CN221057146U - 音频转换设备及车载音频功率放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种音频转换设备及车载音频功率放大器，涉及音频产品技术领域。音频转换设备包括音频总线单元、无线音频单元、处理单元、微控制单元及配电单元，音频总线单元用于连接外部上下级设备，无线音频单元用于收发外部移动设备通信的音频信号并进行格式转换，无线音频单元和音频总线单元分别与处理单元相连；无线音频单元、音频总线单元和处理单元分别与微控制单元电相连，配电单元用于向处理单元、微控制单元、无线音频单元和音频总线单元供电。音频总线单元和无线音频单元能够实现音频信号格式的切换，具有丰富的可拓展性，还能借助外部移动设备进行音频分析，方便车载产品的调试、分析、研发等工作的开展，提升工作效率。

Description

音频转换设备及车载音频功率放大器

技术领域

本实用新型涉及音频产品技术领域，尤其涉及一种音频转换设备及车载音频功率放大器。

背景技术

随着市场上车载音频功率放大器的普及，越来越多的汽车中都配备了车载音频功率放大器。车载音频功率放大器中A2B技术应用的场景非常广泛，而现有的A2B音频转换设备价格非常昂贵，功能相对局限，使用起来便捷性有限。

实用新型内容

本实用新型提供一种音频转换设备及车载音频功率放大器，用以解决现有技术中A2B音频转换设备功能和使用便捷性有限的缺陷。

本实用新型提供一种音频转换设备，包括音频总线单元、无线音频单元、处理单元、微控制单元及配电单元，所述音频总线单元用于连接外部上下级设备，所述无线音频单元用于收发外部移动设备通信的音频信号并进行格式转换，所述无线音频单元和所述音频总线单元分别与所述处理单元相连；所述无线音频单元、所述音频总线单元和所述处理单元分别与所述微控制单元电相连，所述配电单元用于向所述处理单元、所述微控制单元、所述无线音频单元和所述音频总线单元供电。

根据本实用新型提供的一种音频转换设备，所述无线音频单元包括天线及信号转换模块，所述天线用于与外部移动设备通信，所述信号转换模块与所述天线相连以转换音频信号的格式。

根据本实用新型提供的一种音频转换设备，还包括SPDIF接口，所述SPDIF接口与所述处理单元电连接。

根据本实用新型提供的一种音频转换设备，所述配电单元具有电源接口，所述电源接口用于与外部电源相连。

根据本实用新型提供的一种音频转换设备，还包括内置电源，所述内置电源与所述配电单元电连接。

根据本实用新型提供的一种音频转换设备，所述配电单元包括两个第一稳压模块及两个第二稳压模块，其中一个所述第一稳压模块用于为所述音频总线单元供电，另一所述第一稳压模块用于为所述无线音频单元和所述处理单元供电；其中一个所述第二稳压模块用于为所述处理单元供电，另一个所述第二稳压模块用于为所述微控制单元和所述无线音频单元供电。

根据本实用新型提供的一种音频转换设备，所述第一稳压模块包括LDO芯片，所述第二稳压模块包括BUCK芯片。

根据本实用新型提供的一种音频转换设备，所述音频总线单元为AD2428芯片；和/或，所述天线为XU216-512。

根据本实用新型提供的一种音频转换设备，所述微控制单元通过I2C通信协议与所述音频总线单元、所述无线音频单元和所述处理单元通信连接

本实用新型还提供一种车载音频功率放大器，包括如上所述的音频转换设备。

本实用新型提供的音频转换设备及车载音频功率放大器，通过音频总线单元实现了A2B信号与其他音频信号之间的转换，通过无线音频单元实现了外部移动设备与内部的通信并能实现无线信号和其他格式音频信号之间的切换，增加音频格式的转换类别，具有丰富的可拓展性，能够借助外部移动设备进行音频分析，方便车载音频功率放大器的调试、分析、研发等工作的开展，提升工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本实用新型提供的音频转换设备的硬件结构示意图；

图2是本实用新型提供的配电单元的供电结构示意图；

附图标记：

10、音频总线单元；21、天线；22、信号转换模块；30、处理单元；40、微控制单元；50、配电单元；51、LDO芯片；52、BUCK芯片。

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，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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装置或元件必须具有特定的方位、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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

下面结合图1-图2描述本实用新型的音频转换设备。

本实用新型实施例提供一种音频转换设备，如图1所示，该音频转换设备包括音频总线单元10、无线音频单元、处理单元30、微控制单元40及配电单元50。其中，音频总线单元10用于连接外部上下级设备，无线音频单元用于收发外部移动设备通信的音频信号并进行格式转换。无线音频单元和音频总线单元10分别与处理单元30相连；无线音频单元、音频总线单元10和处理单元30分别与微控制单元40电相连。配电单元50用于向处理单元30、微控制单元40、无线音频单元和音频总线单元10供电。

其中，音频总线单元10可以为现有的A2B模块，例如ADI公司研发的AD24XX系列。具体地，音频总线单元10采用AD2428芯片，能够在长达15米的距离内实现通信，只需要用一条双绞线来传输I2S/TDM/PDM数据以及I2C控制信息以及时钟和供电信号，非常的简洁方便。音频总线单元10具有A2B通信接口，其能够与上下级设备进行音频信号的传输。音频总线单元10接收的A2B音频信号转换为TDM信号，处理单元30对TDM信号进行音效处理。

无线音频单元能够与手机、笔记本电脑等外部移动设备通信，接收外部移动设备发送的音频信号，并能够向外部移动设备发送移动设备可以识别的音频信号。由于外部移动设备发送的音频信号和音频转换设备内部流转的音频信号格式不同，因此在接收后和外发前，无线音频单元还需要转换音频信号的格式。

在一具体实施例中，如图1所示，无线音频单元包括天线21及信号转换模块22，天线21用于与外部移动设备通信，信号转换模块22与天线21相连以转换音频信号的格式。具体地，天线21可以为无线通信模块或者是与信号转换模块22相连的通信接口。信号转换模块22采用一种支持TDM协议接口的芯片，例如采用XMOS的XU216-512。信号转换模块22能够将TDM信号与无线信号相互转换，并可以通过天线21直接在电脑或手机等外部移动设备上完成音频信号的抓取、分析等工作，增加音频信号处理的灵活性，增大对音频信号的处理能力。具体地，上下级设备通过A2B通信接口向音频总线单元10传递A2B信号，音频总线单元10将A2B信号转换为TDM信号，并经由处理单元30进行音频处理，处理完后的TDM信号经由信号转换模块22转换为无线信号，并借助天线21传输至外部移动设备进行分析。类似地，外部移动设备内的音频信号借助天线21传递至信号转换模块22，信号转换模块22将该音频信号转换为TDM信号，然后传输至处理单元30进行后续处理。由此，借助无线音频单元能够将TDM信号与无线信号进行转换，满足向外传输和内部分析的格式要求。

如图1所示，处理单元30通常可选用DSP芯片，例如ADI的ADAU1452WBCPZ芯片，拥有48个通道，32bit数字信号输入/输出，最高可支持192KHZ的音频采样速率。

微控制单元40通常可选用MCU，具体形式包括但不限于单片机。MCU主要用于程序调试、寄存器参数配置以及和其他模块的通信配置。MCU模块具体可以采用基于ARMCortex-M4F/M0内核的产品，例如采用NXP的FS32K44UFT0VLLT，其主要用于DSP和A2B模块的配置以及程序调试使用。为方便进行程序调试，音频转换设备还包括分别与处理单元30以及微控制单元40连接的调试接口。在实际操作中，通过调试接口将相关程序烧录进MCU中，并经由MCU调试其他模块。可选的，MCU和DSP芯片之间以SPI协议通信，与A2B模块之间以I2C协议进行通信。

与前述现有技术方案相比，本实用新型提供的音频转换设备，通过音频总线单元10实现了A2B信号与其他音频信号之间的转换，适用于具备A2B接口的产品，通过无线音频单元实现了外部移动设备与内部的通信并能实现无线信号和其他格式音频信号之间的切换，增加音频格式的转换类别，具有丰富的可拓展性，能够借助外部移动设备进行音频分析，方便车载音频功率放大器的调试、分析、研发等工作的开展，提升工作效率。

如图1所示，音频转换设备还包括SPDIF接口，SPDIF接口与处理单元30电连接。

处理单元30附带适用于A2B协议和SPDIF(Sony/Philips Digital Inter Face，简称SPDIF)协议的接口。一方面可以将输入信号直接从其SPDIF引脚输出至可配置于本设备的SPDIF接口，另一方面也可以将I2S/TDM格式的音频信号传输到音频总线单元10，再由音频总线单元10将其转换为A2B信号进行传输。比如，音频总线单元10可采用ADI公司设计的专用汽车音频总线收发器芯片，该音频总线单元10可直接连接到DSP芯片的I2S/TDM接口。或者，DSP芯片还可以由自身产生模拟音频信号，并通过SPDIF接口或者音频总线单元10输出。

出于成本考虑，SPDIF接口有时并非采用同轴或者光纤接口，而是采用差分形式的接口。因此，在DSP芯片与SPDIF接口之间还连接有单端转差分模块，用于将处理单元30输出的SPDIF信号从单端转换为差分信号输出，增强信号的抗干扰能力。

通常外部音频输入可采用光纤或者同轴电缆来传输信号。相比于同轴电缆，光纤传输的光信号具有接口灵活，抗干扰能力强等优点。可选的，音频转换设备配置用于连接SPDIF输入光纤的光电转换模块，或者配置有光纤接口。例如，选用亿光PLR35/T作为光纤接收器，将光纤传输的光信号转换为电信号，并通过DSP芯片的SPDIF引脚送入DSP芯片中进行处理。在其他实施例中，也可以选用光电转换模块作为音频输出接口。此时，光电转换模块用作发射端，比如，选用亿光PLR33/T系列等。当然，如果是采用同轴电缆的实施方式，则输入模块和输出接口可以是指专用同轴插头的物理接口。这里还需指出，根据不同的需求，光电转换模块可以不限定为光纤转SPDIF，上述仅为实施参考举例。

本实用新型实施例提供的音频转换设备，能实现多种音频格式与A2B格式之间的转换，例如SPDIF转A2B、A2B转A2B、模拟转A2B、模拟转SPDIF等，从而为带有A2B接口的产品提供标准的A2B音频信号，同时还使其具备广泛的拓展性，可以和现有的音频转换产品级联使用。

配电单元50可以连接外部电源供电，也可以通过内置电源供电。

在一具体实施例中，配电单元50包括电源接口、两个第一稳压模块及两个第二稳压模块。电源接口用于连接外部电源。电源接口分别与第一稳压模块以及第二稳压模块连接。其中一个第一稳压模块用于为音频总线单元10供电，另一第一稳压模块用于为无线音频单元和处理单元30供电；其中一个第二稳压模块用于为处理单元30供电，另一个第二稳压模块用于为微控制单元40和无线音频单元供电。

具体来说，外部电源可通过普通双绞线和插线端子与电源接口连接。第二稳压模块为一颗BUCK芯片52，如图2所示，其中一个BUCK芯片52用于将外接电源的电压转换为5V，作为处理单元30的输入电源；另一个BUCK芯片52用于将外部电源的电压转换为3.3V，作为信号转换模块22的输入电压。第一稳压模块为一颗LDO芯片51，如图2所示，其中一个LDO芯片51用于将外接电源的电压转换为8.5V，作为音频总线单元10的输入电压。另一个LDO芯片51与转换为3.3V电压的BUCK芯片52串联，将电压进一步降低至1.0V，作为信号转换模块22和微控制单元40的输入电压。当然，第一稳压模块和第二稳压模块也可以采用其他芯片或者采用其他组合方式，只要能够满足各单元的供电需求即可。

在又一具体实施例中，音频转换设备包括内置电源，内置电源为蓄电池或者充电电池。可选的，配电单元50包括两个第一稳压模块和两个第二稳压模块，其除了电源接口外结构可以与上述实施例相同，不再赘述。

配电单元50、处理单元30、输入模块、微控制单元40以及音频总线单元10集成于电路板，电路板安装在盒体内，盒体上对应于各单元接口开设有通孔。具体地，对应光纤接口、电源接口、SPDIF接口、音频总线单元10的音频接口以及调试接口分别开设相应的通孔。可选的，SPDIF接口、音频总线单元10的接口均为USB端子，调试接口为Type-C端子。盒体的外形形状可采用长方体、立方体、筒型、圆台型等箱盒结构，盒体的开合方式可以采用由多个壳体组成模块分离拆装的门盖式、扣接式、滑接式等结构，或者也可以选用一体的可掀动\翻转\旋转的门盖板以及锁扣等常规结构。

除此之外，本实用新型实施例还提供一种车载音频功率放大器，其包括如上所述的音频转换设备。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种音频转换设备，其特征在于，包括音频总线单元、无线音频单元、处理单元、微控制单元及配电单元，所述音频总线单元用于连接外部上下级设备，所述无线音频单元用于收发外部移动设备通信的音频信号并进行格式转换，所述无线音频单元和所述音频总线单元分别与所述处理单元相连；所述无线音频单元、所述音频总线单元和所述处理单元分别与所述微控制单元电相连，所述配电单元用于向所述处理单元、所述微控制单元、所述无线音频单元和所述音频总线单元供电。

2.根据权利要求1所述的音频转换设备，其特征在于，所述无线音频单元包括天线及信号转换模块，所述天线用于与外部移动设备通信，所述信号转换模块与所述天线相连以转换音频信号的格式。

3.根据权利要求1或2所述的音频转换设备，其特征在于，还包括SPDIF接口，所述SPDIF接口与所述处理单元电连接。

4.根据权利要求1所述的音频转换设备，其特征在于，所述配电单元具有电源接口，所述电源接口用于与外部电源相连。

5.根据权利要求1所述的音频转换设备，其特征在于，还包括内置电源，所述内置电源与所述配电单元电连接。

6.根据权利要求4或5所述的音频转换设备，其特征在于，所述配电单元包括两个第一稳压模块及两个第二稳压模块，其中一个所述第一稳压模块用于为所述音频总线单元供电，另一所述第一稳压模块用于为所述无线音频单元和所述处理单元供电；其中一个所述第二稳压模块用于为所述处理单元供电，另一个所述第二稳压模块用于为所述微控制单元和所述无线音频单元供电。

7.根据权利要求6所述的音频转换设备，其特征在于，所述第一稳压模块包括LDO芯片，所述第二稳压模块包括BUCK芯片。

8.根据权利要求2所述的音频转换设备，其特征在于，所述音频总线单元为AD2428芯片；和/或，所述天线为XU216-512。

9.根据权利要求1所述的音频转换设备，其特征在于，所述微控制单元通过I2C通信协议与所述音频总线单元、所述无线音频单元和所述处理单元通信连接。

10.一种车载音频功率放大器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的音频转换设备。