CN201898592U

CN201898592U - 一种多功能的usb音箱芯片及音箱装置

Info

Publication number: CN201898592U
Application number: CN2010205618883U
Authority: CN
Inventors: 黄萍华; 徐强; 张琪; 常军锋
Original assignee: Shenzhen Sanjing Electronics Co ltd
Current assignee: Shenzhen Sanjing Electronics Co ltd
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2020-10-14

Abstract

本实用新型实施例公开了一种多功能的USB音箱芯片，该芯片结构包括：电源管理单元、声音控制输入单元、USB PHY单元、控制单元、解码单元、DAC单元、左右声道功放单元、ADC单元、编码单元、声音混合单元、低通滤波单元、低音功放单元、增益控制单元和HUB单元。本实用新型实施例还公开了一种以所述USB音箱芯片为主控芯片的USB音箱装置，该装置还包括外围设备USB接口、麦克风、左声道喇叭、右声道喇叭、低音喇叭、卡接口组、USB接口组，以及按键。本实用新型所述音箱芯片将多种功能设备集成于一颗单芯片，使用方便，同时所述音箱装置结构简洁，节省空间。

Description

一种多功能的USB音箱芯片及音箱装置

技术领域

本实用新型涉及一种USB供电的音箱芯片及音箱装置，特别的涉及一种集成多种功能的USB音箱单芯片和以该单芯片为主控芯片的音箱装置。

背景技术

随着电脑的进一步普及，电脑外设也越来越丰富多彩，包括音箱、麦克风、读卡器、USB盘等，其中音箱是电脑进行音频播放的必要设备，几乎成为电脑的标配设备。当用户采用USB音箱进行聊天时，则需要分别外接USB接口音箱和麦克风，而且，现有的麦克风设备只支持一个人进行说话，不能支持多个人进行的家庭式聊天模式，用户必须经常更换人，使用上带来一定的不便。另外，很多电脑外设都是基于USB接口的，包括USB接口供电的音箱、读卡器等，而电脑的USB接口是有限的，特别是笔记本电脑，一般为2-3个，除去鼠标占用的，还剩1-2个，因此当外部设备较多时，则USB接口会出现不够用的情况。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种多功能的USB音箱芯片，该芯片包括：电源管理单元、声音控制输入单元、USB PHY单元、控制单元、解码单元、DAC单元、左右声道功放单元、ADC单元、编码单元、声音混合单元、低通滤波单元、低音功放单元，其中，

电源管理单元用于在控制单元的控制下给整个芯片的各个单元供电；

控制单元作为整个音箱芯片的控制中心，控制整颗芯片的工作过程；

声音控制输入单元，用于将外设的按键信号输入至控制单元；

USB PHY单元，用于USB信号物理层和协议层的转换，实现所述音箱芯片和其他支持USB接口的设备的互联；

解码单元，用于将需要播放的音频数据进行解码，得到左右声道的音频信号；

DAC单元，用于将解码后的音频数字信号转换为模拟信号；

左右声道功放单元，用于将DAC单元输出的模拟音频信号进行放大，得到左声道音频放大信号和右声道音频放大信号；

ADC单元，用于将外设麦克风输入的音频模拟信号转换为数字信号；

编码单元，用于将ADC单元输出的数字音频信号进行编码，并输入至控制单元；

声音混合单元，用于将左右声道的模拟音频信号进行混合得到完整的音频信号；

低通滤波单元，用于对经混合后的包括左右声道的音频信号进行低通滤波，得到低音信号；

低音功放单元，用于将低通滤波后的低音信号进行放大，得到的低音放大信号。

所述电源管理单元为LDO电源管理单元或DCDC电源管理单元。

所述声音控制输入单元支持的按键信号包括喇叭输出声音的音量增加按键信号、音量减小按键信号、静音按键信号。

所述声音控制输入单元支持的按键信号还包括麦克风音量增加按键信号和麦克风音量减小按键信号。

所述USB音箱芯片结构还包括一增益控制单元，用于自动调节麦克风输入的增益。

所述USB音箱芯片结构还包括一HUB单元，用于支持将单个USB接口扩展为卡接口组和USB接口组。

一种以上述USB音箱芯片为主控芯片的USB音箱装置，所述USB音箱装置还包括外围设备USB接口、麦克风、左声道喇叭、右声道喇叭、低音喇叭、卡接口组、USB接口组，以及五个按键：麦克风音量增加按键、麦克风音量减小按键、喇叭音量增加按键、喇叭音量减小按键、静音按键，其中，USB接口连接所述USB音箱芯片的USB PHY单元；卡接口组合USB接口组连接所述USB音箱芯片的HUB单元；麦克风与所述USB音箱芯片的麦克风输入端口连接；左声道喇叭和右声道喇叭与所述USB音箱芯片的左右声道功放单元连接；低音喇叭与所述USB音箱芯片的低音功放单元连接；五个按键与所述USB音箱芯片的声音控制输入单元连接。

所述卡接口组包括一个或多个SD/MMC卡接口、SM卡接口、XD卡接口、CF卡接口、TF卡接口。

本实用新型实施例中在USB供电的音箱中集成了麦克风，使用户可以进行开放模式的聊天互动，使用更加方便。另外，本实用新型实施例中将多种功能设备集成于一颗单芯片，只需要一个USB接口，即可连接USB音箱、麦克风、各种卡的读卡器，节省了USB接口，且单芯片的设计使电脑的外接设备更加简洁，方便。

本实用新型实施例中还在USB音箱芯片中集成了麦克风的增益控制单元，该控制单元可自动调节麦克风的增加，防止麦克风输入过低时带来的噪声以及过高时导致的失真，使用更加方便灵活。

本实用新型所述音箱装置由于采用了上述单芯片，因此，结构非常简洁，可有效节省空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型具体实施方式中一种多功能的USB音箱芯片及其外围设备的一种结构框图；

图2是本实用新型具体实施方式一种多功能的USB音箱芯片及其外围设备的另一种结构框图；

图3是本实用新型具体实施方式一种多功能的USB音箱芯片及其外围设备的第三种结构框图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种多功能的USB音箱芯片的具体实施方案，以下结合附图对该多功能的USB音箱芯片的具体工作过程进行详细说明。

在对本实用新型具体实施方式进行说明之前，对本实用新型涉及的专业知识进行说明。

本实用新型所述USB音箱为2.1音箱，所述2.1音箱是由一个低音单元和两个全频环绕单元组成。“2.1”中的“2”是指标准双声道(立体声)；“2.1”中的“.1”是指单独分频输出100Hz以下的“超重低音”声道。因此，USB2.1音箱中包括三个喇叭：左声道喇叭、右声道喇叭和低音部分喇叭。

如图1所示为本实用新型一种多功能USB音箱芯片及其外围设备的结构框图，其中，该USB音箱芯片的结构包括电源管理单元101、声音控制输入单元103、USB PHY(Universal Serial Bus physical layer)单元104、控制单元105、解码单元106、DAC(Dynamic Adaptive Compilation)单元107、左右声道功放单元108、ADC(Adaptive Dynamic Compilation)单元109、编码单元110、声音混合单元111、低通滤波单元112、低音功放单元113；另外，该USB音箱芯片的外围设备结构框图中包括USB接口、麦克风117、卡接口组、USB接口组、左声道喇叭114、右声道喇叭115、低音喇叭116以及喇叭输出声音的音量增加按键、音量减小按键和静音按键；其中，电源管理单元101用于在控制单元105的控制下给整个芯片的各个单元供电，该电源管理单元101可为LDO电源管理单元或DCDC电源管理单元；所述控制单元105作为整个音箱芯片的控制中心，包括数字信号处理器，控制整颗芯片的工作过程，包括音量的控制、待机状态控制、USB接口输入信号与麦克风输入信号的叠加等；声音控制输入单元103，用于将外设的按键信号输入至控制单元105，所述按键信号包括喇叭输出声音音量增加按键信号、音量减小按键信号、静音按键信号，控制喇叭输出声音的音量增加、减小和静音；USB PHY单元104，用于USB信号物理层和协议层的转换，实现本实用新型所述音箱芯片和其他支持USB接口的设备如电脑的互联；解码单元106用于将需要播放的音频数据进行解码，该需要播放的音频数据包括通过USB接口输入的音频信号和通过麦克风117输入的音频信号；DAC单元107用于将解码后的音频数字信号转换为模拟信号，得到左右声道的音频信号；左右声道功放单元108用于将DAC单元107输出的模拟音频信号进行放大，得到左声道音频放大信号Audio_L和右声道音频放大信号Audio_R，以驱动外部设备中左右声道的喇叭114和115，该DAC单元107包括两个DAC，分别用于左右声道的数字音频信号向模拟信号的转换；ADC单元109用于将外设麦克风117输入的音频模拟信号转换为数字信号；编码单元110用于将ADC单元109输出的数字音频信号进行编码，并输入至控制单元；声音混合单元111，用于将左右声道的模拟音频信号进行混合得到完整的音频信号；低通滤波单元112用于对经混合后的包括左右声道的音频信号进行低通滤波，得到低音信号；低音功放单元113用于将低通滤波后的低音信号进行放大，得到的低音放大信号Audio_low以驱动外部设备中用于播放低音的喇叭116。

本实用新型具体实施方式所述一种多功能的USB音箱芯片在外设的配合下，具体的工作过程如下：

当用户单独使用USB音箱时，则所述音箱芯片的控制单元会将麦克风117输入部分保持待机状态，而使USB接口输入的支路处于工作状态，用户通过USB接口将音频数据输入该芯片内部，经解码单元106、DAC单元107、左右声道功放单元108和声音混合单元111、低通滤波单元112及低音功放单元113的处理后，输出至三个喇叭播放，从而实现2.1音箱的播放功能。

当用户需要同时使用USB音箱和麦克风录入时，以多个人与对方进行聊天时为例，一方面，用户的声音通过外设的麦克风117录入声音至所述音箱芯片中，经ADC单元109转换为数字信号，再通过编码单元110进行编码，输入至控制单元105，用户可通过外部的按键进行音量的调节或静音的设置，所述编码后的信号和对方通过USB接口传输过来的音频信号在控制单元105的控制下，叠加后输入至解码单元106，再经DAC单元107、左右声道功放单元108、声音混合单元111、低通滤波单元112和低音功放单元113处理后，输出至三个喇叭进行播放。

如图2所示为本实用新型具体实施方式所述音箱芯片及其外围设备的另一种结构框图，该结构在图1所示结构的基础上，增加了一HUB单元102，用于支持将单个USB接口扩展为卡接口组和USB接口组，该卡接口包括一个或多个SD/MMC(Secure Digital/Multi Media Card)卡接口、SM(Smart Media)卡接口、XD(Extreme Digital)卡接口、CF(Compact Flash)卡接口、TF(Trans Flash)卡接口等；该USB接口组包括一个或多个USB接口，所述HUB单元102可有效扩展现有的单个USB接口，解决电脑USB接口有限的问题；当用户单独使用USB音箱功能或同时使用音箱功能和麦克风功能时，如果用户还需要使用多个USB接口或卡接口时，则可以利用所述的HUB单元外接的卡接口组和USB接口组，支持更多的USB设备或卡设备接入电脑，解决USB接口有限的困扰。

如图3所示为本实用新型具体实施方式所述音箱芯片及其外围设备的另一种结构框图，该结构在图2所示结构的基础上，在麦克风输入端增加一增益控制单元118，用于自动调节麦克风输入的增益，当麦克风输入出现输入信号过大时，调节麦克风增益以避免声音失真；当麦克风输入信号非常小时，会截断麦克风信号，以避免麦克风将环境杂音的输入，减小噪声；同时，所述音箱芯片的声音控制输入单元支持的按键信号还包括麦克风音量增加按键信号和麦克风音量减小按键信号；相应地，外围设备还增加了麦克风音量减小按键、麦克风音量增加按键，用于对麦克风的音量单独进行调节，使用更加灵活。同时，还可扩展USB接口的个数。

值得注意的是，图3所示结构中增加的增益控制单元108和麦克风音量减小按键、麦克风音量增加按键也可在图1所示结构的基础上进行的增加，使得到的音箱芯片及外围设备的结构能控制麦克风输入的音量及增益。

另外，上述包括了本实用新型音箱芯片及外围设备的装置为一种音箱装置，该音箱装置包括上述任一种USB音箱芯片及以下多种或所有外围设备：USB接口、麦克风、左声道喇叭、右声道喇叭、低音喇叭、麦克风音量增加按键、麦克风音量减小按键、喇叭音量增加按键、喇叭音量减小按键、静音按键、卡接口组、USB接口组，其中，USB接口连接所述USB音箱芯片的USBPHY单元；卡接口组合USB接口组连接所述USB音箱芯片的HUB单元；麦克风与所述USB音箱芯片的麦克风输入端口连接，在所述USB音箱芯片如图1或图2所示结构时，则与所述ADC单元109连接，在所述USB音箱芯片如图3所示结构时，则与所述增加控制单元118连接；左声道喇叭和右声道喇叭与所述USB音箱芯片的左右声道功放单元连接；低音喇叭与所述USB音箱芯片的低音功放单元连接；五个按键与所述USB音箱芯片的声音控制输入单元连接，在在所述USB音箱芯片如图1或图2所示结构时，则为三个按键，在所述USB音箱芯片如图3所示结构时，则为五个按键。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本实用新型进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种多功能的USB音箱芯片，其特征在于，该芯片结构包括：电源管理单元、声音控制输入单元、USB PHY单元、控制单元、解码单元、DAC单元、左右声道功放单元、ADC单元、编码单元、声音混合单元、低通滤波单元、低音功放单元，其中，

DAC单元，用于将解码后的音频数字信号转换为模拟信号；

2.根据权利要求1所述的USB音箱芯片，其特征在于，所述电源管理单元为LDO电源管理单元或DCDC电源管理单元。

3.根据权利要求1所述的USB音箱芯片，其特征在于，所述声音控制输入单元支持的按键信号包括喇叭输出声音的音量增加按键信号、音量减小按键信号、静音按键信号。

4.根据权利要去3所述的USB音箱芯片，其特征在于，所述声音控制输入单元支持的按键信号还包括麦克风音量增加按键信号和麦克风音量减小按键信号。

5.根据权利要求1所述的USB音箱芯片，其特征在于，所述USB音箱芯片结构还包括一增益控制单元，用于自动调节麦克风输入的增益。

6.根据权利要求1或4或5所述的USB音箱芯片，其特征在于，所述USB音箱芯片结构还包括一HUB单元，用于支持将单个USB接口扩展为卡接口组和USB接口组。

7.一种以权利要求6所述USB音箱芯片为主控芯片的USB音箱装置，其特征在于，所述USB音箱装置还包括外围设备USB接口、麦克风、左声道喇叭、右声道喇叭、低音喇叭、卡接口组、USB接口组，以及五个按键：麦克风音量增加按键、麦克风音量减小按键、喇叭音量增加按键、喇叭音量减小按键、静音按键，其中，USB接口连接所述USB音箱芯片的USB PHY单元；卡接口组合USB接口组连接所述USB音箱芯片的HUB单元；麦克风与所述USB音箱芯片的麦克风输入端口连接；左声道喇叭和右声道喇叭与所述USB音箱芯片的左右声道功放单元连接；低音喇叭与所述USB音箱芯片的低音功放单元连接；五个按键与所述USB音箱芯片的声音控制输入单元连接。

8.根据权利要求7所述的USB音箱装置，其特征在于，所述卡接口组包括一个或多个SD/MMC卡接口、SM卡接口、XD卡接口、CF卡接口、TF卡接口。