CN207766527U - 音频转换设备及多音响系统 - Google Patents

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李文学
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    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers

Abstract

本实用新型公开一种音频转换设备及多音响系统，其中，音频转换设备包括用于将接收的音频信号转换为电力载波信号，或者将接收的电力载波信号转换为音频信号的调制解调器，以及向所述调制解调器传输音频信号，或者接收所述调制解调器传输的音频信号，并根据所述音频信号驱动播放设备的控制芯片；其中，所述调制解调器的第一端与电力线连接；所述控制芯片包括与所述调制解调器的第二端连接的所述控制芯片的第一端，与播放设备连接的所述控制芯片的第二端，及用于接收外部设备发送的音频信号的所述控制芯片的第三端。本实用新型技术方案能够简化线路结构，通过电力线载波通信实现音频转换，提高了音频转换设备的可靠性。

Description

音频转换设备及多音响系统
技术领域
本实用新型涉及音频传输系统技术领域，特别涉及一种音频转换设备及多音响系统。
背景技术
喇叭系统按设计方式可分为主动式喇叭系统和被动式喇叭系统两大类，传统被动式CI(Customer installation-用户定制安装)类喇叭系统的安装方式如图1所示，需要在房屋装修阶段预埋好多条线缆，且对线缆端口的位置做好规划。而安装数量众多的线缆不仅给施工过程增加了很大难度，而且不方便后期对线缆以及系统故障的检修。并且，在已经完成的房屋、别墅、剧场或者体育场等建筑物中，对于原先的6声道喇叭系统需要扩展到8或10声道，被动式CI的喇叭系统也具有一定难度，降低了系统的可靠性。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供音频转换设备及多音响系统，旨在提高喇叭系统的可靠性。
为实现上述目的，本实用新型提出音频转换设备包括用于将接收的音频信号转换为电力载波信号，或者将接收的电力载波信号转换为音频信号的调制解调器，以及向所述调制解调器传输音频信号，或者接收所述调制解调器传输的音频信号，并根据所述音频信号驱动播放设备的控制芯片；其中，所述调制解调器的第一端与电力线连接；所述控制芯片包括与所述调制解调器的第二端连接的所述控制芯片的第一端，与播放设备连接的所述控制芯片的第二端，及用于接收外部设备发送的音频信号的所述控制芯片的第三端。
优选地，所述控制芯片被配置为在所述第三端接收音频信号时，将所述音频信号通过所述第一端向所述调制解调器传输所述音频信号的同时，对所述音频信号进行相应的处理，并通过处理后的所述音频信号通过所述第二端驱动所述播放设备。
优选地，所述音频转换设备还包括编译码器；所述编译码器的第一端与所述控制芯片的第二端连接，所述编译码器的第二端与播放设备连接；
所述编译码器，被配置为将所述音频信号进行分频处理并输出到所述播放设备。
优选地，所述音频转换设备还包括功率放大器；所述功率放大器的第一端与所述控制芯片的第二端连接，所述功率放大器的第二端与播放设备连接；
所述功率放大器，被配置为将所述音频信号进行功率放大并输出到所述播放设备。
优选地，所述控制芯片及所述编译码器集成在一个芯片中。
优选地，所述调制解调器调制频段为2MHZ至100MHZ之间。
优选地，所述调制解调器与所述电力线的火线、零线及安全地线连接。
本实用新型还提出一种多音响系统，包括N个如上述实施例所述的音频转换设备及N-1个播放设备，其中，N个音频转换设备包括一个主音频转换设备和N-1个从音频转换设备，所述每一从音频转换设备对应一所述播放设备，N大于等于2；所述主音频转换设备的第三端接收音频信号，所述主音频转换设备的第一端通过电力线与所述从音频转换设备连接，所述从音频转换设备的第二端与所述播放设备连接；
所述主音频转换设备，被配置为接收音频信号，将音频信号转换为电力载波信号，并通过所述电力线输出所述电力载波信号；
所述从音频转换设备，被配置为从所述电力载波信号解调出音频信号并对所述音频信号进行相应的处理，根据处理后的所述音频信号驱动所述播放设备工作。
优选地，还包括第N个播放设备，所述主音频转换设备的第二端与所述第N个播放设备连接；
所述主音频转换设备还被配置为通过第三端口接收音频信号时，将所述音频信号进行相应的处理，并根据处理后的所述音频信号驱动所述第N个播放设备。
优选地，所述音频转换设备集成在PCB板上。
优选地，所述音频转换设备集成在播放设备上。
本实用新型技术方案通过采用调制解调器、控制芯片组成音频转换设备，工作时，当所述控制芯片的第三端接收音频信号时，所述控制芯片将接收的音频信号通过第一端输出至所述调制解调器，所述调制解调器将所述音频信号调制为电力载波信号，并输出至电力线，通过电力线载波传输至其他设备；当调制解调器从电力线接收到电力载波信号时，对电力载波信号进行转换从中解调出音频信号，并将所述音频信号输出至控制芯片，所述控制芯片根据音频信号驱动第二端连接的播放设备。本实用新型音频转换设备利用调制解调器将音频信号调制到电力线中或从电力线中解调出音频信号，即为本实用新型利用电力线的载波传输音频信号，且增加播放设备时，仅需通过音频转换设备连接至电力线，无需再预先设定线缆，简化了线路结构，大大降低了增加播放设备的难度，且易于故障检测，从而实现了利用电力线进行载波通信，提高喇叭系统的可靠性的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为被动式音响系统的结构示意图；
图2为本实用新型音频转换设备实施例的一种电路结构示意图；
图3为本实用新型音频转换设备实施例的另一种电路结构示意图；
图4为本实用新型多音响系统一实施例的模块示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 调制解调器 30 编译码器
20 控制芯片 40 功率放大器
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种音频转换设备。
如图2所示，在本实用新型实施例中，音频转换设备包括用于将接收的音频信号转换为电力载波信号，或者将接收的电力载波信号转换为音频信号的调制解调器10，以及向调制解调器10传输音频信号，或者接收调制解调器10传输的音频信号，并根据音频信号驱动播放设备的控制芯片20。
其中，调制解调器10的第一端与电力线连接。控制芯片20包括：与调制解调器10的第二端连接的控制芯片20的第一端，与播放设备连接的控制芯片20的第二端，以及用于接收外部设备发送的音频信号的第三端。
需要说明的是，控制芯片的第三端接收的音频信号的来源，可以是PC、移动终端等发送的音频文件，也可以是PC或者移动终端发送控制芯片一个流媒体地址，此时，外部设备可以是PC、移动终端等。播放设备可以包括有源音箱、无源音箱、扬声器或喇叭等具有播放功能的设备，并且控制芯片20可以是一种处理器，其可以是功能相对较少、性能相对较弱的单片机，也可以是功能强大的ARM系列的处理器等。如果是单片机类的处理器，可以用来协调整个系统的管理，承接部分用户接口的功能。如果是功能强大一些的ARM系列的处理器，则可以利用其运行操作系统如linux和Android等，即方便操作系统的功能软件的开发。
需要说明的是，播放设备可以是具有向音频转换设备发送音频信号功能的具有发声装置的设备，此时，音频转换设备的第二端与第三端可以集成为一个端口，即为音频转换设备即为通过此端口接收到音频信号，并通过第一端传输至调制解调器，也可以在第一端接收到调制解调器传输的音频信号后，通过此端口驱动连接的播放设备播放音频信号。
音频转换设备可以接收外部设备发送的音频信号，并将此音频信号通过电力线传输至其他播放设备，以便其他播放设备进行音频信号的播放。这样，当控制芯片20的第三端接收信号到外部设备发送的音频信号时，将此音频信号通过第一端传输至调解解调器10，此时调制解调器10将接收的音频信号调制转换为能够在电力线传输的电力载波信号，并将电力载波信号传输至电力线，通过电力线载波将信号传输至其他设备。
进一步的，若调解解调器10仅能接收数字信号，并将数字信号转换为电力载波信号时，控制芯片20向调解解调器10传输数字音频信号。此时控制芯片20接收的音频信号为模拟信号，需先将其转换为数字音频信号。
上述过程是音频转换设备将接收的音频信号传输至电力线中。在实际使用过程中，音频转换设备可以从电力线中接收到其他设备发送的音频信号，并进行播放。此时，调解解调器10接收电力线传输的电力载波信号，调制解调器10将其调制转换为音频信号，并发送至控制芯片20。控制芯片20通过其第一端接收到音频信号时，可以对此音频信号进行相应的处理，并将处理后的音频信号发送至第二端连接的播放设备，以驱动播放设备播放音频信号。
需要说明的是，由于调制解调器解调出的音频信号为单个数据包式的信号，此时播放设备无法直接播放，控制芯片可以将第一端接收的音频信号进行解码等相关处理，将其转换为能够使播放设备播放的音频信号。
本实用新型通过电力线载波进行音频信号的传输，通过调制解调器10及控制芯片20进行音频信号的转换，可以有效的减少音频传输线缆的数量，提高了系统的可靠性。
进一步的，控制芯片20被配置为在第三端接收音频信号时，将音频信号通过第一端向调制解调器10传输音频信号的同时，对音频信号进行相应的处理，并通过处理后的音频信号通过第二端驱动播放设备。
具体的，音频转换设备还可以在控制芯片20第三端接收到外部设备的音频信号时，直接驱动控制芯片20自身连接的播放设备。此时，音频转换设备在控制芯片20通过第三端接收到音频信号后，通过第一端传输至调制解调器发送至其他播放设备时，还可以直接将接收的音频信号进行相应的处理，并将处理后的音频信号通过控制芯片20的第二端传输至播放设备，驱动播放设备进行音频信号的播放。
可选地，如图3所示，所述音频转换设备还包括编译码器30；编译码器30的第一端与控制芯片20的第二端连接，编译码器30的第二端与播放设备连接。编译码器30，被配置为将音频信号进行分频处理并输出到播放设备。
在调解解调器10接收电力线传输的电力载波信号时，调解解调器10将电力载波信号调制解调为音频信号并输出到控制芯片20，控制芯片20控制编译码器30对音频信号进行自动分频调音，替代传统阻容式分频器，编译码器30可进行灵活的频段调试，将分频后的音频信号传输到播放设备，提高了播放音质，进一步保障了系统的可靠性。
优选地，参考图3所示，所述音频转换设备还包括功率放大器40；功率放大器40的第一端与控制芯片20的第二端连接，功率放大器40的第二端与播放设备连接。
功率放大器40，被配置为将所述音频信号进行功率放大并输出到所述播放设备。
具体的，本音频转换设备还可包括功率放大器40，功率放大器40对控制芯片输出的音频信号进行信号放大，使播放设备接收到的音频信号更接近音频转换设备接收到的音频信号。
需要说明说的是，控制芯片20处理的信号一般为数字信号，而播放设备播放的为模拟信号，此时，功率放大器40还可以实现将数字信号转换为模拟信号，即为集成有数模转换的功能。
优选地，控制芯片20及编译码器30集成在一个芯片中。
需要说明的是，编译码器30还可移植到控制芯片20中，在控制芯片20及编译码器30，由集成后的控制芯片完成控制芯片和编译码器的功能，即完成音频信号的模数转换和分频处理，进一步达到节约空间的目的。
优选地，调制解调器10调制频段为2MHZ至100MHZ之间。
可以理解的是，根据播放设备的种类不同，其工作频率的范围也不同，已知低音的播放设备的工作频率一般从几十赫兹到数百赫兹，中音的从几百赫兹到数千赫兹，高音从数千赫兹到上万赫兹，本实施例中，调制解调器10可对载频频段2MHZ至100MHZ之间的音频信号进行调制载波。
进一步的，上述调制解调器10为PLC(Power line communication，电力线通讯)。此时，调制解调器10还可兼容协议HomePlug AV2、G.hn标准等。其中，HomePlug AV是PLC有关音视频宽带家庭网络的技术规范，它支持多个数据和视频流的分配，保证音频的完整传递和实现Gbps速率等级的信息传输。G.hn标准是关于电源线、电话线和同轴电缆的一套协议规范，可以把现有的双绞线、同轴电缆以及电源线进行资源整合，实现统一的传输。
需要说明的是，调制解调器10还可以兼容其他协议，本实用新型对此不做限制。
需要说明的是，上述的音频信号不仅包含有声音信号，也可包含有视频信号，即为本实用新型中，音频信号实际为音视频的相关信号。即为在上述播放设备不仅可以播放音乐等声音信号，还可以播放视频信号，此时上述音频转换设备不仅可以实现声音信号与电力载波信号的转换与传输，并且还可以实现视频信号与电力载波信号的转换与传输，本实用新型对此不做限制。
并且，在音频转换设备利用调制解调器及电力线可以实现不同播放设备或是不同音频转换设备之间的控制信息的传输，本实用新型对其能够传输的信号不做限制。
进一步的，上述调制解调器10与电力线的火线、零线及安全地线连接，这样一来，调制解调器10可以将电力载波信号分配至电力线的火线、零线及安全地线，其中，火线和零线配对，火线和安全地配对组成，从而可以使用火线，零线，安全地组成的MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)模式传输信号。
如图4所示，本实用新型还提出一种多音响系统，所述多音响系统包括N个如上所述的音频转换设备及N-1个播放设备，其中，N个音频转换设备包括一个主音频转换设备和N-1个从音频转换设备，所述每一从音频转换设备对应一所述播放设备，N大于等于2；所述主音频转换设备的第三端接收音频信号，所述主音频转换设备的第一端通过电力线与所述从音频转换设备连接，所述从音频转换设备的第二端与所述播放设备连接；
主音频转换设备，被配置为接收音频信号，将音频信号转换为电力载波信号，并通过电力线输出电力载波信号。
从音频转换设备，被配置为从电力载波信号解调出音频信号并对音频信号进行相应的处理，根据处理后的音频信号驱动播放设备工作。
多音响系统包括至少两个音频转换设备，其中一个作为主音频转换设备，其他音频转换设备作为从音频转换设备，主音频转换设备和从音频转换设备之间通过电力线连接。
进一步的，本实用新型还可将电力线与插座进行连接，音频转换设备与插座相连，这样在原有的多音响系统中进行扩展时，只需将音频转换设备与插座连接即可完成扩展。
工作时，主音频转换设备的控制芯片20通过第三端接收音频信号，并将音频信号通过第一端输出到主音频转换设备的调制解调器10，主音频转换设备的调制解调器10将音频信号进行调制转换为电力载波信号，并将电力载波信号传输至电力线中，以便通过电力线传输到各从音频转换设备。从音频转换设备的调制解调器10从电力线中接收到电力载波信号，并将接收的电力载波信号解调转换为音频信号，并将音频信号输出到从音频转换设备的控制芯片中20，从音频转换设备的控制芯片中20将接收的音频信号进行相应的处理，并将处理后的音频信号通过第二算输出至对应的播放设备，从而完成音频信号的传输转换最终由播放设备播放。
主音频转换设备通过火线，零线，安全地线三线与从音频转换设备进行MIMO方式通讯。本系统中的传输方式，速度高于火线、零线双线制的SISO(Simple-Input SimpleOutput，单输入单输出)通讯方式,提高了音频转换设备的传输速度。
本实用新型多音响系统实现被动式CI类喇叭系统转化为主动式CI类喇叭系统，利用现有的电力线载波进行音频信号的转换传输，简化原有的被动式音响系统的线路结构，节约成本，并且方便升级音响系统，本实用新型多音响系统适用于剧院、礼堂、音乐厅及其他场所。
优选地，上述多音响系统还包括第N个播放设备，此时，主音频转换设备的第二端与第N个播放设备连接。
主音频转换设备还被配置为通过第三端口接收音频信号时，将音频信号进行相应的处理，并根据处理后的音频信号驱动第N个播放设备。
具体的，主音频转换设备的第二端与播放设备连接，这样一来，主音频转换设备也可以连接播放设备，并在接收到外部设备发送的音频信号时，将此音频信号进行相应的处理，并将处理后的音频信号发送至其第二端连接的播放设备，以便驱动此播放设备进行相应的音频信号的播放。
可以理解的是，主音频转换设备同样具有音频信号转换的功能，所以主音频转换设备同样与播放设备连接进而实现音频信号的播放。
优选地，所述音频转换设备集成在PCB板上。
本实用新型音频转换设备不区分通讯电路和控制电路，音频转换设备的各元器件集成在PCB板上，方便拆卸维护，音频信号和控制指令数据均通过电力线传输，进一步简化了线路并节约了安装空间。
优选地，所述音频转换设备集成在播放设备上。
需要说明的是，在主音频转换设备与从音频转换设备之间需要进行控制信息的传输时，可以是通过上述的电力线仅传输的，上述调制解调器不仅可以将音频信号转换为电力载波信号，还可以将相关的控制信息等转换为电力载波信号进行传输。即为，在本实用新型中的多音响系统中，不同的播放设备间的信息传输均是通过音频转换设备及电力线来实现的。
同样，本实用新型音频转换设备可以集成在播放设备上，将音频转化设备与播放设备集成一体，在需要扩展声道时，只需将播放设备与电力线连接即可实现音频的播放。
以下，通过图2至图4说明本实用新型多音响系统的工作原理：
首先，主音频转换设备接收音频信号。
然后，主音频转换设备将音频信号进行调制转换为电力载波信号，并将电力载波信号输出至电力线中。此时，若主音频转换设备连接有播放设备，还可以将接收的音频信号进行相应的处理，并驱动此播放设备播放音频信号。
接着，至少一个从音频转换设备从电力线中接收到电力载波信号，将接收的电力载波信号解调转换为音频信号，并将此音频信号进行相应的处理。
最后，将处理后的音频信号输出至对应的播放设备，从而完成音频信号的传输转换最终由播放设备播放。实现了音频的传输转换，并在增加播放设备时，仅需将此播放设备通过音频转换设备连接至电力线上，即可实现，简化了线路结构，同时利用电力线进行载波通信，提高了喇叭系统的可靠性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种音频转换设备，其特征在于，包括用于将接收的音频信号转换为电力载波信号，或者将接收的电力载波信号转换为音频信号的调制解调器，以及向所述调制解调器传输音频信号，或者接收所述调制解调器传输的音频信号，并根据所述音频信号驱动播放设备的控制芯片；其中，
所述调制解调器的第一端与电力线连接；所述控制芯片包括与所述调制解调器的第二端连接的所述控制芯片的第一端，与播放设备连接的所述控制芯片的第二端，及用于接收外部设备发送的音频信号的所述控制芯片的第三端。
2.根据权利要求1所述的音频转换设备，其特征在于，所述控制芯片被配置为在所述第三端接收音频信号时，将所述音频信号通过所述第一端向所述调制解调器传输所述音频信号的同时，对所述音频信号进行相应的处理，并通过处理后的所述音频信号通过所述第二端驱动所述播放设备。
3.如权利要求1或2所述的音频转换设备，其特征在于，所述音频转换设备还包括编译码器；所述编译码器的第一端与所述控制芯片的第二端连接，所述编译码器的第二端与播放设备连接；
所述编译码器，被配置为将所述音频信号进行分频处理并输出到所述播放设备。
4.如权利要求1或2所述的音频转换设备，其特征在于，所述音频转换设备还包括功率放大器；所述功率放大器的第一端与所述控制芯片的第二端连接，所述功率放大器的第二端与播放设备连接；
所述功率放大器，被配置为将所述音频信号进行功率放大并输出到所述播放设备。
5.如权利要求3所述的音频转换设备，其特征在于，所述控制芯片及所述编译码器集成在一个芯片中。
6.如权利要求1或2所述的音频转换设备，其特征在于，所述调制解调器调制频段为2MHZ至100MHZ之间。
7.根据权利要求1或2所述的音频转换设备，其特征在于，所述调制解调器与所述电力线的火线、零线及安全地线连接。
8.一种多音响系统，其特征在于，包括N个如权利要求1-7任意一项所述的音频转换设备及N-1个播放设备，其中，N个音频转换设备包括一个主音频转换设备和N-1个从音频转换设备，所述每一从音频转换设备对应一所述播放设备，N大于等于2；所述主音频转换设备的第三端接收音频信号，所述主音频转换设备的第一端通过电力线与所述从音频转换设备连接，所述从音频转换设备的第二端与所述播放设备连接；
所述主音频转换设备，被配置为接收音频信号，将音频信号转换为电力载波信号，并通过所述电力线输出所述电力载波信号；
所述从音频转换设备，被配置为从所述电力载波信号解调出音频信号并对所述音频信号进行相应的处理，根据处理后的所述音频信号驱动所述播放设备工作。
9.如权利要求8所述的多音响系统，其特征在于，还包括第N个播放设备，所述主音频转换设备的第二端与所述第N个播放设备连接；
所述主音频转换设备还被配置为通过第三端口接收音频信号时，将所述音频信号进行相应的处理，并根据处理后的所述音频信号驱动所述第N个播放设备。
10.如权利要求8或9所述的多音响系统，其特征在于，所述音频转换设备集成在所述播放设备上。
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