CN220732771U - 一种音频传输装置及音频系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种音频传输装置及音频系统，本申请的音频传输装置的接收装置通过数据传输接口接收发送设备发送的音频数据；通过数据交换装置使得物理收发装置接收接收装置传送的音频数据；通过物理收发装置的UWB收发装置将物理收发装置接收的音频数据发送至播放设备，实现了发送设备与播放设备之间的音频数据的无线传输；本申请的音频传输装置结构设计巧妙，且便于音频的转换和传输，提高了音频数据的传输速度、发射功率低降低了音频传输装置的功耗，抗干扰能力强，定位精度高，可以应用于精确寻找设备和定位设备，适用于多通道的音频数据的传输，克服了现有的音频无线传输的功耗高、延迟大和多通道传输时传输信道拥挤的缺陷。

Description

一种音频传输装置及音频系统

技术领域

本申请涉及陶瓷材料技术领域，具体涉及一种音频传输装置及音频系统。

背景技术

随着技术的不断发展，无线音频产品快速的进入千家万户。常见的的无线音频设备都是基于使用2.4G蓝牙和WiFi技术进行音频的传输。使用场景包括手机、电脑或电视显示屏等音频发送设备通过蓝牙或WiFi传输音频数据至播放设备，播放设备如音响或耳机会播放音频数据对应的音频。

2.4G蓝牙传输音频的优点为：普及度高、支持设备多、低功耗；WiFi标准协议传输音频的优点是普及度高、支持设备多、带宽高；

但是上述音频传输技术均有缺陷，例如2.4G蓝牙传输音频具有只能传普通音质的立体声或语音信号、若传输复杂的协议会导致延迟大、设备多的时候传输信道拥挤的缺陷；WiFi标准协议传输具有功耗大、设备多传输信道拥挤、传输延迟高等缺陷。

因此，如何弥补现有的音频传输设备的多设备传输时传输信道拥挤、传输音频延迟高的缺陷是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于此，本申请提供一种音频传输装置及音频系统，以解决现有的音频传输设备的多设备传输时传输信道拥挤、传输音频延迟高的问题。

本申请提供的所述音频传输装置，包括壳体、接收装置、物理收发装置；

所述接收装置设置于所述壳体内，通过数据传输接口接收发送设备发送的音频数据；

所述物理收发装置设置于所述壳体内，通过数据交换装置与所述接收装置连接，用于接收所述接收装置传送的音频数据；

所述物理收发装置包括UWB收发装置，用于将所述物理收发装置接收的音频数据发送至播放设备；

所述UWB收发装置包括UWB天线组，所述UWB天线组的一端与所述UWB收发装置连接，所述UWB天线组的另一端伸出所述壳体外部。

可选地，所述音频传输装置还包括UWB接收装置，所述UWB接收装置设置于播放设备上并与所述UWB天线组无线连接，用于接收UWB收发装置发送的音频数据。

可选地，所述UWB收发装置包括UWB天线组，所述UWB天线组的一端与所述物理收发装置连接，所述UWB天线组的另一端伸出所述壳体外部。

可选地，所述数据传输接口包括USB接口。

可选地，所述数据交换装置包括串行外设接口，所述串行外设接口的输入端连接所述接收装置的数据输出端，所述串行外设接口的输出端连接所述物理收发装置的数据输入端。

可选地，所述数据交换装置包括通用异步收发传输器，所述异步收发传输器的输入端连接所述接收装置的数据输出端，所述异步收发传输器的输出端连接所述物理收发装置的数据输入端。

可选地，所述接收装置包括微控制单元，所述微控制单元的数据输入端与所述USB接口的输出端连接。

可选地，所述接收装置包括焊球阵列封装单元，所述焊球阵列封装单元的数据输入端与USB接口的输出端连接。

可选地，所述接收装置包括系统级芯片，所述系统级芯片的数据输入端与USB接口的输出端连接。

本申请还提供一种音频系统，包括发送设备、播放设备和所述音频传输装置，所述发送设备通过所述音频传输装置向所述播放设备无线传输音频数据。

本申请的音频传输装置和音频系统的有益效果在于：

本申请的所述音频传输装置的所述接收装置通过数据传输接口接收发送设备发送的音频数据；通过数据交换装置使得物理收发装置接收所述接收装置传送的音频数据；通过所述物理收发装置的UWB收发装置将所述物理收发装置接收的音频数据发送至播放设备，实现了发送设备与播放设备之间的音频数据的无线传输；

本申请的所述音频传输装置通过接收装置接收音频数据，再通过数据交换装置将音频数据输送至物理收发装置，使得物理收发装置可以将音频信号以UWB无线传输的方式传输至播放设备，结构设计巧妙，且便于音频的转换和传输，提高了音频数据的传输速度、发射功率低降低了音频传输装置的功耗，抗干扰能力强，定位精度高，可以应用于精确寻找设备和定位设备，适用于多通道的音频数据的传输，克服了现有的音频无线传输的功耗高、延迟大和多通道传输时传输信道拥挤的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例的音频传输装置的结构示意图；

图2是本申请实施例接收设备设置的音频数据封装包结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本实用新型，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本实用新型技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义。

请参考图1，为本申请实施例的结构示意图。

参照图1，本申请提供的音频传输装置，包括壳体1、接收装置2、物理收发装置3；

接收装置2设置于壳体1内，通过数据传输接口7接收发送设备发送的音频数据；

物理收发装置3设置于壳体1内，通过数据交换装置4与接收装置2连接，用于接收接收装置2传送的音频数据；

物理收发装置3包括UWB收发装置5，用于将物理收发装置3接收的音频数据发送至播放设备；

UWB收发装置5包括UWB天线组6，UWB天线组6的一端与UWB收发装置5连接，UWB天线组6的另一端伸出壳体1外部。

一些实施例中，UWB收发装置5是指超宽带(Ultra Wide Band，UWB)收发装置，可进行无线信号的发送和接收。

可说明的是UWB技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽，可以工作在3.1～10.6GHz。因此通过UWB收发装置5传输音频数据具有以下优点：

1.系统容量大，传输速度快；根据香农公式，带宽越宽，系统的最大传输速率就越大，而UWB通信的带宽都在500MHz以上，传输足够快保证可以传输更高的音频品质和通道数及更多的RF休眠时间；

2.发射功率低，UWB极大的带宽保证了较低的发射功率，极大的降低了系统功耗。

3.抗多径干扰能力强，适用于室内环境的音频数据的传输；

4.定位精度高，具有精确寻找设备等扩展功能。

作为本申请一种可选的实施方式，音频传输装置还包括UWB接收装置8，UWB接收装置8设置于播放设备上，用于接收UWB收发装置5发送的音频数据。

一些实施例中，UWB天线组6的一端与UWB收发装置5的数据输出端连接，另一端与UWB接收装置8无线连接，用于UWB收发装置5接收的音频数据发出至播放设备，即UWB天线组6通过UWB无线传输的方式将音频信号从UWB收发装置5传输至播放设备端的UWB接收装置8。可说明是，UWB接收装置8与UWB天线组6之间的虚线表示两者无线连接。

一些实施例中，数据传输接口7包括但不仅限于能传输音频数据的USB接口。

一些实施例中，数据交换装置4包括串行外设接口(Serial PeripheralInterface，SPI)，串行外设接口的输入端连接接收装置2的数据输出端，串行外设接口的输出端连接物理收发装置3的数据输入端。

一些实施例中，物理收发装置3的数据输入端连接UWB收发装置5的数据输入端。

另一些实施例中，数据交换装置4包括通用异步收发传输器(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，UART)，异步收发传输器的输入端连接接收装置2的数据输出端，异步收发传输器的输出端连接物理收发装置3的数据输入端。

优选的是，通过具有高速传输性能的UART接口或SPI接口在接收装置2和物理收发装置3之间传输音频数据，提高了传输效率，使得接收装置2通过USB接口接收音频数据后，将音频数据转换成UWB接收装置8可以接收的数据并传输至物理收发装置3，使得物理收发装置3可以将接收的音频数据直接通过UWB收发装置5发送出去，提高了音频数据的传输和传递效率。

一些实施例中，接收装置2包括微控制单元(Micro Controller Unit，MCU)，微控制单元的数据输入端与USB接口的输出端连接，微控制单元的数据输出端通过数据交换装置4与物理收发装置3连接。

另一些实施例中，接收装置2包括焊球阵列封装(Ball Grid Array，BGA)单元，焊球阵列封装单元的数据输入端与USB接口的输出端连接，焊球阵列封装单元的数据输出端通过数据交换装置4与物理收发装置3连接。

再一些实施例中，接收装置2包括系统级芯片(System-on-a-Chip，SoC)，系统级芯片的数据输入端与USB接口的输出端连接，系统级芯片的数据输出端通过数据交换装置4与物理收发装置3连接。

一些实施例中，本申请的物理收发装置3具有UWB收发功能，依照IEEE 802.15.4/4Z等标准来实现无线传输，对数据包结构都有同步、传输帧结构、RF配置等有标准的定义。在工作过程中，接收装置2只需要对物理收发装置3进行对应的发送配置或接收配置、对数据区进行读或写操作即可。接收装置2接收音频数据后，可以根据用户自定义设置私有数据区域，接收装置2只需将自定义的私有数据区域的数据传送或接收回即可实现通过UWB收发装置5进行音频数据的传输。

一些实施例中，本申请的接收装置2包含支持UAC2.0的高速传输，接收装置2通过USB音频数据端点接收音频数据后，对音频数据进行自定义，将自定义的数据封包后传送到循环缓冲队列(Ring Buffer)里，再将Ring Buffer里面的数据通过高速SPI传送给物理收发装置3的UWB收发装置5，实现音频数据在接收装置2和UWB收发装置5之间的高速传输。

参照图2，为接收设备设置的音频数据封装包结构，其中，音频数据封装包中各个数据结构的意义如下：

FRAME ID用于接收机多通道音频帧同步；

CHANNEL ID表示当前音频数据的通道ID；

DATALEN表示当前音频数据的长度；

AUDIO DATA表示没有压缩的音频流数据；

CMD DATA表示系统透传信息，其固定长度可以包含采样率、系统音量等状态等；

CRC用于对上述FRAME ID～CMD DATA所有的数据进行校验，加强系统健壮性。

上述音频数据封装包的数据结构考虑了多通道应用场景，因此可以应用于多通道的音频传输场景中，适用场景多。

本申请还提供一种音频系统，包括发送设备、播放设备和音频传输装置，发送设备通过音频传输装置向播放设备无线传输音频数据。

一些实施例中，发送设备上设置有与数据传输接口匹配的接口，如USB接口装置，用于通过USB高速传输音频数据至音频传输装置。

一些实施例中，发送设备包括但不仅限于能发送音频数据的电脑、手机和电视机。

一些实施例中，播放设备上设置有UWB接收装置，与本申请的UWB收发装置相匹配，UWB接收装置通过UWB天线组与UWB收发装置通过UWB无线通信，以将发送设备的音频传输至播放设备，提高了音频传输速度，提高了音频质量。

一些实施例中，播放设备包括但不仅限于耳机和音响。

综上，本申请的音频传输装置和音频系统的优点在于：

本申请的音频传输装置通过接收装置接收音频数据，再通过数据交换装置将音频数据输送至物理收发装置，使得物理收发装置可以将音频信号以UWB无线传输的方式传输至播放设备，结构设计巧妙，且便于音频的转换和传输，使用新的无线技术方案克服现有的无线音频蓝牙传输带宽不高、延迟高、功耗高、设备多信道拥挤的问题，提高了音频数据的传输速度、发射功率低降低了音频传输装置的功耗，抗干扰能力强，定位精度高，可以应用于精确寻找设备和定位设备；

适用于多通道的音频数据的传输，可以在高带宽、低功耗、抗干扰强无线传输下优化传输音频品质，如优化传输更高的音乐品质例如优化高采样率高数据量的音乐品质，或更多的音频通道，如杜比多通道，传输数据量等于每通道数据量乘以通道数，大大提高了音频数据传输量和传输速度；拓展了现有设备的无线音频传输功能。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种音频传输装置，其特征在于，包括壳体、接收装置、物理收发装置；

所述接收装置设置于所述壳体内，通过数据传输接口接收发送设备发送的音频数据；

所述物理收发装置设置于所述壳体内，通过数据交换装置与所述接收装置连接，用于接收所述接收装置传送的音频数据；

所述物理收发装置包括UWB收发装置，用于将所述物理收发装置接收的音频数据发送至播放设备；

所述UWB收发装置包括UWB天线组，所述UWB天线组的一端与所述UWB收发装置连接，所述UWB天线组的另一端伸出所述壳体外部。

2.如权利要求1所述的音频传输装置，其特征在于，还包括UWB接收装置，所述UWB接收装置设置于播放设备上并与所述UWB天线组无线连接，用于接收UWB收发装置发送的音频数据。

3.如权利要求2所述的音频传输装置，其特征在于，所述数据传输接口包括USB接口。

4.如权利要求2所述的音频传输装置，其特征在于，所述数据交换装置包括串行外设接口，所述串行外设接口的输入端连接所述接收装置的数据输出端，所述串行外设接口的输出端连接所述物理收发装置的数据输入端。

5.如权利要求2所述的音频传输装置，其特征在于，所述数据交换装置包括通用异步收发传输器，所述异步收发传输器的输入端连接所述接收装置的数据输出端，所述异步收发传输器的输出端连接所述物理收发装置的数据输入端。

6.如权利要求3所述的音频传输装置，其特征在于，所述接收装置包括微控制单元，所述微控制单元的数据输入端与所述USB接口的输出端连接。

7.如权利要求3所述的音频传输装置，其特征在于，所述接收装置包括焊球阵列封装单元，所述焊球阵列封装单元的数据输入端与USB接口的输出端连接。

8.如权利要求3所述的音频传输装置，其特征在于，所述接收装置包括系统级芯片，所述系统级芯片的数据输入端与USB接口的输出端连接。

9.一种音频系统，其特征在于，包括发送设备、播放设备和如权利要求1至8任意一项所述的音频传输装置，所述发送设备通过所述音频传输装置向所述播放设备无线传输音频数据。