CN218415243U - 自适应音频接口装置和音频传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自适应音频接口装置和音频传输系统。该装置包括：接口模块，自适应选择模块，音频处理模块，接口模块包括多个不同类型的接口模块，在检测到目标接口模块为插入状态的情况下，将目标接口模块与外部设备相连接，其中，目标接口模块为多个接口模块中的任意一个，用于与外部设备进行音频数据的输入/输出；自适应选择模块与接口模块连接，在检测到目标接口模块为插入状态的情况下，切换至目标接口模块的连接电路，与目标接口模块进行连接；音频处理模块与自适应选择模块相连接。解决了相关技术中的音频多接口，需要上位机设定输入和输出，导致音频传输效率低的问题。

Description

自适应音频接口装置和音频传输系统

技术领域

本申请涉及数据传输领域，具体而言，涉及一种自适应音频接口装置和音频传输系统。

背景技术

目前市场上普遍存在面向不同音频源的采集设备，如常用的卡侬头，3.5mm立体声耳机接头等，但是一般装置都是针对单一场景，当某些需求既要求大三芯，又需要小耳机时，往往不能很好满足，且市场上绝大多数装置3.5mm耳机在实现双向音频传输采用的策略都是设计两个3.5mm耳机口，一个专门接收，一个专门发送，设计不够简洁。且遇到音频对讲的兼具的应用时，也会有所限制。

目前业内通用的音频处理设备很多是常规的通用接口转换，如果需要使用专业音频的大三芯接口或者其他复杂接口时，通常需要使用一个集成机框，过多功能的综合势必会带来硬件设备冗余过大，使用环境的复杂度提升的问题，往往现场还要配备相关PC服务器或者笔记本等设备安装上位机控制。因此存在如果既要实现平衡式输入输出，又要实现单口耳机输入输出功能的需求时，外接接口转换设备过多或功能冗余造成硬件资源浪费的情况，还不排除信号源直接到处理设备的长线缆导致的信号质量衰减情况。

现有技术为了同时满足多接口双向具备切换的要求，在实际使用时会采用外挂转接设备，但是外挂的转接设备并不具有通用性，且导致环境应用复杂度提高。有人设计出集成输入输出一体，多音频接口的设备，但是这种设备在面对音频接口切换以及输入输出使用时，需要上位机客户端选择，且不一定实现类似“全双工”模式，只能实现类似对讲机单一通讯功能，便利性欠佳。

针对相关技术中的音频多接口，需要上位机设定输入和输出，导致音频传输效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种自适应音频接口装置和音频传输系统，自动根据使用需求对接口模块进行切换，不需要人为设定，提高音频数据的传输效率。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种自适应音频接口装置，包括，接口模块，自适应选择模块，音频处理模块，所述接口模块包括多个不同类型的接口模块，在检测到目标接口模块为插入状态的情况下，将所述目标接口模块与外部设备相连接，其中，所述目标接口模块为多个接口模块中的任意一个，用于与所述外部设备进行音频数据的输入/输出；所述自适应选择模块与所述接口模块连接，在检测到所述目标接口模块为插入状态的情况下，切换至所述目标接口模块的连接电路，与所述目标接口模块进行连接；所述音频处理模块与所述自适应选择模块相连接。

可选的，所述音频处理模块包括音频采集单元和收发处理单元；所述收发处理单元与音频数据的传输接口相连，用以通过所述传输接口接收或发送处理后的音频数据；所述音频采集单元设置在所述自适应选择模块与所述收发处理单元之间，所述音频采集单元包括数模转换模块或者模数转换模块。

可选的，所述自适应选择模块包括：至少一个选择开关；每个所述选择开关设置在所述音频处理模块与多个不同类型的接口模块之间，用于根据所述外部设备插入的所述目标接口模块的类型，切换所述目标接口模块与所述音频处理模块的连接电路，以建立所述目标接口模块与所述音频处理模块的连接。

可选的，所述多个不同类型的接口模块包括同轴音频插头接口模块和平衡式接口模块；所述同轴音频插头接口模块包括左右声道线路单元，麦克线路单元，其中，所述左右声道线路单元用于向连接的外部设备输入/输出音频数据，所述麦克线路单元用于与所述左右声道线路单元配合，向连接的外部设备输出/输入音频数据；所述平衡式接口模块包括输入左右声道线路单元，输出左右声道线路单元，其中，所述输入左右声道线路单元用于接收连接的外部设备输入左右声道的音频数据，所述输入左右声道线路单元包括，左进线路单元，右进线路单元，所述输出左右声道线路单元用于向连接的外部设备发送输出左右声道的音频数据，包括左出线路单元，右出线路单元。

可选的，所述同轴音频插头接口模块还包括接口组件；所述接口组件包括设置在所述同轴音频插头接口模块中的多个管脚，所述多个管脚包括检测管脚，所述检测管脚接地，并与对应的电位管脚默认连接；在同轴音频插头未插入的情况下，所述检测管脚与所述电位管脚默认连接，默认插入的是所述平衡式接口模块；在同轴音频插头插入的情况下，所述检测管脚与对应的电位管脚的连接受力断开，确定插入的是所述同轴音频插头接口模块。

可选的，所述多个管脚还包括两个连接管脚；每个所述连接管脚均设置有对应的默认管脚，两个所述连接管脚均与所述音频处理模块相连，两个所述默认管脚分别与所述平衡式接口模块的左进线路单元和右进线路单元相连；在同轴音频插头未插入的情况下，默认平衡式插头插入所述平衡式接口模块，每个所述连接管脚与对应的默认管脚连接，所述平衡式接口模块的输入左右声道线路单元的左进线路单元，右进线路单元，通过所述默认管脚和连接管脚，与所述音频处理模块相连接形成通路；在同轴音频插头插入的情况下，所述连接管脚与对应的默认管脚的连接受力断开，所述同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元，通过所述连接管脚与所述音频处理模块相连接形成通路。

可选的，所述多个管脚还包括麦克管脚，在同轴音频插头插入的情况下，所述麦克管脚与所述同轴音频插头接口模块的麦克线路单元连接，在同轴音频插头未插入的情况下，所述麦克管脚闲置。

可选的，在所述自适应音频接口装置为发送装置端的情况下，所述发送装置端连接的所述外部设备用于向其他设备发送音频数据；所述选择开关的数量为一个，一个所述选择开关为发送开关；所述同轴音频插头接口模块的所述麦克线路单元配置有混音设备；在插入的是所述同轴音频插头接口模块的情况下，所述同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元，与所述音频处理模块相连接形成第一通路；在所述同轴音频插头接口存在同步接收音频数据的情况下，所述音频处理模块的输出通过所述发送开关和所述混音设备，与所述麦克线路单元相连接形成第二通路；在插入的是所述平衡式接口模块的情况下，所述平衡式接口模块的所述输入左右声道线路单元的左进线路单元，右进线路单元，与所述同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元相连，并通过所述左右声道线路单元与所述音频处理模块相连接形成第三通路；在所述平衡式接口模块存在同步接收音频数据的情况下，所述音频处理模块的输出通过所述发送开关与所述输出左右声道线路单元的左出线路单元和右出线路单元相连形成第四通路。

可选的，在所述自适应音频接口装置为接收装置端的情况下，所述接收装置端连接的所述外部设备用于接收其他设备的音频数据；所述选择开关的数量为两个，两个所述选择开关包括第一接收开关和第二接收开关；在插入的是所述同轴音频插头接口模块的情况下，所述音频处理模块通过所述第一接收开关，与所述同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元相连接形成第五通路；在所述同轴音频插头接口存在同步发送音频数据的情况下，所述音频处理模块通过所述第二接收开关，与所述同轴音频插头接口模块的麦克线路单元相连接形成第六通路；在插入的是所述平衡式接口模块的情况下，所述音频处理模块通过所述第一接收开关，与所述平衡式接口模块的输出左右声道线路单元相连接形成第七通路；在所述平衡式接口模块存在同步发送音频数据的情况下，所述音频处理模块通过所述第二接收开关，与所述平衡式接口模块的输入左右声道线路单元相连接形成第八通路。

为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种自适应音频传输系统，包括，至少两个如上述中任一项所述的自适应音频接口装置；至少一个自适应音频接口装置通过接口模块与声音采集装置相连；至少一个自适应音频接口装置通过接口模块与声音播放装置相连；所述声音采集装置连接的自适应音频接口装置的传输接口，与所述声音播放装置连接的自适应音频接口装置的传输接口相连，以将所述声音采集装置采集的音频数据传输至所述声音播放装置。

本申请的上述装置，通过自适应选择模块，在不同的使用场景下，切换至对应的接口模块的连接电路，与正在使用的接口进行连接，调用对应的接口模块与外部设备之间进行音频数据的输入/输出，达到了自动根据不同类型的接口的使用情况，对接口模块进行连接，实现了自动根据使用需求对接口模块进行切换，不需要人为设定，提高音频数据的传输效率的技术效果，而且连接的接口模块可以同时进行输入输出，实现双工通信，进而解决了相关技术中的音频多接口，需要上位机设定输入和输出，导致音频传输效率低的问题。

附图说明

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

图1是根据本申请实施例提供的一种自适应音频接口装置的示意图；

图2是根据本申请实施方式提供的一种音频传输系统整体结构的示意图；

图3是根据本申请实施方式提供的自适应音频接口装置作为发送装置端的示意图；

图4是根据本申请实施方式提供的自适应音频接口装置作为接收装置端的示意图；

图5是根据本申请实施方式提供的传输装置的3.5mm耳机孔接口模块的示意图。

具体实施方式

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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合优选的实施步骤对本实用新型进行说明，图1是根据本申请实施例提供的一种自适应音频接口装置的示意图，如图1所示，为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种自适应音频接口装置，包括，接口模块11，自适应选择模块12，音频处理模块13以及传输接口，下面对该装置进行详细说明。

接口模块11包括多个不同类型的接口模块，在检测到目标接口模块为插入状态的情况下，将对应的目标接口模块与外部设备相连接，向外部设备进行音频数据的输入/输出；目标接口模块未多个接口模块中的任意一个。自适应选择模块12与接口模块11连接，在检测到目标接口模块为插入状态的情况下，切换至目标接口模块的连接电路，与目标接口模块进行连接，以调用目标接口模块对音频数据进行输入/输出；音频处理模块13与自适应选择模块12相连接，对目标接口模块输入音频数据进行处理或将处理后的音频数据输出至目标接口模块。

通过自适应选择模块，在不同的接口模块插入外部设备时，切换至对应的接口模块的连接电路，与对应的接口模块进行连接，调用对应的接口模块对音频进行输入/输出，达到了自动根据不同类型的接口模块的使用情况，对接口模块进行连接，并执行音频数据的输入和/或输出，实现了自动根据插入外部设备的目标接口模块对电路通路进行切换，不需要人为设定，提高音频数据的传输效率，而且连接的接口模块可以同时进行输入输出，实现双工通信，进而解决了相关技术中的音频多接口，需要上位机设定输入和输出，导致音频传输效率低的问题。

上述接口模块可以包括多个不同类型的接口模块，与不同类型的接口匹配，以供不同类型的插头插入。例如，卡侬头接口模块，供对应规格的卡侬头插入；同轴音频插头接口模块，供对应规格的同轴音频插头插入；平衡式接口模块，供对应规格的平衡式插头插入。每种类型的接口模块可以设置有多个，多个同种类型的接口的规格可以不同，也可以相同。在不同的使用需求场景下，外部设备会通过不同的接口模块实现与上述自适应音频接口装置的连接。

例如，耳机可以通过同轴音频插头接口模块与上述装置相连，具体的，耳机的同轴音频插头接口模块可以为3.5mm接口模块。而该装置可以与发出音频数据的设备相连，例如，手机，家用PC机，小音响等，从而该装置可以将耳机需要接收的音频数据通过与耳机连接的同轴音频插头接口模块，输出给耳机线。上述不同的使用需求场景也即是不同设备选择不同的接口模块来输入/输出音频数据。

需要说明的是，上述接口模块都是输入和输出兼容的，有的类型的接口模块，输入和输出是同一个接口模块，例如，外部设备为耳机，耳机通过同轴音频插头接口模块与上述自适应音频接口装置相连的情况下，耳机接收上述自适应音频接口装置通过通过同轴音频插头接口模块输出至耳机的音频数据，有一些耳机可以带有麦克风，麦克风可以通过该同轴音频插头的麦克线路单元同步通过同轴音频插头接口模块输入音频数据，以实现双工通信。有的类型的接口模块，输入和输出是不同的接口模块，例如，平衡式接口模块，通过输入左右声道线路单元可以进行音频数据输入，通过输出左右声道线路单元可以进行音频数据输出，也可以实现双工通信。

对于平衡式接口模块这种输入或输出不同的接口模块，输入输出双接口端子设计决定了可以全双工通信，但是对于输入和输出都是同一个的接口模块，例如，同轴音频插头接口模块，稍作调整即可实现。例如，一个同轴音频插头接口模块的双向音频实现方法。常规情况下，一个同轴音频插头接口模块，左右声道作为输出，麦克作为输入；因此，如果要实现双向，需要预留两个同轴音频插头接口模块，一个输入，一个输出。

自适应选择模块12可以与多个接口模块连接，但是在具体使用中一次可以连接一个接口模块或多个接口模块。具体的，在不同的使用需求场景下，切换至使用需求场景对应的接口模块的连接电路，与对应的接口模块进行连接，以调用对应的接口模块对音频数据进行输入/输出。

不同的使用需求场景，也即是检测到插入了外部设备的目标接口模块，并将其连接电路进行连接，具体实施时，可以通过连接开关进行实现。在需要通过某个接口模块进行输入/输出时，可以通过开关切换到该接口模块的电路上。

需要说明的是，上述接口模块在进行切换时，可以将输入的接口模块和输出的接口模块分别进行切换。也即是进行输入输出操作的可以是不同的接口模块。

音频处理模块与自适应选择模块相连接。在自适应音频接口装置作为发送装置端的情况下，音频处理模块可以将接口模块输入的音频数据，进行模数转换，转换为数字信号，通过光纤进行传输，相比现有技术直接对模拟信号进行传输的抗干扰能力更强，稳定性更好。在上述音频接口装置作为接收装置端的情况下，需要将其他自适应音频接口装置输入的音频数据，进行数模转换，转换为模拟信号后，通过对应的接口模块发送给外部的音频接收装置端。

上述音频处理模块还可以存储其他的程序，来执行对应的数据处理。例如加解密，编解码，来保证数据传输安全，或者还可以是去噪，平滑等预处理方式，来保证数据传输的精度和准确性等。

可选的，音频处理模块包括音频采集单元和收发处理单元；收发处理单元与音频数据的传输接口相连，用以通过传输接口接收或发送处理后的音频数据；音频采集单元设置在自适应选择模块与收发处理单元之间，音频采集单元包括数模转换模块或者模数转换模块。

收发处理单元可以理解为音频处理模块中，用来存储程序，对接收的音频数据按照存储的程序进行处理的模块单元。可以为加解密，编解码，去噪，平滑等预处理方式。

音频采集单元设置在自适应选择模块与收发处理单元之间，音频采集单元包括数模转换模块或者模数转换模块，数模转换模块用于将自适应选择模块发送给收发处理单元的数据进行数模转换，模数转换模块用于将收发处理单元发送给自适应选择模块的数据进行模数转换。

音频采集单元可以理解为音频处理模块中，用来进行数模/模数转换的模块单元，对自适应选择模块发送给收发处理单元的数据进行模数转换，或将收发处理单元发送给自适应选择模块的数据进行数模转换。这样在不同的自适应音频接口装置之间，始终以数字信号的方式将音频数据进行传输，具体可以采用光纤，具有稳定性高，传输可靠的特点。

可选的，自适应选择模块包括：至少一个选择开关；每个选择开关设置在音频处理模块与多个不同类型的接口模块之间，用于根据外部设备插入的目标接口模块的类型，切换目标接口模块与音频处理模块的连接电路，以建立目标接口模块与音频处理模块的连接。

自适应选择模块就是利用选择开关，来选择不同的接口模块与音频处理模块连接，进行音频数据的输入或者输出。具体的，由于接口模块的输入和输出可以是独立连接的，因此，可以至少设置两个选择开关，分别管理进行输入的接口模块的连接，以及进行输出的接口模块的连接，例如图4的自适应音频接口装置，作为接收装置端时，具有两个选择开关，也即是接收开关1和接收开关2。但是一些情况下，由于接口模块的特殊性，需要对接口模块的连接电路进行改造，从而使得接口模块的连接电路设置一个选择开关，如图3的自适应音频接口装置，作为发送装置端时，对同轴音频插头接口模块的连接进行了改造，使得同轴音频插头接口模块的连接电路只存在一个选择开关，也即是发送开关1。

需要说明的是，上述选择开关为逻辑控制电路，根据插入的接口模块的不同，自动切换至对应的连接电路。选择开关可以为单刀多掷开关。但是一个选择开关可以切换的连接数量是有限的，在接口模块的数量较多的情况下，对于单独的输入或者输出，可以设置多个选择开关。

如图3和图4所示，自适应音频接口装置包括两个不同类型的接口模块，分别为同轴音频插头接口模块和平衡式接口模块。同轴音频插头接口模块包括左右声道线路单元，麦克线路单元，其中，左右声道线路单元用于向连接的外部设备输入/输出音频数据，麦克线路单元用于与左右声道线路单元配合，向连接的外部设备输出/输入音频数据。也即是左右声道线路单元用来向连接的外部设备输入音频数据时，麦克线路单元就用来向连接的外部设备输出。在左右声道线路单元用来向连接的外部设备输出音频数据时，麦克线路单元就用来向连接的外部设备输入。二者虽然都可以实现音频数据的输入和输出，但是需要二者配合才能实现输出输入的双工通信。

平衡式接口模块包括输入左右声道线路单元，输出左右声道线路单元，其中，输入左右声道线路单元用于接收连接的外部设备输入左右声道的音频数据，输入左右声道线路单元包括，左进线路单元，右进线路单元，输出左右声道线路单元用于向连接的外部设备发送输出左右声道的音频数据，包括左出线路单元，右出线路单元。

为了方便识别插入的接口模块是同轴音频插头接口模块，还是平衡式接口模块，本实施例，将平衡式接口模块的输入左右声道线路单元的左进线路单元，右进线路单元，与上述同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元连接。从而在同轴音频插头接口模块内实现同轴音频插头接口模块和平衡式接口模块的线路重叠，在同轴音频插头接口模块内设置接口组件，通过不同的管脚，来检测同轴音频插头接口模块是否插入，在未插入的情况下，默认平衡式接口插入，默认连接平衡式接口的连接电路。在插入的情况下，断开默认连接电路，并切换至同轴音频插头接口模块的连接电路。进而实现同轴音频插头接口模块与平衡式接口模块之间的自动切换。

需要说明的是，理论上，也可以将同轴音频插头接口模块的线路单元连接到平衡式接口的连接单元上，在平衡式接口内设置接口组件，来检测平衡式接口模块是否插入。此时默认连接同轴音频插头接口模块的连接电路，在平衡式接口模块插入的情况下，再切换至平衡式接口模块的连接电路。

可以通过硬件结构，来检测接口模块是否连接。具体可以通过机械结构设计一个常闭触点，在接口插入时，将该常闭触点断开，来实现对该接口模块的检测。当然也可以设置一个常开触点，在接口插入时，将该常开触点闭合，来实现对该接口模块的检测。

可选的，同轴音频插头接口模块还包括接口组件；接口组件包括设置在同轴音频插头接口模块中的多个管脚，多个管脚包括检测管脚，检测管脚接地，并与对应的电位管脚默认连接；在同轴音频插头未插入的情况下，检测管脚与电位管脚默认连接，默认插入的是平衡式接口模块；在同轴音频插头插入的情况下，检测管脚与对应的电位管脚的连接受力断开，确定插入的是同轴音频插头接口模块。

如图5所示，上述检测管脚为管脚1，管脚1接地，电位管脚为管脚8，电位管脚8与自适应音频接口装置内部的电路板相连接。在同轴音频插头接口未插入的情况下，管脚1和管脚8默认连接，此时电位较低，上述自适应选择模块的选择开关默认连接平衡式接口的连接电路。在同轴音频插头接口插入的情况下，管脚1和管脚8受力断开，此时电位较高，上述自适应选择模块的选择开关自动切换连接至同轴音频插头接口的连接电路。从而通过上述接口组件的检测管脚和电位管脚，来实现检测同轴音频插头接口是否插入。

具体的，上述管脚1也即是detect检测管脚，来直接与同轴音频插头接触，在同轴音频插头插入时，受力断开与管脚8的连接。在管脚1和管脚8连接时，处于常闭状态，管脚1的电位为0，在管脚1与管脚8断开后，电位上升为1。从而通过管脚1的电位就可以判断该同轴音频插头是否插入连接。

可选的，多个管脚还包括两个连接管脚；每个连接管脚均设置有对应的默认管脚，两个连接管脚均与音频处理模块相连，两个默认管脚分别与平衡式接口模块的左进线路单元和右进线路单元相连；在同轴音频插头未插入的情况下，默认平衡式插头插入平衡式接口模块，每个连接管脚与对应的默认管脚连接，平衡式接口模块的输入左右声道线路单元的左进线路单元，右进线路单元，通过默认管脚和连接管脚，与音频处理模块相连接形成通路；在同轴音频插头插入的情况下，连接管脚与对应的默认管脚的连接受力断开，同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元，通过连接管脚与音频处理模块相连接形成通路。

如图5所示，上述两个连接管脚可以为管脚2和管脚3，分别与上述音频处理模块相连，用于将左右声道的音频数据传输给音频处理模块。上述默认管脚为管脚5和管脚6，管脚5与管脚2默认连接，管脚6和管脚3默认连接，管脚5和管脚6分别与平衡式接口模块的输入左右声道线路单元的左进线路单元和右进线路单元相连接。

在同轴音频插头接口未插入的情况下，管脚1和管脚8默认连接，此时管脚2和管脚5默认连接，管脚3和管脚6默认连接，此时默认插入的接口是平衡式接口模块，平衡式接口模块的输入左右声道线路单元的左进线路单元和右进线路单元，通过管脚2和管脚3与音频处理模块相连接。在同轴音频插头接口插入的情况下，管脚1和管脚8受力断开，此时管脚2和管脚5同步断开，管脚3和管脚6同步断开，此时检测到插入的接口是同轴音频插头接口模块，平衡式接口模块的连接电路断开，只保留了管脚2和管脚3到音频处理模块的部分通路。同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元通过管脚2和管脚3与音频处理模块相连接。从而通过同轴音频插头接口是否插入，来自动对连接通路进行切换。

可选的，多个管脚还包括麦克管脚，在同轴音频插头插入的情况下，麦克管脚与同轴音频插头接口模块的麦克线路单元连接，在同轴音频插头未插入的情况下，麦克管脚闲置。

如图5所示，上述麦克管脚可以为管脚4，管脚4与上述音频处理模块相连接，用于在麦克线路单元作为音频输入时，直接将音频数据输入至音频处理模块。管脚4还通过上述混音设备与上述音频处理模块相连，用于在麦克线路单元作为音频输出时，通过混音模块接收音频处理模块的左右声道的数据，并通过混音模块进行混音处理后通过管脚4发送给麦克线路单元，输出至外部设备。

可选的，在自适应音频接口装置为发送装置端的情况下，发送装置端连接的外部设备用于向其他设备发送音频数据；选择开关的数量为一个，一个选择开关为发送开关；同轴音频插头接口模块的麦克线路单元配置有混音设备；在插入的是同轴音频插头接口模块的情况下，同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元，与音频处理模块相连接形成第一通路；在同轴音频插头接口存在同步接收音频数据的情况下，音频处理模块的输出通过发送开关和混音设备，与麦克线路单元相连接形成第二通路；在插入的是平衡式接口模块的情况下，平衡式接口模块的输入左右声道线路单元的左进线路单元，右进线路单元，与同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元相连，并通过左右声道线路单元与音频处理模块相连接形成第三通路；在平衡式接口模块存在同步接收音频数据的情况下，音频处理模块的输出通过发送开关与输出左右声道线路单元的左出线路单元和右出线路单元相连形成第四通路。

上述自适应接口有两个工作模式，分别为发送装置端和接收装置端。其具体是在连接外部设备之前，根据需求选择的。发送装置端是用来将连接的外部设备主要作为音频数据的发送设备，此时需要外部设备主要执行采集外部音频数据，然后将采集的音频数据输入到发送装置端，由发送装置端发送给其他的接收装置端。当然在这种场景下也会存在需要发送装置端同步接收音频数据，就需要发送装置端将同步接收的音频数据输出给外部设备。接收装置端是用来将连接的外部设备主要作为音频数据的接收设备，此时需要外部设备主要执行从接收装置端接收音频数据，然后将接收的音频数据进行播放。当然在这种场景下也会存在需要接收装置端同步发送音频数据，就需要接收装置端接收外部设备输入的需要同步发送的音频数据。

在一个实施例中，将自适应音频接口装置作为发送装置端如图3所示，发送装置端的自适应选择模块包括一个选择开关，也即是图3中的发送开关1，同轴音频插头接口模块的麦克线路单元配置有混音设备。

在使用时，在插入的是同轴音频插头接口模块的情况下，同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元，与音频处理模块相连接形成第一通路。用于将来自外部设备的音频数据，通过左右声道线路单元输入至音频数据处理模块。由音频数据处理模块转化成数字信号之后，通过光纤发送给其他的接收装置端。在同轴音频插头接口存在同步接收音频数据的情况下，音频处理模块的输出通过发送开关和混音设备，与麦克线路单元相连接形成第二通路。用于将来其他接收装置端的音频数据，先传输到音频处理模块，音频处理模块还原成模拟信号后，通过麦克线路单元输出至外部设备。实现同轴音频插头接口模块使用场景下的音频数据输入至发送装置端，并同步将需要输出的音频数据通过同轴音频插头接口模块输出到外部设备。

在插入的是平衡式接口模块的情况下，平衡式接口模块的输入左右声道线路单元的左进线路单元，右进线路单元，与同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元相连，并通过左右声道线路单元与音频处理模块相连接形成第三通路。用于将来自外部设备的音频数据，通过左进线路单元，右进线路单元及左右声道线路单元输入至音频数据处理模块。由音频数据处理模块转化成数字信号之后，通过光纤发送给其他的接收装置端。在平衡式接口模块存在同步接收音频数据的情况下，音频处理模块的输出通过发送开关与输出左右声道线路单元的左出线路单元和右出线路单元相连形成第四通路。用于将来其他接收装置端的音频数据，先传输到音频处理模块，音频处理模块还原成模拟信号后，通过左出线路单元和右出线路单元输出至外部设备。实现平衡式接口模块使用场景下的音频数据输入至发送装置端，并同步将需要输出的音频数据通过平衡时接口模块输出到外部设备。

在一个实施方式中，将自适应音频接口装置作为接收装置端；选择开关的数量为两个，两个选择开关包括第一接收开关和第二接收开关；在插入的是同轴音频插头接口模块的情况下，音频处理模块通过第一接收开关，与同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元相连接形成第五通路；在同轴音频插头接口存在同步发送音频数据的情况下，音频处理模块通过第二接收开关，与同轴音频插头接口模块的麦克线路单元相连接形成第六通路；在插入的是平衡式接口模块的情况下，音频处理模块通过第一接收开关，与平衡式接口模块的输出左右声道线路单元相连接形成第七通路；在平衡式接口模块存在同步发送音频数据的情况下，音频处理模块通过第二接收开关，与平衡式接口模块的输入左右声道线路单元相连接形成第八通路。

如图4所示，发送装置端的自适应选择模块包括两个选择开关，第一接收开关和第二接收开关，也即是图3中的接收开关1和接收开关2。

在使用时，在插入的是同轴音频插头接口模块的情况下，音频处理模块通过接收开关1，与同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元相连接形成第五通路。用于将来其他发送装置端的音频数据，先传输到音频处理模块，音频处理模块还原成模拟信号后，通过左右声道线路单元输出至外部设备。在同轴音频插头接口存在同步发送音频数据的情况下，音频处理模块通过接收开关2，与同轴音频插头接口模块的麦克线路单元相连接形成第六通路。用于将来自外部设备的音频数据，通过麦克线路单元输入至音频数据处理模块。由音频数据处理模块转化成数字信号之后，通过光纤发送给其他的发送装置端。实现同轴音频插头接口模块使用场景下，来自其他的发送装置端的音频数据输出至外部设备，并同步将需要输入的音频数据通过同轴音频插头接口模块输入到其他发送装置端。

在插入的是平衡式接口模块的情况下，音频处理模块通过接收开关1，与平衡式接口模块的输出左右声道线路单元相连接形成第七通路。用于将来其他发送装置端的音频数据，先传输到音频处理模块，音频处理模块还原成模拟信号后，通过输出左右声道线路单元的左出线路单元和右出线路单元输出至外部设备。在平衡式接口模块存在同步发送音频数据的情况下，音频处理模块通过接收开关2，与平衡式接口模块的输入左右声道线路单元相连接形成第八通路。用于将来自外部设备的音频数据，通过输入左右声道线路单元的左进线路单元和右进线路单元输入至音频数据处理模块。由音频数据处理模块转化成数字信号之后，通过光纤发送给其他的发送装置端。实现平衡式接口模块使用场景下，来自其他的发送装置端的音频数据输出至外部设备，并同步将需要输入的音频数据通过平衡式接口模块输入到其他发送装置端。

需要说明的是，上述自适应音频接口装置的自适应选择模块，包括发送装置端具有的发送开关，混音设备，以及第一通路至第四通路；还包括接收装置端具有的第一接收开关，第二接收开关，以及第五通路至第八通路。在不同的使用场景下，选择不同的工作模式，调用上述结构模块。

为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种自适应音频传输系统，包括，至少两个如上述中任一项的自适应音频接口装置；至少一个自适应音频接口装置通过接口模块与声音采集装置相连；至少一个自适应音频接口装置通过接口模块与声音播放装置相连；声音采集装置连接的自适应音频接口装置的传输接口，与声音播放装置连接的自适应音频接口装置的传输接口相连，以将声音采集装置采集的音频数据传输至声音播放装置。

通过自适应选择模块，在不同的接口模块插入外部设备时，切换至对应的接口模块的连接电路，与对应的接口模块进行连接，调用对应的接口模块对音频进行输入/输出，达到了自动根据不同类型的接口模块的使用情况，对接口模块进行连接，并执行音频数据的输入和/或输出，实现了自动根据插入外部设备的目标接口模块对电路通路进行切换，不需要人为设定，提高音频数据的传输效率，而且连接的接口模块可以同时进行输入输出，实现双工通信，进而解决了相关技术中的音频多接口，需要上位机设定输入和输出，导致音频传输效率低的问题。

需要说明的是，本申请还提供了一种可选的实施方式，下面对该实施方式进行详细说明。

本实施方式提供了一种分布式双接口双向音频采集自适应传输装置，涉及I2S音频采集输入输出系统，其包括：接口模块，自适应选择模块和音频处理模块。接口模块包括3.5mm同轴音频插头接口模块和平衡式凤凰端子接口模块。音频处理模块包括音频采集单元，收发处理单元。整体装置包含发送装置端和接收装置端至少两个成对组合。发送装置端和接收装置端都包含以上模块和单元，兼具3.5mm四段式耳麦和左右声道平衡式音频输入输出，负责把音频声音输入到自适应选择模块或者由自适应选择模块输出至接口模块传出；自适应选择模块负责实现接口模块与内部音频物理层的通道自适应选择，自适应功能兼有具备3.5mm接口模块输入与平衡式凤凰端子输入信号选择硬件自适应；以及音频输出模式自适应，输出3.5mm耳机通道还是平衡式凤凰端子模式；音频采集单元负责采集模拟音频信号，然后将结果传给收发处理单元；收发处理单元作为音频信号远距离传输介质。

本实施方式对音频输入接口模块的类型种类、通道自主切换、针对3.5mm的耳机接口模块应用功能、设备便捷通用性做出创新，声音采集装置使用光纤传输I2S的方式，采用分布式的安装方式，可以实现远距离点对点式安装，避免“音频收集装置+长线+采集装置”的情况，同时具备音频输入接口模块自适应，输出接口模块自切换的功能。解决当前小型音频采集装置种类功能单一、大型音频设备又复杂度高，不便捷的问题，并且无须上位机做音频方向及接口模块的类型切换，通用性较好。

本实施方式针对以上问题，提出一种分布式双接口双向音频采集自适应传输装置。具体实施方式提出的装置主要实现原理如下：

a：装置安装及布局情况；

在常见的坐席或者视频会议中，鹅颈麦或者其他麦克风会通过一根很长的三芯线内部布线到一个集中的采集装置上，再通过其余设备统一分配到大屏，其音频以模拟信号在线路中传输，容易收到干扰，距离过长的情况下，也会发生信号衰减。自适应音频接口装置可以安装在麦克风附近，减少长距离模拟信号走线，而不会出现信号衰减的情况。

b：输入和输出接口信号识别自动切换实现方法；

装置输入接口模块有左平衡输入IN-L和右平衡输入IN-R；3.5mm四段式耳机接口模块，属于上述同轴音频插头接口模块的一种；默认设置为平衡音频模式，当检测到耳机输入时，3.5mm耳机插座上的detect检测管脚默认低电平会断开，主控检测到之后会将声音播放装置的I2S音源切换开关到3.5mm耳机插座的MIC线作为输出。

c：一个3.5mm硬件接口模块双向音频实现方法；

常规情况下，一个3.5mm耳机，左右声道作为输出，麦克线MIC作为输入；因此，如果要实现双向，需要预留两个接口模块，一个3.5mm入，一个3.5mm输出。自适应音频接口装置在发送装置端采用左右声道和MIC数据流向与常规耳机接口模块相反的方式，实现发送和接收装置端同步音频信号传输功能。发送装置端可以利用左右声道发送音频，接收装置端通过左右声道发送音频至耳机线，同时，接收装置端耳机麦克风可以通过MIC信号反向输出到发送装置端，音频通过发送装置端的MIC线来回环出来，以此实现此功能。

整体的实现流程如下：(1)通过将所需要传输的音频数据通过特定的插头插入接口模块。(2)接口模块通过自适应选择模块自动识别插入的插头是平衡音频输入还是3.5mm插头。(3)选择好的插头通过音频采集单元进行处理。(4)处理好的音频数据通过收发处理单元发送或接收。

本实施方式的自适应音频接口装置可支持平衡式和非平衡音频输入输出功能；不需要额外的电脑控制切换，在安装便携性方面，也可随意摆放使用，无须特定安装位置，收发装置分布式安装，自由度更高，实现两种音频接口模块是双向输入输出；少长距离模拟信号布线，避免过长信号导致的衰减情况。

图2是根据本申请实施方式提供的一种音频传输系统整体结构的示意图，图3是根据本申请实施方式提供的传输装置的发送装置端的示意图，如图2和图3所示，包括接口模块11，包含一个3.5mm耳机接口模块(同轴音频插头TRS)，两个三芯平衡式凤凰端子，音频接口模块可以包括三个接口模块，分别为3.5mm耳机接口模块、平衡式进入接口模块(对应图3中左进、右进)，平衡式输出接口模块(对应图3中左出右出))；自适应选择模块12，实现对输入接口信号的自动判别并切换，包含输入输出双向音频；音频采集单元3；收发处理单元4；发送装置端5；接收装置端6。

图4是根据本申请实施方式提供的传输装置的接收装置端的示意图，如图3和图4所示，自适应选择模块针对发送装置端和接收装置端有略微出入，发送的3.5mm耳机孔信号流向与平常相反，通过音频采集单元中的模数转换部分，将I2S(Inter—IC Sound集成电路内置音频总线)信号通过两个模拟量开关自主选择是麦克MIC输出还是平衡输出；3.5mm输入根据物理通路自动切换，无须控制。在接收装置端统一通过开关自主切换，由端子的detect检测管脚来实施。

图5是根据本申请实施方式提供的传输装置的3.5mm耳机孔接口模块的示意图，如图5所示，硬件耳机接口在未插入时，管脚1和8默认连接，管脚3和6默认连接，管脚5和2默认连接，管脚1作为插入检测detect检测管脚，硬件上连到GND接地，当插入耳机时，以上相连管脚会自动断开，借此物理机制，把管脚5和管脚6脚充分利用，连接到平衡输入的左右声道，默认选择连通，当插入耳机时，管脚3和管脚6断开，管脚5和管脚2断开，这时耳机通路切换成功。

在具体实施时，通过detect检测管脚检测是否有插入，当接口模块插入为耳机时，图5中的管脚3和管脚6断开，管脚5和管脚2断开，管脚2和管脚3分别对应于耳机的左右声道，可通过这两个管脚将信号通过耳机线传输至音频采集单元；当接口模块插入的是平衡式时，保持管脚2和管脚5以及管脚3和管脚6的连接，管脚5和管脚6分别对应于左进右进，此时通过管脚5和管脚6进入的信号，实际上是通过管脚2和管脚3输出，也即通过左进、右进输入的信号通过左右声道输出至音频采集单元，也即，不同接口模块共用耳机端子通路传输数据；可根据使用的接口自动切换。

图3中的发送开关1，图4中的接收开关1，接收开关2均根据图5中的管脚1、管脚8实现逻辑控制。可理解为单刀双掷开关。

可以理解图3的发送装置端和图4的接收装置端均可实现信号的接收及发送，及为双向传输。下面具体介绍流程：

(1)图3作为发送装置端，用户插入耳机即插入左右声道接口模块，图5的接口逻辑断开管脚2和管脚5、管脚3和管脚6的连接，图3通过左右声道连接耳机线将数据传输至音频采集单元，音频采集单元利用模数转换模块，对信号进行转换后输出至收发处理单元。

(2)图3的收发处理单元和图4的收发处理单元通过光纤线缆连接；图4的收发处理单元接收到信号后通过音频采集单元利用数模转换模块对信号进行处理。

(3)图4中的自适应选择模块根据开关逻辑将信号输出。具体地，假设图4的音频接口模块插入的为平衡式，也即左出右出接口模块被插入，由于是平衡式，此时管脚1接地，接收开关1根据接口模块的插入信号控制音频采集单元传输的数据通过左出和右出输出。

若图3的发送装置端中插入的是平衡式，图4的接收装置端插入的是耳机，过程同上，仅仅是接口模块的判断逻辑不同。

进一步地，图4的接收装置端也可作为输入端，若为平衡式，则通过左进右进到接收开关2的通路输出信号至音频采集单元，若为耳机，则通过麦克到接收开关2的通路输出信号至音频采集单元，接收开关的判断逻辑同上，即根据插入不同，控制管脚1和管脚8，管脚2和管脚5，管脚3和管脚6的连接或断开。

图3的发送装置端也可作为输出端，此时，通过麦克线输出图4传输的音频信号；图3中的混音是指将左右声道的声音混音后通过麦克线输出。

最终可以形成以下控制逻辑，如表1所示，表1为发送装置端和接收装置端的控制逻辑表：

表1发送装置端和接收装置端的控制逻辑表

上电后，自适应选择模块会根据实际外部插哪个接口自己识别信号源，变换外部输入接口模块，分为以下几种情况：

1.发送装置端插入平衡式端子，接收装置端也插入平衡式端子。

2.发送装置端插入平衡式端子，接收装置端插入耳麦。

3.发送装置端插入耳麦(信号流向相反)，接收装置端插入平衡式端子。

4.发送装置端插入耳麦(信号流向相反)，接收装置端插入耳麦。

本实施方式的自适应音频接口装置，功能优于当前常规音频单一单向接口装置但又远小于专业音频处理大机框等设备，具备通用性的同时安装使用限制更小。而且可以分布式安装设计，可以直接安装在模拟音频源附近，减少模拟信号拖长线带来的信号失真。输入和输出接口信号识别自动切换，且一个3.5mm硬件接口模块支持双向音频，无须接通讯设备至上位机处理。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应音频接口装置，其特征在于，包括，接口模块，自适应选择模块，音频处理模块，

所述接口模块包括多个不同类型的接口模块，在检测到目标接口模块为插入状态的情况下，将所述目标接口模块与外部设备相连接，其中，所述目标接口模块为多个接口模块中的任意一个，用于与所述外部设备进行音频数据的输入/输出；

所述自适应选择模块与所述接口模块连接，在检测到所述目标接口模块为插入状态的情况下，切换至所述目标接口模块的连接电路，与所述目标接口模块进行连接；

所述音频处理模块与所述自适应选择模块相连接。

2.根据权利要求1所述的自适应音频接口装置，其特征在于，所述音频处理模块包括音频采集单元和收发处理单元；

所述收发处理单元与音频数据的传输接口相连，用以通过所述传输接口接收或发送处理后的音频数据；

所述音频采集单元设置在所述自适应选择模块与所述收发处理单元之间，所述音频采集单元包括数模转换模块或者模数转换模块。

3.根据权利要求2所述的自适应音频接口装置，其特征在于，所述自适应选择模块包括：至少一个选择开关；

每个所述选择开关设置在所述音频处理模块与多个不同类型的接口模块之间，用于根据所述外部设备插入的所述目标接口模块的类型，切换所述目标接口模块与所述音频处理模块的连接电路，以建立所述目标接口模块与所述音频处理模块的连接。

4.根据权利要求3所述的自适应音频接口装置，其特征在于，所述多个不同类型的接口模块包括同轴音频插头接口模块和平衡式接口模块；

所述同轴音频插头接口模块包括左右声道线路单元，麦克线路单元，其中，所述左右声道线路单元用于向连接的外部设备输入/输出音频数据，所述麦克线路单元用于与所述左右声道线路单元配合，向连接的外部设备输出/输入音频数据；

所述平衡式接口模块包括输入左右声道线路单元，输出左右声道线路单元，其中，所述输入左右声道线路单元用于接收连接的外部设备输入左右声道的音频数据，所述输入左右声道线路单元包括，左进线路单元，右进线路单元，所述输出左右声道线路单元用于向连接的外部设备发送输出左右声道的音频数据，包括左出线路单元，右出线路单元。

5.根据权利要求4所述的自适应音频接口装置，其特征在于，所述同轴音频插头接口模块还包括接口组件；

所述接口组件包括设置在所述同轴音频插头接口模块中的多个管脚，所述多个管脚包括检测管脚，所述检测管脚接地，并与对应的电位管脚默认连接；

在同轴音频插头未插入的情况下，所述检测管脚与所述电位管脚默认连接，默认插入的是所述平衡式接口模块；在同轴音频插头插入的情况下，所述检测管脚与对应的电位管脚的连接受力断开，确定插入的是所述同轴音频插头接口模块。

6.根据权利要求5所述的自适应音频接口装置，其特征在于，所述多个管脚还包括两个连接管脚；

每个所述连接管脚均设置有对应的默认管脚，两个所述连接管脚均与所述音频处理模块相连，两个所述默认管脚分别与所述平衡式接口模块的左进线路单元和右进线路单元相连；

在同轴音频插头未插入的情况下，默认平衡式插头插入所述平衡式接口模块，每个所述连接管脚与对应的默认管脚连接，所述平衡式接口模块的输入左右声道线路单元的左进线路单元，右进线路单元，通过所述默认管脚和连接管脚，与所述音频处理模块相连接形成通路；

在同轴音频插头插入的情况下，所述连接管脚与对应的默认管脚的连接受力断开，所述同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元，通过所述连接管脚与所述音频处理模块相连接形成通路。

7.根据权利要求6所述的自适应音频接口装置，其特征在于，所述多个管脚还包括麦克管脚，在同轴音频插头插入的情况下，所述麦克管脚与所述同轴音频插头接口模块的麦克线路单元连接，在同轴音频插头未插入的情况下，所述麦克管脚闲置。

8.根据权利要求7所述的自适应音频接口装置，其特征在于，在所述自适应音频接口装置为发送装置端的情况下，所述发送装置端连接的所述外部设备用于向其他设备发送音频数据；所述选择开关的数量为一个，一个所述选择开关为发送开关；所述同轴音频插头接口模块的所述麦克线路单元配置有混音设备；

在插入的是所述同轴音频插头接口模块的情况下，所述同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元，与所述音频处理模块相连接形成第一通路；

在所述同轴音频插头接口存在同步接收音频数据的情况下，所述音频处理模块的输出通过所述发送开关和所述混音设备，与所述麦克线路单元相连接形成第二通路；

在插入的是所述平衡式接口模块的情况下，所述平衡式接口模块的所述输入左右声道线路单元的左进线路单元，右进线路单元，与所述同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元相连，并通过所述左右声道线路单元与所述音频处理模块相连接形成第三通路；

在所述平衡式接口模块存在同步接收音频数据的情况下，所述音频处理模块的输出通过所述发送开关与所述输出左右声道线路单元的左出线路单元和右出线路单元相连形成第四通路。

9.根据权利要求7所述的自适应音频接口装置，其特征在于，在所述自适应音频接口装置为接收装置端的情况下，所述接收装置端连接的所述外部设备用于接收其他设备的音频数据；所述选择开关的数量为两个，两个所述选择开关包括第一接收开关和第二接收开关；

在插入的是所述同轴音频插头接口模块的情况下，所述音频处理模块通过所述第一接收开关，与所述同轴音频插头接口模块的左右声道线路单元相连接形成第五通路；

在所述同轴音频插头接口存在同步发送音频数据的情况下，所述音频处理模块通过所述第二接收开关，与所述同轴音频插头接口模块的麦克线路单元相连接形成第六通路；

在插入的是所述平衡式接口模块的情况下，所述音频处理模块通过所述第一接收开关，与所述平衡式接口模块的输出左右声道线路单元相连接形成第七通路；

在所述平衡式接口模块存在同步发送音频数据的情况下，所述音频处理模块通过所述第二接收开关，与所述平衡式接口模块的输入左右声道线路单元相连接形成第八通路。

10.一种自适应音频传输系统，其特征在于，包括，至少两个如上述权利要求1至9中任一项所述的自适应音频接口装置；

至少一个自适应音频接口装置通过接口模块与声音采集装置相连；至少一个自适应音频接口装置通过接口模块与声音播放装置相连；

所述声音采集装置连接的自适应音频接口装置的传输接口，与所述声音播放装置连接的自适应音频接口装置的传输接口相连，以将所述声音采集装置采集的音频数据传输至所述声音播放装置。

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