CN218649106U - 一种控制显示一体数字音频处理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种控制显示一体数字音频处理器，包括面镜、LCD显示屏、LCD固定平台、显示控制器PCB板、槽型双光电传感器、触摸弹簧、光电码盘旋转壳体、音频处理器PCB板、内外旋转轴承、电源PCB板、数据插针、空芯螺栓，光电码盘旋转壳体嵌套固定在内外旋转轴承外圈，上述其它构件通过焊接和螺丝固定在内外旋转轴承的内圈，通过旋转光电码盘外壳体，控制内部数据处理电路板上的光电管输出正反向旋转的脉冲信号，传递到内部处理芯片，结合数据处理电路板上其它触摸、声控、无线、摄像头等辅助传感器，实现多态控制，对输入的音频信号进行音量、频谱均衡、延迟、混响、压缩等效果处理，LCD实时显示频谱、时谱以及波形，外形美观体积小巧、安装方便。

Description

一种控制显示一体数字音频处理器

技术领域

本实用新型涉及音频领域，尤其是设计一种控制显示一体数字音频处理器。

背景技术

随着科技进步，音频技术领域有了长足的发展，但控件多为电位器、按键、机械式编码器，易摩擦损耗，控制精度降低或失效，尺寸较小的LCD电阻、电容触摸屏触摸精度差，并且音频设备多见于控制体与显示分别安装设置，显示、电源、输入、输出安装到不同的PCB上，安装面积大、复杂，且板间连线长易受干扰，不符合低耗节能的发展方向。

实用新型内容

本实用新型针对上述不足，提供一种控制显示一体数字音频处理器，体积小巧、控制精度高、控件几乎没有磨损、电路干扰小、安装简单方便，本实用新型可以单独配置成一个带显示的音量、均衡等控制器，更可以搭配不同的机壳和少量零件，组装成USB声卡、波形测量仪、小型调音台、音频解码器、背景音乐级联控制等产品。

本实用新型为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种控制显示一体数字音频处理器,包括面镜、LCD显示屏、LCD固定平台、显示控制器 PCB板、槽型双光电传感器、触摸弹簧、光电码盘旋转壳体、音频处理器PCB板、内外旋转轴承、电源PCB板、数据插针、空芯螺栓；空芯螺栓头部与电源PCB板的中心连接固定，数据插针焊装在电源PCB板上，电源PCB板和音频处理器PCB板分别固定在内外旋转轴承内圈的两边沿，显示控制器PCB板固定在音频处理器PCB板上，LCD固定平台固定在显示控制器 PCB板上，LCD显示屏粘贴在LCD固定平台上，光电码盘旋转壳体内部下边沿嵌套固定在内外旋转轴承外圈，面镜粘贴在光电码盘旋转壳体上边沿。

作为本实用新型的进一步改进，所述显示控制器PCB板外形为圆形或多边形，PCB板上至少有3个安装开孔，所述显示控制器PCB板顶层焊装有MCU芯片、所述触摸弹簧、所述LCD 显示屏的FFC/FPC连接器、I2C存储芯片、FLASH存储芯片、和辅助传感器芯片，所述辅助传感器芯片包括：蓝牙模组、数字麦克风、摄像模组、红外接收头、角度传感，共同完成触摸、手机无线、语音智能、手势、红外遥控等多态互动控制，所述辅助传感器之一的角度传感芯片用以校正所述一种控制显示一体数字音频处理器安装是否水平，当所述光电码盘旋转壳体栅格在所述槽形双光电传感器槽内正反向旋转时，所述槽形双光电传感器输出1、0高低电平脉冲给MCU芯片，经MCU芯片内部程序判定所述光电码盘旋转壳体的转动方向，操作的有效参数由所述MCU芯片写入所述I2C存储芯片和所述FLASH存储芯片保存，以供后续调用。

作为本实用新型的进一步改进，所述音频处理器PCB板外形为圆形或多边形，PCB板上至少有3个安装开孔，所述音频处理器PCB板顶层焊装有DSP芯片、AD模数芯片、DA数模芯片、异步采样编解码芯片、运放芯片。

作为本实用新型的进一步改进，所述电源PCB板外形为圆形或多边形，所述电源PCB板中心开孔的形状比所述空芯螺栓杆体横截面尺寸略大，PCB板上至少有3个安装开孔，所述电源PCB板上设有多路数字和模拟电源电路，所述电源PCB板上数字电源供电给所述音频处理器PCB板数字电路，所述电源PCB板上模拟电源供电给所述音频处理器PCB板的AD/DA编解码和信号放大电路，所述电源PCB板上另一路数字电源供电给所述显示控制器PCB板电路。

作为本实用新型的进一步改进，所述显示控制器PCB板、所述音频处理器PCB板、所述电源PCB板三者的通信和电源接口通过排线或板对板插座连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述数据插针为间距相等的排针，所述数据插针至少有一排焊装在所述电源PCB板底层，所述数据插针主要用以连接电源、音频模拟输入、音频模拟输出、数字光纤、数字同轴、数字音频I2S、UART串口、直流ADC控制、开机、关机、静音等数据信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述空芯螺栓杆体穿过所述电源PCB板的中心开孔,所述空芯螺栓头部卡住所述电源PCB板中心开孔的顶层焊接固定，所述空芯螺栓与电源PCB板中心开孔的底层用螺母旋紧固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述光电码盘旋转壳体，整体外部形状为圆形或多边形，壳体外表面有防滑纹，壳体内部为中空，壳体内部直径等于所述内外旋转轴承的外直径，所述光电码盘旋转壳体内部侧壁设有向中心伸展的环形栅格薄片，根据所述槽形双光电传感器安装角度不同，所述环形栅格薄片的形状为I形或L形，所述环形栅格薄片的厚度尺寸小于或等于所述槽型双光电传感器槽宽尺寸的1/2,所述光电码盘旋转壳体环形栅格安装状态刚好定位在所述槽形双光电传感器槽中间，所述光电码盘旋转壳体正反向旋转时，其环形栅格在所述槽形双光电传感器槽内转动但不与所述槽形双光电传感器槽内壁接触，所述光电码盘旋转壳体上部边沿开有L型槽，L型槽的高度尺寸等于所述面镜厚度尺寸。

作为本实用新型的进一步改进，所述内外旋转轴承的内圈与电源PCB板和音频处理器PCB 板固定，内外旋转轴承的外圈与光电码盘旋转壳体下部内壁嵌套粘接固定，通过内外旋转轴承，使光电码盘旋转壳体与电源PCB板和音频处理器PCB板结构上不脱离，同时光电码盘旋转壳体可以围绕电源PCB板和音频处理器PCB板正反旋转。

作为本实用新型的进一步改进，所述电源PCB板的顶层和所述音频处理器PCB板的底层，通过至少3套双头空芯铜柱、电源板固定螺钉、单头空芯铜柱，夹紧固定在所述内外旋转轴承的内圈体两边沿，所述电源PCB板和所述音频处理器PCB板与所述内外旋转轴承的内圈体正反向转动时，不接触所述内外旋转轴承的外圈体。

作为本实用新型的进一步改进，所述槽型双光电传感器焊装在所述显示控制器PCB板底层边沿，所述光电码盘旋转壳体内壁的环形栅格，刚好定位在所述槽型双光电传感器的槽中间，

所述环形栅格不接触所述槽型双光电传感器的槽内壁。

作为本实用新型的进一步改进，所述触摸弹簧，焊装在所述显示控制器PCB板顶层与触摸芯片连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述LCD固定平台，外边形状为圆形或多边形，内部为中空，所述LCD固定平台底面与所述显示控制器PCB板顶层居中对齐重叠，通过LCD固定螺钉和单头空芯铜柱，连接固定在所述音频处理器PCB板顶层上。

作为本实用新型的进一步改进，所述LCD显示屏外形为圆形或多边形，所述LCD显示屏贴装在所述LCD固定平台上，所述LCD显示屏数据线插接到所述显示控制器PCB板的FPC/FPC连接器。

作为本实用新型的进一步改进，所述面镜，形状为圆形或多边形，镜面中部有所述LCD 显示屏透明开窗，其余四周为黑色或暗色涂装，所述镜面贴装在所述光电码盘旋转壳体上边沿槽内，起到保护内部构件的作用。

本实用新型的上述各构件交互原理及实施方法，外部电源与本实用新型电源PCB板连接，稳压后分别向“音频处理器PCB板”、“显示控制器PCB板”提供工作电压，外部输入、输出的音频信号与本实用新型音频处理器PCB板连接，通过旋转光电码盘旋转壳体，光电码盘旋转壳体内部环形栅格在槽型双光电传感器槽内转动，将方向和周期等数据传递给“显示控制器PCB板”上MCU,同时MCU生成控制信号，通过I2C数据总线控制“音频处理器PCB板”上的DSP芯片，DSP芯片根据控制信号，生成不同的音频算法，将输入的音频处理后，传输给编解码芯片转换成模拟音频信号，同时DSP芯片将内部数字音频信号通过I2S音频总线传输到”音频处理器PCB板”上的MCU芯片，MCU芯片内部软件程序运用FFT算法，将数字音频信号分解成时域和频域波形数据以及控制信号数据传输给LCD显示屏实时显示，光电码盘旋转壳体旋转流畅，定位准确，本实用新型集控制、处理、显示于一体，集成度高，操作体验好，安装简单方便。

上述是实用新型技术方案的概述，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸图；

图2为本实用新型的剖面图；

图3为本实用新型的整体外形图；

附图标记：1、面镜；2、LCD显示屏；3、LCD固定螺钉；4、LCD固定平台；5、遥控接收头；6、辅助传感器；7、MCU芯片；8、显示控制器PCB板；9、槽型双光电传感器；10、触摸弹簧；11、光电码盘旋转壳体；12、单头空芯铜柱；13、AD/DA编解码芯片、异步采样解码芯片、运放芯片；14、DSP芯片；15、音频处理器PCB板；16、内外旋转轴承；17、双头空芯铜柱；18、数字和模拟电源电路；19、数据插针；20、电源PCB板；21、电源板固定螺钉；22、空芯螺栓。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例，对本实用新型的具体实施方式详细说明。

实施例1

请参照图1、图2，本实用新型实施例提供一种控制显示一体数字音频处理器，本实施例阐述了将本实用新型配置成一个“带显示的音量控制器”。

包括面镜1、LCD显示屏2、LCD固定螺钉3、LCD固定平台4、遥控接收头5、辅助传感器6、MCU芯片7、显示控制器PCB板8、槽型双光电传感器9、触摸弹簧10、光电码盘旋转壳体11、单头空芯铜柱12、AD/DA编解码芯片、异步采样解码芯片、运放芯片13、DSP芯片 14、音频处理器PCB板15、内外旋转轴承16、双头空芯铜柱17、数字和模拟电源电路18、数据插针19、电源PCB板20、电源板固定螺钉21、空芯螺栓22。

在本实施例中，硬件设备及连接状态：

1、家用功放

2、本实用新型一种控制显示一体数字音频处理器

拆下家用功放原有音量电位器，将本实用新型一种控制显示一体数字音频处理器通过空芯螺栓22安装固定在原有音量电位器位置，将数据插针19与“家用功放”内部的+5V电压、音频输入、音频输出、以及地线相连接。

在本实施例中，信号流程的建立是，家用功放的输入信号经数据插针19进入音频处理器 PCB板15，输入信号经AD/DA编解码芯片13转换成数字信号，传输给DSP芯片14，音频设备的+5V电压经数据插针19进入电源PCB板20的数字和模拟电源电路18，分路稳压为+3.3V、 +1.8V、+1V数字电路电压和+10V、-10V、+5V模拟电路电压，为音频处理器PCB板15和显示控制器PCB板8提供低纹波的工作电压，音频处理器PCB板15的DSP芯片14通过I2C数据总线和I2S音频总线与显示控制器PCB板8的MCU芯片7连接，LCD显示屏2通过FFC/FPC 连接器连接到显示控制器PCB板8。

在本实施例中，如需要增大音频设备的音量，手指顺时针旋转光电码盘旋转壳体11，光电码盘旋转壳体11内部环形栅格在槽型双光电传感器9槽内转动，槽型双光电传感器9内部 2组发射、接收管依次被阻挡，同时输出2组1、0的高低电平脉冲传递到MCU芯片7，MCU芯片7内部软件程序根据2组脉冲的高低电平次序和周期，判定光电码盘旋转壳体11在顺时针转动，MCU芯片7通过I2C数据总线控制增大DSP芯片14音量寄存器值，DSP芯片14根据内部音量寄存器的值，通过算法将输入信号增大后输出到AD/DA编解码芯片13转换成模拟音频信号，同时DSP芯片14将内部数字音频信号通过I2S音频总线传输给MCU芯片7，MCU芯片7内部软件程序运用FFT算法，将数字音频信号分解成时域和频域波形通过LCD显示屏2 实时显示，音量增加的音频信号通过数据插针19输出给家用功放，完成音量增大和显示的实施效果。

在本实施例中，调整到适合的音量，手指触摸弹簧10，确认MCU芯片7将音量参数写入 I2C存储或FLASH存储芯片，保存当前音量状态，以便实时调用。

在本实施例中，音量增大的控制方式，可通过辅助传感器6完成触摸、语音、手机无线、红外无线遥控的多态控制。

实施例2

请参照图1、图2，本实用新型实施例提供一种控制显示一体数字音频处理器，本实施例阐述了将本实用新型配置成一个“带显示音频解码器”。

在本实施例中，硬件设备及连接状态：

1、PCB实验板，板一侧焊装同轴输入RCA插座、光纤输入插座、2个3.5mm音频输出插座、USB插座。

2、本实用新型一种控制显示一体数字音频处理器

本实用新型一种控制显示一体数字音频处理器通过空芯螺栓22安装固定在PCB实验板上，数据插针19与PCB实验板上同轴输入RCA插座、光纤输入插座、2个3.5mm音频输出插座、 USB插座导线连接。

在本实施例中，信号流程的建立是，同轴、光纤数字输入信号经数据插针19进入音频处理器PCB板15的异步采样解码芯片11，异步采样解码芯片11通过I2C数据总线与显示控制器PCB板8的MCU芯片7连接，异步采样解码芯片11通过I2S音频总线与音频处理器PCB板15的DSP芯片14连接，音频处理器PCB板15的DSP芯片14通过I2C数据总线和I2S音频总线与显示控制器PCB板8的MCU芯片7连接，音频处理器PCB板15的AD/DA编解码芯片 13通过数据插针19与PCB实验板上的2个3.5mm音频输出插座连接，USB插座的+5V电压经数据插针19进入电源PCB板20的数字和模拟电源电路18，分路稳压为+3.3V、+1.8V、+1V 数字电路电压和+10V、-10V、+5V模拟电路电压，为音频处理器PCB板15和显示控制器PCB 板8提供低纹波的工作电压，LCD显示屏2通过FFC/FPC连接器连接到显示控制器PCB板8。

在本实施例中，手指顺时针旋转光电码盘旋转壳体11，光电码盘旋转壳体11内部环形栅格在槽型双光电传感器9槽内转动，槽型双光电传感器9内部2组发射、接收管依次被阻挡，同时输出2组1、0的高低电平脉冲传递到MCU芯片7，MCU芯片7内部软件程序根据2组脉冲的高低电平次序和周期，判定光电码盘旋转壳体11的转动方向，根据转动方向设置菜单实现如下功能：

1、改变采样率，MCU芯片7设置为I2S主模式，通过改变异步采样解码芯片11的I2S音频总线采样率，设置同轴和光纤数字信号的采样率为44.1KH或48KHZ或88.2KHZ或96KHZ或 176KHZ或192KHZ。

2、选择同轴或光纤输入。

3、改变输出音频的音量、频率、切换2.1声道、超低音参量均衡等。

DSP芯片14通过算法将输入信号处理后输出到AD/DA编解码芯片13转换成2.1声道模拟音频信号，2.1声道模拟音频信号通过数据插针19输出到2个3.5mm音频输出插座，同时DSP芯片14将内部数字音频信号通过I2S音频总线传输给MCU芯片7，MCU芯片7内部软件程序运用FFT算法，将数字音频信号分解成时域和频域波形通过LCD显示屏2实时显示，实时显示的参数还包括采样率和同轴、光纤输入通道选择、频率均衡、音量大小、参量均衡的频点以及Q值。

在本实施例中，音频解码器的功能和参数调整到适合状态，手指触摸弹簧10，确认MCU 芯片7将各参数写入I2C存储或FLASH存储芯片，保存当前参数状态，实时调用。

在本实施例中，音频解码器的功能，可通过辅助传感器6完成触摸、语音、手机无线、红外无线遥控的多态控制。

以上所述，仅是本实用新型的实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故采用与本实用新型上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他结构，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制显示一体数字音频处理器，其特征在于：包括面镜、LCD显示屏、LCD固定平台、显示控制器PCB板、槽型双光电传感器、触摸弹簧、光电码盘旋转壳体、音频处理器PCB板、内外旋转轴承、电源PCB板、数据插针、空芯螺栓；所述空芯螺栓头部与所述电源PCB板的中心连接固定，所述数据插针焊装在所述电源PCB板上，所述电源PCB板和所述音频处理器PCB板分别固定在所述内外旋转轴承内圈的两边沿，所述显示控制器PCB板固定在所述音频处理器PCB板上，所述LCD固定平台固定在所述显示控制器PCB板上，所述LCD显示屏粘贴在所述LCD固定平台上，所述光电码盘旋转壳体内部下边沿嵌套固定在所述内外旋转轴承外圈，所述面镜粘贴在所述光电码盘旋转壳体上边沿。

2.根据权利要求1所述的一种控制显示一体数字音频处理器，其特征在于：所述空芯螺栓杆体穿过所述电源PCB板的中心,所述空芯螺栓头部卡住所述电源PCB板的顶层焊接固定，所述空芯螺栓与电源PCB板底层用螺母旋紧固定，所述空芯螺栓杆体内穿套数据线。

3.根据权利要求1所述的一种控制显示一体数字音频处理器，其特征在于：所述光电码盘旋转壳体，整体外部形状为圆形或多边形，壳体外表面有防滑纹，壳体内部为中空，内部侧壁设有向中心伸展的环形栅格薄片，壳体上部边沿开有L型槽。

4.根据权利要求1所述的一种控制显示一体数字音频处理器，其特征在于：所述内外旋转轴承的外圈体，嵌套在所述光电码盘旋转壳体下部的内壁粘接固定。

5.根据权利要求1所述的一种控制显示一体数字音频处理器，其特征在于：所述电源PCB板和所述音频处理器PCB板，两个PCB板外形为圆形或多边形，所述电源PCB板的顶层和所述音频处理器PCB板的底层，通过至少3套双头空芯铜柱、电源板固定螺钉、单头空芯铜柱，夹紧固定在所述内外旋转轴承的内圈体两边沿。

6.根据权利要求1所述的一种控制显示一体数字音频处理器，其特征在于：所述显示控制器PCB板，外形为圆形或多边形，所述槽型双光电传感器焊装在所述显示控制器PCB板底层边沿，所述光电码盘旋转壳体内壁的栅格部分，刚好定位在所述槽型双光电传感器的槽中间。

7.根据权利要求1所述的一种控制显示一体数字音频处理器，其特征在于：所述触摸弹簧，焊装在所述显示控制器PCB板顶层与触摸芯片连接。

8.根据权利要求1所述的一种控制显示一体数字音频处理器，其特征在于：所述LCD固定平台，外边形状为圆形或多边形，内部为中空，所述LCD固定平台底面与所述显示控制器PCB板顶层居中对齐重叠，通过LCD固定螺钉和单头空芯铜柱，连接固定在所述音频处理器PCB板顶层上。

9.根据权利要求1所述的一种控制显示一体数字音频处理器，其特征在于：所述LCD显示屏贴装在所述LCD固定平台上，所述LCD显示屏数据线连接到所述显示控制器PCB板。

10.根据权利要求1所述的一种控制显示一体数字音频处理器，其特征在于：所述面镜，形状为圆形或多边形，镜面中部有所述LCD显示屏透明开窗，其余四周为黑色或暗色涂装，所述镜面贴装在所述光电码盘旋转壳体上边沿槽内。

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