CN209488670U - 一种音视频控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种音视频控制系统，所述系统包括音视频输入设备、开关电路、一个或多个音视频输出设备，所述开关电路包括音视频信号开关单元、IIC电平转换单元和IIC信号开关单元，所述音视频输出设备包括信号输入引脚和IIC引脚，音视频信号开关单元接收音视频输入设备发送的输入信号并输出至一个或多个音视频输出设备的信号输入引脚；IIC电平转换单元接收音视频输入设备发送的IIC控制信号，并对IIC控制信号进行电平转换后输出至IIC信号开关单元；IIC信号开关单元接收电平转换后的IIC控制信号并输出至一个或多个音视频输出设备的IIC引脚。本申请通过开关电路对输入信号及IIC控制信号进行切换选择后输出至一个或多个不同的音视频输出设备。

Description

一种音视频控制系统

技术领域

本实用新型涉及但不限于车载视频应用技术领域，特别涉及一种音视频控制系统。

背景技术

随着车联网、物联网的兴起与普及，汽车逐渐向安全性、舒适性、娱乐性方向发展，视频显示在汽车座舱内的应用也越来越广泛。

在汽车座舱内，一路视频信号有可能需要传输到两个或两个以上的不同的显示设备，满足不同的应用需求。如何将一路视频信号传输到两个或两个以上的不同的显示设备，是一个值得考虑的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种音视频控制系统，能够对音视频信号进行切换选择并传输到一个或多个不同的音视频输出设备。

为了达到本实用新型目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种音视频控制系统，包括音视频输入设备、开关电路、一个或多个音视频输出设备，所述开关电路包括音视频信号开关单元、集成电路总线IIC电平转换单元和IIC信号开关单元，所述音视频输出设备包括信号输入引脚和IIC引脚，其中：

所述音视频信号开关单元接收音视频输入设备发送的输入信号，并输出至一个或多个所述音视频输出设备的信号输入引脚；

所述IIC电平转换单元接收音视频输入设备发送的IIC控制信号，并对所述IIC控制信号进行电平转换后输出至IIC信号开关单元；

所述IIC信号开关单元接收电平转换后的IIC控制信号，并输出至一个或多个所述音视频输出设备的IIC引脚。

在一实施例中，所述输入信号为音频信号和/或视频信号。

在一实施例中，所述开关电路还包括热插拔检测HPD信号开关单元和HPD电平转换单元，其中：

所述HPD信号开关单元接收一个或多个所述音视频输出设备的热插拔信号，并输出至HPD电平转换单元；

所述HPD电平转换单元接收所述热插拔信号，并对所述热插拔信号进行电平转换后输出至所述音视频输入设备。

在一实施例中，所述音视频信号开关单元、所述IIC信号开关单元和所述HPD信号开关单元集成在一个开关芯片上。

在一实施例中，所述IIC电平转换单元包括电平转换芯片、第一电容、第二电容和第一电阻，所述电平转换芯片包括A端口第一引脚、A端口第二引脚、B端口第一引脚、B端口第二引脚、启用引脚、第一供电引脚和第二供电引脚，所述开关芯片包括显示数据通道DDC时钟引脚和DDC数据引脚，所述音视频输入设备包括第一IIC控制信号引脚和第二IIC控制信号引脚，其中：

所述第一电容的一端接地，另一端分别与所述第一供电引脚和外部第一电源相连接；

所述第二电容的一端接地，另一端分别与所述第二供电引脚和外部第二电源相连接；

所述第一电阻的一端与外部第三电源相连接，另一端与所述启用引脚相连接；

所述A端口第一引脚、A端口第二引脚分别与所述音视频输入设备的第一IIC控制信号引脚、第二IIC控制信号引脚相连接，所述B端口第一引脚、B端口第二引脚分别与所述开关芯片的DDC时钟引脚、DDC数据引脚相连接。

在一实施例中，所述HPD电平转换单元包括第一三极管和第二电阻，所述开关芯片包括第一热插拔检测引脚、第二热插拔检测引脚、热插拔输入引脚，其中：

所述第一三极管的基极与所述热插拔输入引脚相连接，发射极接地，集电极分别与所述音视频输入设备的热插拔检测引脚和所述第二电阻的一端相连接，所述第二电阻的另一端与外部第四电源相连接；

所述第一热插拔检测引脚和第二热插拔检测引脚分别与第一音视频输出设备和第二音视频输出设备的热插拔检测引脚相连接。

在一实施例中，所述开关芯片包括关闭选择引脚，所述开关电路还包括用于选择是否关闭所述开关芯片的开关配置单元，其中：

所述开关配置单元包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接外部第五电源，另一端连接所述关闭选择引脚。

在一实施例中，所述开关芯片包括位置选择引脚，所述开关电路还包括用于选择一个或多个所述音视频输出设备的开关位置选择单元，其中：

所述开关位置选择单元包括第二三极管和第四电阻，所述音视频输入设备包括输入输出引脚；

所述第二三极管的基极与所述输入输出引脚相连接，发射极接地，集电极分别与所述位置选择引脚和所述第四电阻的一端相连接，所述第四电阻的另一端与外部第六电源相连接。

本实用新型的技术方案，具有如下有益效果：

本实用新型提供的音视频控制系统，通过开关电路对输入信号及IIC控制信号进行切换选择后输出至一个或多个不同的音视频输出设备。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的一种音视频控制系统的组成结构示意图；

图2为本实用新型实施例的另一种音视频控制系统的组成结构示意图；

图3为本实用新型实施例的一种音视频控制系统的电路原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种音视频控制系统，包括音视频输入设备101、开关电路102、一个或多个音视频输出设备103，所述开关电路102包括音视频信号开关单元1021、集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，IIC)电平转换单元1022和IIC信号开关单元1023，所述音视频输出设备103包括信号输入引脚和IIC引脚，其中：

所述音视频信号开关单元1021接收音视频输入设备101发送的输入信号，并输出至一个或多个所述音视频输出设备103的信号输入引脚；

所述IIC电平转换单元1022接收音视频输入设备101发送的IIC控制信号，并对所述IIC控制信号进行电平转换后输出至IIC信号开关单元1023；

所述IIC信号开关单元1023接收电平转换后的IIC控制信号，并输出至一个或多个所述音视频输出设备103的IIC引脚。

需要说明的是，本实用新型所述的输入信号可以为音频信号和/或视频信号。所述音视频输入设备101通过控制开关电路102，可以把音视频输入设备101传输的高速音视频信号进行切换，选择音视频信号输出到一个或多个所述音视频输出设备103，同时音视频输入设备101的IIC控制信号经过IIC电平转换单元1022后也进行切换，选择去控制一个或多个相应的所述音视频输出设备103。

在本发明的一实施例中，如图2所示，所述开关电路102还包括热插拔检测(HotPlug Detect，HPD)信号开关单元1024和HPD电平转换单元1025，其中：

所述HPD信号开关单元1024接收一个或多个所述音视频输出设备103的热插拔信号，并输出至HPD电平转换单元1025；

所述HPD电平转换单元1025接收所述热插拔信号，并对所述热插拔信号进行电平转换后输出至所述音视频输入设备101。

相应地，所述HPD信号开关单元1024和HPD电平转换单元1025将来自于一个或多个所述音视频输出设备103的热插拔信号经过电平转换后传送给所述音视频输入设备101。

在本发明的一实施例中，所述音视频输入设备101可以为中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)。

在本发明的一实施例中，所述音视频信号开关单元1021、所述IIC信号开关单元1023和所述HPD信号开关单元1024集成在图3所示的一个开关芯片上。

在本实施例的一示例中，如图3所示，假设有两个音视频输出设备103，所述开关芯片的OUT_0+/-、OUT_1+/-、OUT_2+/-、OUT_3+/-引脚分别连接所述音视频输入设备101的视频信号引脚DDI1_TXP/N_0、DDI1_TXP/N_1、DDI1_TXP/N_2、DDI1_TXP/N_3；所述开关芯片的IN1_0+/-、IN1_1+/-、IN1_2+/-、IN1_3+/-引脚连接到第一个音视频输出设备103；所述开关芯片的IN2_0+/-、IN2_1+/-、IN2_2+/-、IN2_3+/-引脚连接到第二个音视频输出设备103；所述开关芯片的显示数据通道(Display data channel，DDC)时钟引脚DDC_CLK、DDC数据引脚DDC_DAT引脚分别连接电平转换芯片的B1、B2引脚；所述开关芯片的DDC_CLK1、DDC_DAT1引脚连接到第一个音视频输出设备103的IIC引脚；所述开关芯片的DDC_CLK2、DDC_DAT2引脚连接到第二个音视频输出设备103的IIC引脚；所述开关芯片的HPDIN引脚连接IIC电平转换单元1022中第一三极管T1的基极；所述开关芯片的HPD_1引脚连接到第一个音视频输出设备103的HPD引脚；所述开关芯片的HPD_2引脚连接到第二个音视频输出设备103的HPD引脚。

在本发明的一实施例中，所述IIC电平转换单元1022包括图3所示的电平转换芯片、第一电容C1、第二电容C2和第一电阻R1，所述电平转换芯片包括A端口第一引脚A1、A端口第二引脚A2、B端口第一引脚B1、B端口第二引脚B2、启用引脚EN、第一供电引脚VCCA和第二供电引脚VCCB，所述开关芯片包括DDC时钟引脚DDC_CLK和DDC数据引脚DDC_DAT，所述音视频输入设备101包括第一IIC控制信号引脚DDI1_DDC_SCL和第二IIC控制信号引脚DDI1_DDC_SDA，其中：

所述第一电容C1的一端接地，另一端分别与所述第一供电引脚VCCA和外部第一电源(1.8V)相连接；

所述第二电容的C2一端接地，另一端分别与所述第二供电引脚VCCB和外部第二电源(3.3V)相连接，C2和C1分别为VCCB和VCCA的供电输入起滤除干扰的作用；

所述第一电阻R1的一端与外部第三电源(3.3V)相连接，另一端与所述启用引脚EN相连接，这样EN引脚就被上拉到3.3V电源，处于高电平，电平转换芯片处于有效工作状态；

所述A端口第一引脚A1、A端口第二引脚A2分别与所述音视频输入设备101的第一IIC控制信号引脚DDI1_DDC_SCL、第二IIC控制信号引脚DDI1_DDC_SDA相连接，所述B端口第一引脚B1、B端口第二引脚B2分别与所述开关芯片的DDC时钟引脚DDC_CLK、DDC数据引脚DDC_DAT相连接；

电平转换芯片的GND引脚接地，由于端口A的供电是1.8V，端口B的供电是3.3V，来自音视频输入设备101的1.8V电平的IIC控制信号就被转换为3.3V电平的IIC控制信号。

在本发明的一实施例中，所述开关电路102还包括电源滤波单元，所述电源滤波单元用于滤除连接至所述开关芯片的供电引脚的外部电源输入信号中的干扰信息。这样，当外部电源输入信号中出现干扰时，电源滤波单元可以滤除干扰信息，避免干扰信息对开关芯片的影响。

如图3所示，所述电源滤波单元包括四个电容：C3、C4、C5、C6，其中电容C5、C6的一端分别与第八电源(3.3V)电源和开关芯片的一个供电引脚VDD1连接，另一端接地，以滤除VDD1供电的干扰；电容C3、C4的一端分别与第七电源(3.3V)和开关芯片的另一个供电引脚VDD2连接，另一端接地，以滤除VDD2供电的干扰。

可选地，电容C4和C5的型号可以为100NF/16V，电容C3和C6的型号可以为1UF/25V。

在本发明的一实施例中，所述HPD电平转换单元1025包括第一三极管T1和第二电阻R2，所述开关芯片包括第一热插拔检测引脚HPD_1、第二热插拔检测引脚HPD_2、热插拔输入引脚HPDIN，其中：

所述第一三极管T1的基极与所述热插拔输入引脚HPDIN相连接，发射极接地，集电极分别与所述音视频输入设备101的热插拔检测引脚DBI_CSX和所述第二电阻R2的一端相连接，第二电阻R2的另一端与外部第四电源(1.8V)相连接；

所述第一热插拔检测引脚HPD_1和第二热插拔检测引脚HPD_2分别与第一音视频输出设备和第二音视频输出设备的HPD引脚相连接。

当来自外部音视频输出设备103的热插拔信号为高电平时，第一三极管T1的基极即为高电平，T1的集电极与发射极导通，音视频输入设备101的热插拔检测引脚DBI_CSX为低电平，于是音视频输入设备101感知到外部的热插拔信号有效；反之，来自外部音视频输出设备103的热插拔信号为低电平时，第一三极管T1的基极即为低电平，T1的集电极与发射极截止，热插拔检测引脚DBI_CSX为1.8V高电平，音视频输入设备101感知到外部的热插拔信号无效。

在该实施例的一示例中，所述第一三极管T1为NPN型三极管。

在本发明的一实施例中，所述开关芯片包括关闭选择引脚XSD，所述开关电路102还包括用于选择是否关闭所述开关芯片的开关配置单元，其中：

所述开关配置单元包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端连接外部第五电源(3.3V)，另一端连接所述关闭选择引脚XSD。这样，关闭选择引脚XSD就被上拉到3.3V的电源，即高电平状态，开关芯片就被固定地配置为正常工作模式。

在本发明的一实施例中，所述开关芯片包括位置选择引脚GPU_SEL，所述开关电路102还包括用于选择一个或多个所述音视频输出设备103的开关位置选择单元，其中：

所述开关位置选择单元包括第二三极管T2和第四电阻R4，所述音视频输入设备101包括输入输出引脚GPIO_11；

所述第二三极T2的基极与所述输入输出引脚GPIO_11相连接，发射极接地，集电极分别与所述位置选择引脚GPU_SEL和所述第四电阻R4的一端相连接，所述第四电阻R4的另一端与外部第六电源相连接。

所述音视频输入设备101的输入输出引脚GPIO_11用来控制所述开关芯片的状态，通过第二三极管T2和第四电阻R4实现一个简单的逻辑转换，就可以控制所述开关芯片的位置选择引脚GPU_SEL。所述GPIO_11引脚连接第二三极管T2的基极，T2的发射极接地，R4的一端分别与T2的集电极和所述开关芯片的位置选择引脚GPU_SEL连接，另一端与3.3V电源连接。所述音视频输入设备101设置GPIO_11引脚为输出脚，当GPIO_11引脚输出为高电平，第二三极管T2的集电极与发射极导通，所述开关芯片的引脚GPU_SEL为低电平，选择高速信号IN1_(0～3)+/-与OUT_(0～3)+/-连通，同时IIC信号引脚DDC_CLK1/DAT1与DDC_CLK/DAT连通，热插拔信号HPD_1与HPDIN连通；当GPIO_11引脚输出为低电平，第二三极管T2的集电极与发射极截止，所述开关芯片的引脚GPU_SEL为高电平，选择高速信号IN2_(0～3)+/-与OUT_(0～3)+/-连通，同时IIC信号引脚DDC_CLK2/DAT2与DDC_CLK/DAT连通，热插拔信号HPD_2与HPDIN连通。

在本实用新型的一实施例中，所述开关芯片还包括通道选择引脚DDC_AUX_SEL，所述开关电路102还包括用于选择DDC或辅助(Auxiliary，AUX)通道的通道选择单元，其中，所述通道选择单元包括第五电阻R5和第六电阻R6，其中第五电阻R5的一端与第六电阻R6的一端串接在一起，并与开关芯片的通道选择引脚DDC_AUX_SEL连接；第五电阻R5的另一端与外部第九电源(3.3V)连接；第六电阻R6的另一端接地。所用的第五电阻R5和第六电阻R6的阻值相同，分压后得到通道选择引脚DDC_AUX_SEL的电平为1/2的VDD，即中间电平，因而配置了DDC和AUX通道都允许进行切换，本实施例中只对DDC通道(传输IIC信号的开关通道)进行切换。

本实用新型的音视频控制系统可以应用于汽车的视频应用领域，包括导航视频显示、液晶仪表视频显示、平视显示器(Head Up Display，HUD)抬头显示、后座娱乐系统显示等，在车载视频应用领域满足高分辨率、快速响应、宽温工作等要求。

本实用新型实施例提供的音视频控制系统，能够传输非常高速率的视频信号，开关响应速度非常快，损耗功率特别低。此外，本实用新型实施例提供的音视频控制系统能满足车载系统的工作温度范围，开关芯片因极小的封装面积(5mm*5mm)，占用极少的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)的空间。

本实用新型实施例提供的音视频控制系统，实现高速视频信号切换的同时，还能切换常用的IIC控制信号、HPD热插拔信号，方便音视频输出设备103的实时控制。此外，本实用新型实施例提供的音视频控制系统还能满足汽车视频显示应用对稳定性、实时性、耐高温等性能的严格要求。

本实用新型实施例提供的音视频控制系统，具有以下显著效果：能够传输非常高速率的视频信号，开关响应速度非常快，损耗功率特别低，占用PCB空间非常少，并且可以满足车载系统的工作温度范围。

在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、“‘口’字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (8)

1.一种音视频控制系统，其特征在于，包括音视频输入设备、开关电路、一个或多个音视频输出设备，所述开关电路包括音视频信号开关单元、集成电路总线IIC电平转换单元和IIC信号开关单元，所述音视频输出设备包括信号输入引脚和IIC引脚，其中：

所述音视频信号开关单元接收音视频输入设备发送的输入信号，并输出至一个或多个所述音视频输出设备的信号输入引脚；

所述IIC电平转换单元接收音视频输入设备发送的IIC控制信号，并对所述IIC控制信号进行电平转换后输出至IIC信号开关单元；

所述IIC信号开关单元接收电平转换后的IIC控制信号，并输出至一个或多个所述音视频输出设备的IIC引脚。

2.根据权利要求1所述的音视频控制系统，其特征在于，所述输入信号为音频信号和/或视频信号。

3.根据权利要求1所述的音视频控制系统，其特征在于，所述开关电路还包括热插拔检测HPD信号开关单元和HPD电平转换单元，其中：

所述HPD信号开关单元接收一个或多个所述音视频输出设备的热插拔信号，并输出至HPD电平转换单元；

所述HPD电平转换单元接收所述热插拔信号，并对所述热插拔信号进行电平转换后输出至所述音视频输入设备。

4.根据权利要求3所述的音视频控制系统，其特征在于，所述音视频信号开关单元、所述IIC信号开关单元和所述HPD信号开关单元集成在一个开关芯片上。

5.根据权利要求4所述的音视频控制系统，其特征在于，所述IIC电平转换单元包括电平转换芯片、第一电容、第二电容和第一电阻，所述电平转换芯片包括A端口第一引脚、A端口第二引脚、B端口第一引脚、B端口第二引脚、启用引脚、第一供电引脚和第二供电引脚，所述开关芯片包括显示数据通道DDC时钟引脚和DDC数据引脚，所述音视频输入设备包括第一IIC控制信号引脚和第二IIC控制信号引脚，其中：

所述第一电容的一端接地，另一端分别与所述第一供电引脚和外部第一电源相连接；

所述第二电容的一端接地，另一端分别与所述第二供电引脚和外部第二电源相连接；

所述第一电阻的一端与外部第三电源相连接，另一端与所述启用引脚相连接；

所述A端口第一引脚、A端口第二引脚分别与所述音视频输入设备的第一IIC控制信号引脚、第二IIC控制信号引脚相连接，所述B端口第一引脚、B端口第二引脚分别与所述开关芯片的DDC时钟引脚、DDC数据引脚相连接。

6.根据权利要求4所述的音视频控制系统，其特征在于，所述HPD电平转换单元包括第一三极管和第二电阻，所述开关芯片包括第一热插拔检测引脚、第二热插拔检测引脚、热插拔输入引脚，其中：

所述第一三极管的基极与所述热插拔输入引脚相连接，发射极接地，集电极分别与所述音视频输入设备的热插拔检测引脚和所述第二电阻的一端相连接，所述第二电阻的另一端与外部第四电源相连接；

所述第一热插拔检测引脚和第二热插拔检测引脚分别与第一音视频输出设备和第二音视频输出设备的热插拔检测引脚相连接。

7.根据权利要求4所述的音视频控制系统，其特征在于，所述开关芯片包括关闭选择引脚，所述开关电路还包括用于选择是否关闭所述开关芯片的开关配置单元，其中：

所述开关配置单元包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接外部第五电源，另一端连接所述关闭选择引脚。

8.根据权利要求4所述的音视频控制系统，其特征在于，所述开关芯片包括位置选择引脚，所述开关电路还包括用于选择一个或多个所述音视频输出设备的开关位置选择单元，其中：

所述开关位置选择单元包括第二三极管和第四电阻，所述音视频输入设备包括输入输出引脚；

所述第二三极管的基极与所述输入输出引脚相连接，发射极接地，集电极分别与所述位置选择引脚和所述第四电阻的一端相连接，所述第四电阻的另一端与外部第六电源相连接。