CN207070216U - 一种多路音频处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于音视频会议设备领域，尤其是一种多路音频处理设备。本实用新型多个声卡核心单元、多个USB集线器扩展底单元、信号端子、备用USB连接器、多路声卡核心板信号连接器以及用于为本多路音频处理设备供电的供电模块，每一个所述USB集线器扩展底单元的输出端均连接多个声卡核心单元的输入端，两个所述USB集线器扩展底单元之间采用级联或非级联方式连接，所述信号端子的输出端分别连接一个USB集线器扩展底单元的输入端、声卡连接器的输入端，所述备用USB连接器的输出端连接另一个USB集线器扩展底单元的输入端。当需要更多通道的混音，只需在音频底板上继续级联USB集线器扩展底单元，本实用新型为用户提供了丰富的接口，而且成本低廉，供电稳定。

Description

一种多路音频处理设备

技术领域

本实用新型属于音视频会议设备领域，尤其是一种多路音频处理设备。

背景技术

随着音视频技术的飞速发展，使得人们生活更加便捷，在多媒体会议中，音频的实用性要求非常高，所以市面上音频声卡的研究也比较广泛。对声卡的音质实用性要求相对较高，在多媒体会议中，与会者希望听清每个发言人的发言内容，及时互动沟通。

基于音频声卡的实用性，目前的音频设备仍然存在这样或那样的不足之处，不能既保证接口丰富，又保证设计成本和实现多通道的矩阵数字混音系统。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种接口丰富、成本低廉的多路音频处理设备。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术措施：

一种多路音频处理设备包括多个声卡核心单元、多个USB集线器扩展底单元、信号端子、备用USB连接器、多路声卡核心板信号连接器以及用于为本多路音频处理设备供电的供电模块，每一个所述USB集线器扩展底单元的输出端均连接多个声卡核心单元的输入端，两个所述USB集线器扩展底单元之间采用级联或非级联方式连接，所述信号端子的输出端分别连接一个USB集线器扩展底单元的输入端、多路声卡核心板信号连接器的输入端，所述备用USB连接器的输出端连接另一个USB集线器扩展底单元的输入端。

本实用新型还可以通过以下技术措施进一步实现。

优选的，所述声卡核心单元包括ARM控制芯片、codec音频编解码芯片、RS485通信芯片、LDO电源转换芯片、拨码开关以及JTAG编程端口，所述ARM控制芯片分别与Codec音频编解码芯片、RS485通信芯片之间双向通信连接，所述拨码开关、JTAG编程端口的输出端均连接ARM控制芯片的输入端，所述LDO电源转换芯片的电源输出端分别连接ARM控制芯片、codec音频编解码芯片的电源输入端，所述USB集线器扩展底单元的输出端连接ARM控制芯片的输入端。

优选的，两个所述USB集线器扩展底单元之间采用0欧姆电阻相连；所述备用USB连接器的输出端通过0欧姆电阻连接另一个USB集线器扩展底单元的输入端。

优选的，所述信号端子包括USB差分信号引脚、RS485差分信号引脚，所述USB差分信号引脚的输出端连接一个USB集线器扩展底单元的输入端，所述RS485差分信号引脚的输出端连接多路声卡核心板信号连接器的输入端。

优选的，每一个所述USB集线器扩展底单元的输出端均通过2.0mm间距的单排插针连接多个声卡核心单元的输入端。

进一步的，所述ARM控制芯片与codec音频编解码芯片之间通过I2S通信双向通信连接。

进一步的，所述ARM控制芯片的型号为NUC123SD4AN0。

进一步的，所述codec音频编解码芯片的型号为NAU8822A。

本实用新型的有益效果在于：

1)、本实用新型包括多个声卡核心单元、多个USB集线器扩展底单元、信号端子、备用USB连接器、多路声卡核心板信号连接器以及用于为本多路音频处理设备供电的供电模块，当需要更多通道的混音，只需在音频底板上继续级联USB集线器扩展底单元，本实用新型为用户提供了丰富的接口，而且成本低廉，供电稳定。

值得特别指出的是：本实用新型只保护由上述物理部件以及连接各个物理部件之间的线路所构成的装置或者物理平台，而不涉及其中的软件部分。

2)、两个所述USB集线器扩展底单元之间采用0欧姆电阻相连；所述备用USB连接器的输出端通过0欧姆电阻连接一个USB集线器扩展底单元的输入端，通过0欧姆电阻跳接实现级联连接方式和非级联连接方式的转换；通过备用USB连接器，本实用新型能够实现独立供电，而且本实用新型对声音的信噪比影响较小。

附图说明

图1为本实用新型的硬件电路设计框图；

图2为本实用新型的底板示意图；

图3为本实用新型的声卡核心单元硬件电路设计框图；

图4为本实用新型的多路音频处理设备示意图；

图5为本实用新型的声卡核心单元示意图。

图中的附图标记含义如下：

1—信号端子 2—备用USB连接器 3—多路声卡核心板信号连接器

4—供电模块 11—ARM控制芯片 12—codec音频编解码芯片

13—RS485通信芯片 14—LDO电源转换芯片 15—拨码开关

16—JTAG编程端口

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种多路音频处理设备包括12个声卡核心单元分别为第一声卡核心单元、第二声卡核心单元、第三声卡核心单元、第四声卡核心单元、第五声卡核心单元、第六声卡核心单元、第七声卡核心单元、第八声卡核心单元、第九声卡核心单元、第十声卡核心单元、第十一声卡核心单元、第十二声卡核心单元；2个USB集线器扩展底单元分别为第一USB集线器扩展底单元和第二USB集线器扩展底单元；信号端子1；备用USB连接器2；12路声卡核心板信号连接器3以及用于为本多路音频处理设备供电的供电模块4。

所述第一USB集线器扩展底单元的输出端分别连接第一声卡核心单元、第二声卡核心单元、第三声卡核心单元、第四声卡核心单元、第五声卡核心单元以及一个预留口的输入端，第二USB集线器扩展底单元的输出端分别连接第六声卡核心单元、第七声卡核心单元、第八声卡核心单元、第九声卡核心单元、第十声卡核心单元、第十一声卡核心单元、第十二声卡核心单元的输入端，第一USB集线器扩展底单元与第二USB集线器扩展底单元之间采用级联或非级联方式连接，级联方式连接：所述第一USB集线器扩展底单元的输出端通过0欧姆电阻连接第二USB集线器扩展底单元的输入端；非级联方式连接：所述备用USB连接器2的输出端通过0欧姆电阻连接第二USB集线器扩展底单元的输入端，所述信号端子1的输出端分别连接第一USB集线器扩展底单元的输入端、12路声卡核心板信号连接器3的输入端，所述供电模块4的电源输入端连接供电端子的电源输出端。

级联只需一个USB上行口，用扩展的7路中的某一路作为第二USB集线器扩展底单元的上行口；非级联的方式中，第一USB集线器扩展底单元和第二USB集线器扩展底单元相互独立，有各自的USB上行口，这种方法方便测试HUB芯片的好坏，当第一USB集线器扩展底单元出现问题的时候，在级联的方式中，第二USB集线器扩展底单元也不能正常工作，无法判断第二USB集线器扩展底单元的芯片是否损坏，所以本多路音频处理设备中保留了两种，通过0欧姆电阻跳接实现两种设计的转换，此外预留的USB接口可独立供电，当12路声卡同时使用时，需外接12V供电。底板中的供电模块4即DC/DC电源芯片实现12V转5V，且电源纹波20mV左右，对声音的信噪比影响较小。

图2为本多路音频处理设备的底板示意图，声卡核心单元通过声卡核心板连接器固定，音频信号通过音频输入信号连接器输入，音频信号通过音频输出信号连接器输出。

如图3、5所示，所述声卡核心单元包括ARM控制芯片11、codec音频编解码芯片12、RS485通信芯片13、LDO电源转换芯片14、拨码开关15以及JTAG编程端口16，所述ARM控制芯片11分别与Codec音频编解码芯片12、RS485通信芯片13之间双向通信连接，所述拨码开关15、JTAG编程端口16的输出端均连接ARM控制芯片11的输入端，所述LDO电源转换芯片14的电源输出端分别连接ARM控制芯片11、codec音频编解码芯片12的电源输入端，所述USB集线器扩展底单元的输出端连接ARM控制芯片11的输入端。

LDO电源转换芯片14将5V电压转换为3.3V，给ARM控制芯片11和codec音频编解码芯片12供电，ARM控制芯片11的型号为NUC123SD4AN0，codec音频编解码芯片12的型号为NAU8822A。

图4为本多路音频处理设备的多路音频处理设备示意图，多路音频处理设备包括USB集线器扩展底单元即USB HUB扩展底板、声卡核心板，声卡以声卡核心板的形式实现，预留丰富的接口，可以用在不同的音频底板上，只要接口统一即可。声卡核心板中采用丰富的接口方式，如USB差分信号引脚、RS485差分信号引脚、音频输入输出信号等，最终实现RS485组网和音频信号的采集；而音频底板实现音频的多通道输入输出。

所述信号端子1包括USB差分信号引脚、RS485差分信号引脚，所述USB差分信号引脚的输出端连接一个USB集线器扩展底单元的输入端，所述RS485差分信号引脚的输出端连接12路声卡核心板信号连接器3的输入端。

每一个所述USB集线器扩展底单元的输出端均通过2.0mm间距的单排插针连接多个声卡核心单元的输入端；所述ARM控制芯片11与codec音频编解码芯片12之间通过I2S通信双向通信连接，实现音频的编解码处理，通过485总线协议实现组网，电脑可以访问每个ARM控制芯片11，电脑就可检测到12路声卡的情况，同时通过4位拨码开关14定位出故障的声卡，4位拨码开关14通过与ARM控制芯片11的IO口相连，实现对声卡从0000到1111的编码。

本实用新型在使用时，可以与现有技术中的软件配合来进行使用。下面结合现有技术中的软件对本实用新型的工作原理进行描述，但是必须指出的是：与本实用新型相配合的软件不是本实用新型的创新部分，也不是本实用新型的组成部分。

该设备在上位机软件中点击音频矩阵标签，可看到12路声卡在线，选择任意一路接入手机音频信号，在矩阵控制界面选择从任意路输出；选择任意多路接入音频信号，在矩阵控制界面选择某一路进行混音输出，可听到混音后的音频；在音频输入栏双击“输入N”可进行类型切换，若接入的是line信号则切换为mic后信号增大；可在音频输入输出栏控制输入输出音量，若输入输出有音频接入或输出，可在界面看到幅值跳动；点击保存配置可将当前矩阵配置选择保存，点击加载配置可加载之前保存的矩阵配置。这是多路音频处理系统最终联调取得的结果，也是测试音频系统合格与否的判据。

Claims (8)

1.一种多路音频处理设备，其特征在于：包括多个声卡核心单元、多个USB集线器扩展底单元、信号端子(1)、备用USB连接器(2)、多路声卡核心板信号连接器(3)以及用于为本多路音频处理设备供电的供电模块(4)，每一个所述USB集线器扩展底单元的输出端均连接多个声卡核心单元的输入端，两个所述USB集线器扩展底单元之间采用级联或非级联方式连接，所述信号端子(1)的输出端分别连接一个USB集线器扩展底单元的输入端、多路声卡核心板信号连接器(3)的输入端，所述备用USB连接器(2)的输出端连接另一个USB集线器扩展底单元的输入端。

2.如权利要求1所述的一种多路音频处理设备，其特征在于：所述声卡核心单元包括ARM控制芯片(11)、codec音频编解码芯片(12)、RS485通信芯片(13)、LDO电源转换芯片(14)、拨码开关(15)以及JTAG编程端口(16)，所述ARM控制芯片(11)分别与Codec音频编解码芯片(12)、RS485通信芯片(13)之间双向通信连接，所述拨码开关(15)、JTAG编程端口(16)的输出端均连接ARM控制芯片(11)的输入端，所述LDO电源转换芯片(14)的电源输出端分别连接ARM控制芯片(11)、codec音频编解码芯片(12)的电源输入端，所述USB集线器扩展底单元的输出端连接ARM控制芯片(11)的输入端。

3.如权利要求2所述的一种多路音频处理设备，其特征在于：两个所述USB集线器扩展底单元之间采用0欧姆电阻相连；所述备用USB连接器(2)的输出端通过0欧姆电阻连接另一个USB集线器扩展底单元的输入端。

4.如权利要求3所述的一种多路音频处理设备，其特征在于：所述信号端子(1)包括USB差分信号引脚、RS485差分信号引脚，所述USB差分信号引脚的输出端连接一个USB集线器扩展底单元的输入端，所述RS485差分信号引脚的输出端连接多路声卡核心板信号连接器(3)的输入端。

5.如权利要求1所述的一种多路音频处理设备，其特征在于：每一个所述USB集线器扩展底单元的输出端均通过2.0mm间距的单排插针连接多个声卡核心单元的输入端。

6.如权利要求2所述的一种多路音频处理设备，其特征在于：所述ARM控制芯片(11)与codec音频编解码芯片(12)之间通过I2S通信双向通信连接。

7.如权利要求6所述的一种多路音频处理设备，其特征在于：所述ARM控制芯片(11)的型号为NUC123SD4AN0。

8.如权利要求7所述的一种多路音频处理设备，其特征在于：所述codec音频编解码芯片(12)的型号为NAU8822A。