“数字解压”环节，在下面将要描述的电路图中也没有“数字压缩电路”和“数字解压电路”。也就是说本发明采用了“数据无压缩技术”，采用了包括模拟/数字转换器和数字/模拟转换器在内的音频编解码器，实现音频的模数和数模的转换符合CD格式标准，而且模拟/数字转换器和数字/模拟转换器都是带有24位数据传送总线，其取样频率在192KHz以上的集成电路芯片。数据无压缩，例如输入文件的容量为1M，输出文件的容量仍然为1M。这样做的结果是失真非常少，相当于原音播放。因此可以说本发明是一种高音质数码音频播放装置，不但能播放CD格式文件，而且兼容MP3、WMA等格式文件的播放。总之，信息是按文件形式储存的，CD-DA格式文件的存储方式是采用无压缩数据存储(MP3格式文件采用压缩数据存储)，从媒体特点看是纯数字存储，无压缩和解压这样的中间环节；其音质水平可以达到播放CD时比光盘CD更好，播放MP3时比光盘MP3更好；因此本发明是一种以固态存储器作为储存媒体的高品质数码音频(CD-DA格式文件)播放装置。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明转换回放装置的工作原理方框图。

图2是根据本发明将模拟音频信号转换为数字音频数据的工作原理方框图。

图3是根据本发明将数字音频数据还原为模拟音频信号的工作原理方框图。

图4是本发明具体实施方式之一的车载式转换回放装置的工作原理方框图。

图5是本发明具体实施方式之二的家用式转换回放装置的工作原理方框图。

图6是本发明具体实施方式之三的袖珍式转换回放装置的工作原理方框图。

图7是图4所示车载式转换回放装置的转换解码控制模块的电路图。

图8是图4所示车载式转换回放装置的固态存储器的电路图。

图9是图4所示车载式转换回放装置的接口电路及其控制器的电路图。

图10是图4所示车载式转换回放装置的低通滤波器的电路图。

图11是图4所示车载式转换回放装置的数字控制立体声音频处理器的电路图。

图12是图5所示家用式转换回放装置的转换解码控制模块的电路图。

图13是图6所示袖珍式转换回放装置的转换解码控制模块的电路图。

图14是图6所示袖珍式转换回放装置的收音机模块、耳机功放电路模块、模拟音频信号输入装置的组合电路图。

具体实施方式

图1给出了本发明一种以固态存储器为媒体的音频信号转换回放装置的基本结构，主要包含有固态存储器、接口电路、接口电路控制器、模拟音频信号输入装置、电源模块、滤波功放发声模块，其特征在于：

还包含有一个转换解码控制模块7，所述转换解码控制模块7通过其外围电路与固态存储器1、接口电路控制器3、模拟音频信号输入装置4、电源模块5、滤波功放发声模块6电连接，接口电路2与接口电路控制器3电连接，电源模块5向各个元器件提供电能；

其中的信号流通是：

模拟音频信号输入装置4将模拟音频信号输入到转换解码控制模块7，

转换解码控制模块7对模拟音频信号进行转换与编码使其成为数字音频数据后输送到固态存储器1中存储，或者接口电路2与接口电路控制器3将CD-DA格式文件输入到转换解码控制模块7中直接存储到固态存储器1中，

存储在固态存储器1中的数字音频数据输出到转换解码控制模块7中被转换还原为等品质模拟音频信号输送到滤波功放发声模块6中，

滤波功放发声模块6对还原的模拟音频信号进行滤波与信号放大之后播放。

如图1所示的转换回放装置，所述的转换解码控制模块7由模拟/数字转换器71、数字/模拟转换器72、音频编解码器73、中央处理器74电连接组成，其中的音频编解码器73和中央处理器74集成在同一集成电路芯片-主芯片上，所述主芯片的型号为KBDC101或者KBD1200。

在图1中，模拟/数字转换器71分别与固态存储器1、模拟音频信号输入装置4及主芯片电连接；数字/模拟转换器72分别与主芯片及滤波功放发声模块6电连接，主芯片分别与固态存储器1、接口电路控制器3和电源模块5以及模拟/数字转换器71和数字/模拟转换器72电连接。

如图2所示，模拟音频信号输入装置4将采集到的模拟音频信号输入到模拟/数字转换器71，模拟/数字转换器71对模拟音频信号进行取样、量化、编码处理，将模拟音频信号转换成为数字音频数据(编码数据)，在中央处理器74的控制下，固态存储器1执行写操作命令将所述数字音频数据存储起来。

如图3所示，在中央处理器74的控制下，固态存储器1执行读操作命令，将其内部储存的数字音频数据(编码数据)输出给数字/模拟转换器72，经过数字/模拟转换器72处理，数字音频数据被还原为等品质的模拟音频信号，并且将所述等品质的模拟音频信号输送到低通滤波器61和与其连通的功率放大器62进一步降低噪波，然后进行信号放大推动扬声器发音。

图2和图3一起表达了模拟音频信号的转换回放全过程。

从图2和图3所表达的两个过程可以看到，输送到固态存储器中的数字音频数据与从固态存储器中输出的数字音频数据是相同的，即所谓原码入，原码出。在入出过程中无需压缩和解压的编解码，原码是指无压缩的数码即无压缩的编码数据。

从图2和图3所表达的两个过程还可以看到，在这个过程中不存在“数字压缩”和“数字解压”环节，在后面将要描述的电路图中也没有“数字压缩电路”和“数字解压电路”。也就是说本发明采用了“数据无压缩技术”，采用了包括模拟/数字转换器和数字/模拟转换器在内的音频编解码器，实现音频的模数和数模的转换符合CD格式标准，而且模拟/数字转换器和数字/模拟转换器都是带有24位数据传送总线，其取样频率在192KHz以上的集成电路芯片。数据无压缩，例如输入文件的容量为1M，输出文件的容量仍然为1M。这样做的结果是失真非常少，相当于原音播放。因此可以说本发明是一种高品质的数码音频播放装置，不但能播放CD格式文件，而且兼容MP3、WMA等格式文件的播放。

图1和图3一起表达了所述CD-DA格式文件的输入回放过程：对于以CD-DA格式文件为代表的其他数码音频格式文件(例如MP3、WMA等格式文件)，可以通过接口电路2输入所述CD-DA格式文件，接口电路控制器3控制接口电路2，将CD-DA格式文件传送到转换解码控制模块7中，CD-DA格式文件不需要经过模拟/数字转换器71进行模数转换，而是在中央处理器74控制下直接储存到固态存储器1中。具体地说，在中央处理器74的控制下，固态存储器1执行写操作命令直接将CD-DA格式文件存储起来，需要播放的时候，在中央处理器74的控制下，固态存储器1执行读操作命令将其内部储存的CD-DA格式文件输出到数字/模拟转换器72，数字/模拟转换器72将CD-DA格式文件转换为模拟音频信号输入到滤波功放发声模块6中，滤波功放发声模块6对还原的模拟音频信号进行滤波与信号放大之后播放。

以上描述了本发明一种以固态存储器为媒体的音频信号转换回放装置的技术方案及其结构细节，下面描述该技术方案的应用及其结构细节。

图4是本发明具体实施方式之一的车载式转换回放装置的工作原理方框图。图4包含有图1所表达的元器件组成及其电连接特征和工作原理本质的全部内容，图4是在图1的基础上根据汽车的工作特点及其服务对象的需要增加了一些元器件，这些元器件是按键电路8，显示模块9，收音机模块10，数字控制立体声音频处理器11，话筒放大电路12，MIC插座13。

图4中包含有图2表达的将模拟音频信号转换为数字音频数据的工作原理和图3表达的将数字音频数据还原为模拟音频信号的工作原理。

图4与图1不同的是，在图4中，按键电路8与转换解码控制模块7电连接，按键电路8将用户控制信号输入到转换解码控制模块7中，由中央处理器74控制执行。

图4与图1不同的是，在图4中，显示模块9由显示屏驱动及控制电路91和显示屏92电连接组成，显示屏92为荧光显示屏(VFD)。显示屏驱动及控制电路91与转换解码控制模块7中的中央处理器74电连接，中央处理器74将显示屏驱动控制信号传送给显示屏驱动及控制电路91，显示屏驱动及控制电路91将显示屏驱动控制信号转换为驱动信号并且输入到显示屏92中以驱动显示屏92显示。

图4与图1不同的是，在图4中，收音机模块10的信号输入端与转换解码控制模块7电连接，收音机模块10可接收FM/AM无线电广播节目。收音机模块10可以将收到的模拟音频信号输入到数字控制立体声音频处理器11中。

图4与图1不同的是，在图4中，MIC插座13与话筒放大电路12的信号输入端电连接，模拟音频信号可以通过MIC插座13输入到话筒放大电路12中，再由话筒放大电路12输入到数字控制立体声音频处理器11中。

图4与图1不同的是，在图4中，转换解码控制模块7中的数字/模拟转换器72的输出端与数字控制立体声音频处理器11电连接，在中央处理器74的控制下，固态存储器1执行读操作命令，固态存储器1将其储存的数字音频数据输出到数字/模拟转换器72，数字/模拟转换器72将数字音频数据转换为模拟音频信号输入到数字控制立体声音频处理器11中。

图4与图1不同的是，在图4中，数字控制立体声音频处理器11的信号输入端分别与收音机模块10、数字/模拟转换器72、话筒放大电路12的信号输出端电连接，数字控制立体声音频处理器11的信号输出端与低通滤波器61的信号输入端电连接；因此，在数字控制立体声音频处理器11中的从不同路径送来的模拟音频信号都可以得到均衡和衰减处理，经过处理的模拟音频信号输入到滤波功放发声模块6中再经过降低噪波和信号放大而发出的音乐非常悦耳动听。

图4与图1不同的是，在图4中，电源模块5采用车载蓄电池提供的12V直流电源并对12V直流电进行变压、稳压的直流电源电路；电源模块5向转换解码控制模块7和其他元器件提供工作电能。在滤波功放发声模块6中，低通滤波器61，功率放大器62，发声器63顺序电连接，其中的功率放大器62采用普通车载功放电路。

下面是本发明车载式转换回放装置的主要电路的说明。

如图7所示的本发明车载式转换回放装置中的转换解码控制模块7的电路图：包括主芯片及其外围电路，音频信号编解码器73、中央处理器74集成在一个集成电路芯片-主芯片中，其型号为KBDC101或者KBD1200，它由16位DMCU、16位sigma-Delta DAC、振荡器(OSC)、系统时钟、周边时钟、PLL、16位定时器/计数器、UART、LVD/LVR、I²S收发器、看门狗、SPI、可编程接口、外部存储器接口、音频ADC等组成。DMCU是指在单一芯片内核内集成了MCU和DSP电路。为了在单一周期中执行一条指令，它具有强大的指令设置和管线算法规则。DMCU具有强大的控制能力，在没有干扰DSP处理的情况下，它能够获得有效的MCU控制功能；CD或MP3左右模拟信号是分别从DAO-L和DAO-R输出的。左通道经R15和C43的低通滤波网络后，再经隔直电容E30输出。右通道由R14，C42和E29这3个元件构成，分析同左通道。E31，R16和C44起稳定PLL基准电压(VX)的作用；R7和E32与内部LVD/LVR构成低电压复位电路，R7×E32之积决定了复位的快慢，它是复位时间常数；R53和R54分别是OSCM和TEST-MODE的上拉电阻；R.2，Y2，C46和C47与U3内部振荡器构成4MHz振荡电路；Y3，C48和C49与U3内部振荡器构成32.768KHz实时时钟振荡电路；R55和R80作上拉或下拉选择；数字地和模拟地用带磁芯的电感L6隔离；3.3V数字电源和模拟电源用带磁芯的电感L5隔离。

如图8所示的本发明车载式转换回放装置中的固态存储器的电路图：固态存储器1包括各种存储卡、FLASH存储器和E2PROM等，其容量可在64MB～4GB之间选择。图8给出了FLASH存储器的电路，该电路的作用是作为数据存储器，用于存储各种文件，如CD、MP3文件，此电路由U9，电阻排RP3～RP5，R81，C64和C65所组成，C64和C65是滤波电容，各个电阻排及电阻都作上拉电阻用，U9的型号为K9F1208UOM。

如图9所示的本发明车载式转换回放装置中的接口电路2和接口电路控制器3的电路图。此电路是由U8，Y4，RP1，RP2，Q1，R58～R64，C50～C53所组成。其作用是控制U盘、MP3播放机和移动硬盘等与本机通讯。CN1是通用的USB插座，U8是USB HOST或OTG控制器，参考型号为KBU106，它可以与U盘、MP3播放机和移动硬盘等直接通讯，它的传送速度可达到12Mbps。C52、C53和Y4与U8的内部的PLL时钟驱动器构成6MHz振荡电路。RP1作DREQ、SDATA、DCLK、XRESET的上拉电阻，RP2作为XCS、SO、SI和SCLK的上拉电阻。C51是U8的VDD33电源的滤波电容，LED用于指示数据流的传送：有传送，点亮；无传送，不亮。Q1、R64和C50构成模拟开关电路，用于控制USB接口的+5V电压，它是由PDM控制的。当PDM为高电平时，Q1截止，本机不提供给USB插座+5V电压；当PDM为低电平时，Q1导通，本机提供给USB插座+5V电压。USB接口数据传送采用差分输入方式，外挂的下拉电阻R62和R63是器件U8所要求的，R58～R61对EMC/EMI有好处。

如图10所示的本发明车载式转换回放装置中的滤波功放发声模块6中的低通滤波器61的电路图：此电路由4个完全相同的低通滤波器LPF构成，其作用是对各通道信号作低通滤波处理，去除杂波，使信号变得干净。以RF通道为例来进行说明，EC68和EC67分别是输入和输出耦合电容；R92～R94、C10、C66和U14-A构成二阶有源低通滤波器电路，它的电压增益与R92对R94的比值有关，截止频率与R94×C10×R93×C66的积有关，此积越少，截止频率越高，通常截止频率取20多KHz。RR、LR、LF通道分析与RF相同，从略。

此外，R96、R97、EC74、C72与R99、R98、EC77、C70分别构成电源中点电压电路，电阻用于分压，电容用于滤波，R95和R100作限流电阻，C75、EC73、C76、EC78作LPF模块电源滤波电容。U13和U14是双运放集成电路，型号为LM4558。

如图11所示的本发明车载式转换回放装置中的数字控制立体声音频处理器电路图：此电路由音频处理器集成电路U4及外围电路所组成。U4的型号为TDA7313X，U4是数字控制的立体声音频处理器，它对音量、音调高低、均衡(左/右)和衰减进行处理，它提供可选择的输入增益外部响度功能。控制是由I²C总线微处理器接口完成的。主芯片与U4的串行总线解码锁存器就是通过I²C总线进行通讯的。I²C总线由SDA和SCL这两条线所组成，且必须要接上拉电阻。

图5是本发明具体实施方式之二的家用式音频信号转换回放装置的工作原理方框图。它是在实施方式之一的基础上针对家用的特点所作的改进。图5包含有图4所表达的元器件组成及其电连接特征和工作原理本质的全部内容，图5是在图4的基础上根据家庭娱乐的特点及其服务对象的需要而增加了某些元器件，这些元器件是红外线接收头14，AV端子15，多合一卡插座16。

图5与图4不同的是，在图5中，红外线接收头14的输出端与转换解码控制模块7电连接，红外线接收头14将接收到的红外线控制信号输入到转换解码控制模块7中的中央处理器74中。AV端子15的信号输入端与低通滤波器61的信号输出端电连接，模拟音频信号在数字控制立体声音频处理器11中经过均衡和衰减处理后，输入到滤波功放发声模块6中，滤波功放发声模块6中的模拟音频信号经过低通滤波器61后分别输入到AV端子15和功率放大器62中，功率放大器62为普通家用类型。多合一卡插座16与转换解码控制模块7电连接。电源模块5为可以使用220V交流电的交流直流转换电路。显示屏92使用的是数码显示屏(LED)。

图6是本发明具体实施方式之三的袖珍式转换回放装置的工作原理方框图。图6包含有图1所表达的元器件组成及其电连接特征和工作原理本质的全部内容，实施方式之三与实施方式之二和实施方式之一明显不同。根据本发明设计试制的样品与目前市售的袖珍式MP3播放机一样大，它的显著特点是可以播放音质特别好的CD格式文件。

在图6中，用耳机功放来代替音频处理器、LPF和AMP电路，在滤波功放发声模块6中只有耳机放大驱动电路62和耳机63，它们都是现有技术中的耳机与耳机功放电路，一般常用微型耳机插座和带线耳机。显示屏92使用的是液晶显示屏(LCD)。由于功耗很低，可以直接用7号干电池供电。收音机模块10采用微型模块。去掉话筒插座及放大电路；增加LINE-IN微型插座及放大电路。USB插座采用微型迷你型插座。参考图14可进一步了解袖珍式转换回放装置的结构特点。

在图14中：咪头M2和型号为LMV358的U4及外围元件构成MICIN放大电路，增益为6dB；插座J 3作为LINE IN的输入端；型号为AD1871的U7作为高品质的音频ADC；上述三部分与MCU(微处理器)和固态存储器1一起构成高品质的录音电路；DA-101为88～108MHz微型FM收音机模块；型号为BH3544的U3及外围元件构成耳机放大驱动电路，J2是耳机插座，U3具有静音控制功能；输入信号包括CD信号、MP3信号和收音信号。

如图12所示的本发明家用式转换回放装置的转换解码控制模块7的电路图，如图13所示的本发明袖珍式转换回放装置的转换解码控制模块7的电路图，它们与图7所示的本发明车载式转换回放装置的转换解码控制模块7的电路图基本相同，图中的主芯片的型号都是KBDC101或者KBD1200。图中的外围电路大同小异，各个外围电路所采用元器件的名称、型号和连接方法具体表示在图7、图12、图13中。

如图5所示的本发明家用式转换回放装置采用了图8、图9、图10和图11所显示的电路，因此本发明具体实施方式之一和具体实施方式之二中采用的固态存储器1，接口电路2，接口电路控制器3，滤波功放发声模块6中的低通滤波器61，收音机模块10，数字控制立体声音频处理器11，话筒放大电路12，MIC插座13电路都相同。

如图6所示的本发明袖珍式转换回放装置采用了图8和图9所显示的电路，因此本发明三种具体实施方式中采用的固态存储器1，接口电路2，接口电路控制器3电路相同。

Claims (15)

1.一种以固态存储器为媒体的音频信号转换回放装置，主要包含有固态存储器、接口电路、接口电路控制器、模拟音频信号输入装置、电源模块、滤波功放发声模块，其特征在于：

还包含有一个转换解码控制模块(7)，所述转换解码控制模块(7)通过其外围电路与固态存储器(1)、接口电路控制器(3)、模拟音频信号输入装置(4)、电源模块(5)、滤波功放发声模块(6)电连接，接口电路(2)与接口电路控制器(3)电连接，电源模块(5)向各个元器件提供电能；

其中的信号流通是：

模拟音频信号输入装置(4)将模拟音频信号输入到转换解码控制模块(7)，

转换解码控制模块(7)对模拟音频信号进行转换与编码使其成为数字音频数据后输送到固态存储器(1)中存储，或者接口电路(2)与接口电路控制器(3)将CD-DA格式文件输入到转换解码控制模块(7)中直接存储到固态存储器(1)中，

存储在固态存储器(1)中的数字音频数据输出到转换解码控制模块(7)中被转换还原为等品质模拟音频信号输送到滤波功放发声模块(6)中，

滤波功放发声模块(6)对还原的模拟音频信号进行滤波与信号放大之后播放。

2.根据权利要求1所述的转换回放装置，其特征在于：

所述的转换解码控制模块(7)由模拟/数字转换器(71)、数字/模拟转换器(72)、音频编解码器(73)、中央处理器(74)电连接组成，其中的音频编解码器(73)和中央处理器(74)集成在同一集成电路芯片-主芯片上，所述主芯片的型号为KBDC101或者KBD1200。

模拟/数字转换器(71)分别与固态存储器(1)、模拟音频信号输入装置(4)及主芯片电连接；数字/模拟转换器(72)分别与主芯片及滤波功放发声模块(6)电连接；主芯片分别与固态存储器(1)、接口电路控制器(3)和电源模块(5)以及模拟/数字转换器(71)和数字/模拟转换器(72)电连接。

3.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述模拟音频信号的转换回放过程是模拟音频信号输入装置(4)将模拟音频信号输入到模拟/数字转换器(71)，模拟/数字转换器(71)对模拟音频信号进行取样、量化、编码处理，在中央处理器(74)的控制下，固态存储器(1)执行写操作命令将数字音频数据存储起来；或者在中央处理器(74)的控制下，固态存储器(1)执行读操作命令将其内部储存的数字音频数据输出到数字/模拟转换器(72)，数字/模拟转换器(72)将数字音频数据转换为模拟音频信号输入到滤波功放发声模块(6)中，滤波功放发声模块(6)对还原的模拟音频信号进行滤波与信号放大之后播放。

4.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述CD-DA格式文件的输入回放过程是接口电路控制器(3)控制接口电路(2)将CD-DA格式文件输入到转换解码控制模块(7)中，在中央处理器(74)的控制下，固态存储器(1)执行写操作命令直接将CD-DA格式文件存储起来；或者在中央处理器(74)的控制下，固态存储器(1)执行读操作命令将其内部储存的CD-DA格式文件输出到数字/模拟转换器(72)，数字/模拟转换器(72)将CD-DA格式文件转换为模拟音频信号输入到滤波功放发声模块(6)中，滤波功放发声模块(6)对还原的模拟音频信号进行滤波与信号放大之后播放。

5.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换解码控制模块(7)中的模拟/数字转换器(71)和数字/模拟转换器(72)由带有24位数据传送总线，取样频率在192KHz以上的集成电路芯片组成。

6.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换解码控制模块(7)中的音频编解码器(73)由内置程序的集成电路芯片组成，所述音频编解码器(73)按照CD-DA格式标准实现音频的模拟/数字和数字/模拟的转换，兼容MP3、WMA格式文件的编解码。

7.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换解码控制模块(7)中的中央处理器(74)由内置程序的集成电路芯片组成，所述中央处理器(74)作为程序存储器，控制和处理所述转换回放装置的所有信号和操作。

8.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换回放装置中的固态存储器(1)是FLASH存储器，作为数据存储器，用于存放CD文件、MP3文件，其容量为64MB～4GB，其型号为K9F1208UOM。

9.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换回放装置中的接口电路(2)，接口电路控制器(3)为含有USB HOST或USB ON-THE-GO协议的集成电路芯片组成的集成电路，它与U盘、MP3播放机和移动硬盘等外围设备直接通讯，其型号为KBU106。

10.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换回放装置中的模拟音频信号输入装置(4)可为麦克风或者其他模拟音频采集器。

11.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换回放装置中的滤波功放发声模块(6)可以包括低通滤波器(61)，所述低通滤波器(61)包含有至少一个二阶有源低通滤波器电路。

12.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换回放装置包含有按键电路(8)，按键电路(8)与转换解码控制模块(7)电连接，按键电路(8)将用户控制命令信号输入转换解码控制模块(7)中，由中央处理器(74)控制执行。

13.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换回放装置中包含有显示模块(9)，显示模块(9)包括显示屏驱动及控制电路(91)和显示屏(92)，所述的显示屏(92)可以为荧光显示屏或者数码屏或者液晶显示屏。

14.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换回放装置中包含有收音机模块(10)，所述收音机模块(10)与转换解码控制模块(7)电连接，在中央处理器(74)的控制下，收音机模块(10)输出的音频信号传送到数字控制立体声音频处理器(11)或者滤波功放发声模块(6)中。

15.根据权利要求1或2所述的转换回放装置，其特征在于：所述转换回放装置中包含有数字控制立体声音频处理器(11)，所述数字控制立体声音频处理器(11)由型号为TDA7313X的音频处理器集成电路U4及外围电路所组成，它对CD及MP3模拟信号、来自话筒的语音信号和收音机信号作选通判定，它对音量、音调高低、左右均衡和衰减进行处理。

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