CN215300895U - 一种多音源公交车音频处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多音源公交车音频处理系统，包括CPU、多音源语音系统、路径开关和喇叭；所述cpu用于工作流程的控制和数字音频文件的处理，并向多音源语音系统下发播报指令，多音源语音系统连接路径开关，通过路径开关实现多音源语音系统对硬件电路复用时的路径切换，经过音频信号放大和音频功放后，使多音源语音系统播报的语音在对应的喇叭播放声音，通过路径开关的应用，对音频处理电路进行路径管理，实现信号处理电路和功放电路的复用，以此来减小音频处理电路的规模，降低音频处理电路的硬件成本，同时提升系统的稳定性，使用和维护方便，实用性强，为人们节省了成本。

Description

一种多音源公交车音频处理系统

技术领域

本实用新型属于公交车系统技术领域，具体涉及一种多音源公交车音频处理系统。

背景技术

随着公交车智能调度系统的普及，公交调度系统的智能化程度越来越高。其中语音系统是公交车智能调度系统与人进行信息交互重要途径。

目前的公交车语音系统越来越复杂，包括车内报站音、车外报站音，车内宣传语语音、调度电话语音、提示音和TTS语音等。如此复杂的语音系统，对应到音频处理电路上，将会是一个非常庞大的音频处理电路系统，系统越复杂，硬件成本也就越高，同时功能的稳定性也就越低。因此，在公交车音频处理电路的设计上，在保证正常功能需求的基础上，对电路系统的简化，成为对智能调度系统设计的一大考验。

发明内容

针对现有设备存在的缺陷和问题，本实用新型提供一种多音源公交车音频处理系统，有效的解决了现有设备中存在的音频处理电路的规模大、成本高和系统稳定性差的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种多音源公交车音频处理系统，包括CPU、多音源语音系统、路径开关和喇叭；所述cpu用于工作流程的控制和数字音频文件的处理，并向多音源语音系统下发播报指令，多音源语音系统连接路径开关，通过路径开关实现多音源语音系统对硬件电路复用时的路径切换，经过音频信号放大和音频功放后，使多音源语音系统播报的语音在对应的喇叭播放声音。

进一步的，所述多音源语音系统包括报站音CODEC、提示音CODEC和麦克风；所述麦克风经麦克风信号放大电路与cpu、GSM电话CODEC和路径开关连接；GSM电话CODEC与切换路径连接，报站音CODEC和提示音CODEC的输入和输出端分别与CPU和路径开关连接。

进一步的，所述麦克风信号放大电路包括运算放大器、数字电位器、输入电阻和带通滤波器；音频输入端经过输入电阻与运算放大器的反向输入端连接，运算放大器与数字电位器连接，数字电位器的5引脚与运算放大器的输出端连接，其6引脚和7引脚与数字电位器的反向输入端连接，放大运算器的同向输入端连接有标准电压，所述带通滤波器包括并联在输入电阻后侧的旁路电容C496和连接在运算放大器反向输入端与输出端之间的低通滤波电容C809。

进一步的，所述喇叭包括车内喇叭、车外喇叭、驾驶舱喇叭和多媒体喇叭；路径开关通过音频放大电路和音频功放电路与车内喇叭、车外喇叭、驾驶舱喇叭和多媒体喇叭建立连接。

进一步的，所述路径开关的输入端MIC_N、CODEC1_AOUT、GSM_CODEC和CODEC2_AOUT四路音源，通过通道复用，路径开关的3脚和13脚输出两个音频信号，以实现后级信号处理电路的复用，两个音频信号分别经运算放大器和数字电位器将音频信号放大。

进一步的，所述音频功放电路包括双路D类功放芯片U1，U1的3脚和8脚为功放的两个输入，CPU通过使能U1的6脚或12脚来使每一路功放的输出，以选择不同的喇叭来播放声音。

本实用新型的有益效果：本实用新型针对多音频系统，其基本包括麦克风、GSM电话、报站音CODEC和提示音CODEC，将这四路音源连接到路径开关，将路径开关与CPU结合来对调配音源通道，并经过音频信号放大和音频功放后，使多音源语音系统播报的语音在对应的喇叭播放声音。

本实用新型通过路径开关的应用，对音频处理电路进行路径管理，实现信号处理电路和功放电路的复用，以此来减小音频处理电路的规模，降低音频处理电路的硬件成本，同时提升系统的稳定性，使用和维护方便，实用性强，为人们节省了成本。

附图说明

图1为本实用新型的系统框式图。

图2为麦克风信号放大电路原理图。

图3为路径开关及信号放大电路原理图。

图4为音频功放电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：本实施例旨在提供一种多音源公交车音频处理系统，主要用于公交车多音频的调配，针对现有的多音频处理系统硬件成本高、系统复杂和稳定性差的问题，本实施例利用路径开关来调配多音频系统，具体内容如下。

一种多音源公交车音频处理系统包括CPU、多音源语音系统、路径开关和喇叭；所述cpu用于工作流程的控制和数字音频文件的处理，并向多音源语音系统下发播报指令，多音源语音系统连接路径开关，通过路径开关实现多音源语音系统对硬件电路复用时的路径切换，经过音频信号放大和音频功放后，使多音源语音系统播报的语音在对应的喇叭播放声音。

本实施例中，多音源语音系统包括报站音CODEC、提示音CODEC和麦克风；所述麦克风经麦克风信号放大电路与cpu、GSM电话CODEC和路径开关连接；GSM电话CODEC与切换路径连接，报站音CODEC和提示音CODEC的输入和输出端分别与CPU和路径开关连接；喇叭包括车内喇叭、车外喇叭、驾驶舱喇叭和多媒体喇叭；路径开关通过音频放大电路和音频功放电路与车内喇叭、车外喇叭、驾驶舱喇叭和多媒体喇叭建立连接。

具体的如图1中所示系统框式图，图中1为CPU，负责工作流程的控制和数字音频文件的处理；2为麦克风信号放大电路，完成对6麦克风转换输出的音频信号进行放大和滤波处理；3位GSM电话CODEC，实现对经过放大后的麦克风音频信号的数字化处理，以及对GSM网络传输过来的数字音频信号模拟化处理，并输出模拟音频信号；4为报站音CODEC，实现对CPU输送过来的报站语音文件进行模拟化处理，并输出模拟音频信号；5为提示音CODEC，实现对CPU输送过来的提示音语音文件进行模拟化处理，并输出模拟音频信号；6为麦克风，用于打电话、司机喊话等司机人工参与语音系统的拾音；7为路径开关，实现多音源语音系统对硬件电路复用时的路径切换；8为音频信号放大电路，实现对输入到12车内喇叭和13车外喇叭上的语音信号的信号放大；9为音频信号放大电路，实现对输入到14驾驶舱喇叭和15多媒体喇叭上的语音信号的信号放大；10为音频功放电路，实现对输入到12车内喇叭和13车外喇叭上的语音信号的功率放大；11为音频功放电路，实现对输入到14驾驶舱喇叭和15多媒体喇叭上的语音信号的功率放大；12为车内喇叭，用于为乘客播放语音提醒内容；13为车外喇叭，用于为车外车辆或行人播放警示语音；14为多媒体喇叭，用于播放多媒体文件对应的语音内容。

所述麦克风信号放大电路包括运算放大器、数字电位器、输入电阻和带通滤波器；音频输入端经过输入电阻与运算放大器的反向输入端连接，运算放大器与数字电位器连接，数字电位器的5引脚与运算放大器的输出端连接，其6引脚和7引脚与数字电位器的反向输入端连接，放大运算器的同向输入端连接有标准电压，所述带通滤波器包括并联在输入电阻后侧的旁路电容C496和连接在运算放大器反向输入端与输出端之间的低通滤波电容C809。

具体的如图2中所示麦克风信号放大电路原理图，其中U48A为运算放大器，用于带通比例放大器的实现，以完成对音频信号的放大和滤波处理；U47为I2C接口的数字电位器，CPU可以通过I2C接口改变其阻值，以实现对放大倍数的控制。R527和R617为放大电路的输入电阻，用于对输入阻抗的匹配和放大倍数的设置。C496为旁路电容，在这里具备高通滤波的作用，C809为低通滤波电容，并与C496一起形成带通滤波器。

如图3为路径开关及信号放大电路原理图。其中U51为路径开关，通过其他路径管理功能，把输入端的MIC_N、CODEC1_AOUT、GSM_CODEC和CODEC2_AOUT四路音源，通过通道复用，输出为U51的3脚和13脚两个音频信号，以实现后级信号处理电路的复用；U112A和U112B实现了2个独立的带通比例放大电路，完成对U51的3脚和13脚两个音频信号的放大；U49和U111为两个I2C接口的数字电位器，CPU可以通过I2C接口改变其阻值，以实现对放大倍数的控制。这样，四个音源输入信号，经过路径开关和信号放大后，形成两个可以为四个音源分时复用的信号Audio1和Audio2。

其中C509、C510、C768和C786为高通滤波电容，滤除其对应通道音频信号中的高频噪声，其中为高通滤波电容，滤除其对应通道音频信号中的高频噪声；R536、R537、R1043和R1081为其对应通道的输入电阻，用于设置该通道后级放大电路的放大倍数；R544为通道设置管脚10的输入电阻，其中R545为通道设置管脚9的输入电阻。R538为U112A组成放大电路的输入电阻，用于设置放大电路的放大倍数。R540为U112A运算放大器的基准电压输入电阻，C502为U112A组成放大电路的低通滤波电阻；R1028为U112B组成放大电路的输入电阻，用于设置放大电路的放大倍数，R1027为U112B运算放大器的基准电压输入电阻；C767为U112B组成放大电路的低通滤波电阻。

所述音频功放电路包括双路D类功放芯片U1，U1的3脚和8脚为功放的两个输入，CPU通过使能U1的6脚或12脚来使每一路功放的输出，以选择不同的喇叭来播放声音。

附图4对应于车内喇叭和车外喇叭的功放，提示音喇叭和多媒体喇叭对应的功放与该部分电路图一样。其中C5为功放通道1的高通滤波电容，R2为功放通道1的输入电阻。C1为其所在通道功放通道2的高通滤波电容，R1为功放通道2的输入电阻。C4和C6为功放通道1的基准电压滤波电容。C3和C7为功放通道2的基准电压滤波电容。R6为功放通道1使能管脚的下拉电阻。R7为功放通道2使能管脚的下拉电阻。R8和R9为功放供电截止电压设置电阻，用于设置功放停止工作的最低电压。C12和C13为滤波电容。C8为功放通道1功率放大电路的自举电容，R4、C9、D1、R5、L1、R3、C2、C10组成通道1功率放大电路的PWM调制电路。CP1为隔离电容，隔离放大后信号中的直流分量，D2位TVS管，放置静电引入，对电路造成损坏。C14为功放通道2功率放大电路的自举电容，R11、C15、D3、R12、L2、R9、C11、C16组成通道2功率放大电路的PWM调制电路。CP2为隔离电容，隔离放大后信号中的直流分量，D4位TVS管，防止静电引入对电路造成损坏。

由此，本实施例将路径开关与CPU结合来对调配音源通道，并经过音频信号放大和音频功放后，使多音源语音系统播报的语音在对应的喇叭播放声音,通过路径开关的应用，对音频处理电路进行路径管理，实现信号处理电路和功放电路的复用，以此来减小音频处理电路的规模，降低音频处理电路的硬件成本，同时提升系统的稳定性。

Claims (6)

1.一种多音源公交车音频处理系统，其特征在于：包括CPU、多音源语音系统、路径开关和喇叭；所述cpu用于工作流程的控制和数字音频文件的处理，并向多音源语音系统下发播报指令，多音源语音系统连接路径开关，通过路径开关实现多音源语音系统对硬件电路复用时的路径切换，经过音频信号放大和音频功放后，使多音源语音系统播报的语音在对应的喇叭播放声音。

2.根据权利要求1所述的多音源公交车音频处理系统，其特征在于：所述多音源语音系统包括报站音CODEC、提示音CODEC和麦克风；所述麦克风经麦克风信号放大电路与cpu、GSM电话CODEC和路径开关连接；GSM电话CODEC与切换路径连接，报站音CODEC和提示音CODEC的输入和输出端分别与CPU和路径开关连接。

3.根据权利要求2所述的多音源公交车音频处理系统，其特征在于：所述麦克风信号放大电路包括运算放大器、数字电位器、输入电阻和带通滤波器；音频输入端经过输入电阻与运算放大器的反向输入端连接，运算放大器与数字电位器连接，数字电位器的5引脚与运算放大器的输出端连接，其6引脚和7引脚与数字电位器的反向输入端连接，放大运算器的同向输入端连接有标准电压，所述带通滤波器包括并联在输入电阻后侧的旁路电容C496和连接在运算放大器反向输入端与输出端之间的低通滤波电容C809。

4.根据权利要求1所述的多音源公交车音频处理系统，其特征在于：所述喇叭包括车内喇叭、车外喇叭、驾驶舱喇叭和多媒体喇叭；路径开关通过音频放大电路和音频功放电路与车内喇叭、车外喇叭、驾驶舱喇叭和多媒体喇叭建立连接。

5.根据权利要求1所述的多音源公交车音频处理系统，其特征在于：所述路径开关的输入端MIC_N、CODEC1_AOUT、GSM_CODEC和CODEC2_AOUT四路音源，通过通道复用，路径开关的3脚和13脚输出两个音频信号，以实现后级信号处理电路的复用，两个音频信号分别经运算放大器和数字电位器将音频信号放大。

6.根据权利要求1所述的多音源公交车音频处理系统，其特征在于：所述音频功放电路包括双路D类功放芯片U1，U1的3脚和8脚为功放的两个输入，CPU通过使能U1的6脚或12脚来使每一路功放的输出，以选择不同的喇叭来播放声音。

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