本發(fā)明涉及音頻處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及音頻功放裝置。

背景技術(shù)：

音頻功放全名為音頻功率放大器，是用于推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲，從而重現(xiàn)聲音的功放裝置，多數(shù)發(fā)聲的電子產(chǎn)品中都要用到它。

傳統(tǒng)的音頻功放裝置僅能實(shí)現(xiàn)聲音的放大功能，在實(shí)現(xiàn)其他功能時(shí)需要借助大量外部設(shè)備，例如當(dāng)需要組成專業(yè)影院系統(tǒng)時(shí)，其需要連接例如控制、顯示、多種類型端口等器件，這樣無(wú)法給用戶帶來(lái)便捷操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)音頻功放裝置功能單一，無(wú)法給用戶帶來(lái)便捷操作的問(wèn)題，提供一種功能多樣的音頻功放裝置，給用戶帶來(lái)便捷操作。

一種音頻功放裝置，包括功放模塊、DSP(Digital Signal Processing，數(shù)字信號(hào)處理)音頻處理模塊、觸摸屏控制模塊以及音頻傳輸接口模塊；

DSP音頻處理模塊分別與功放模塊、觸摸屏控制模塊以及音頻傳輸接口模塊連接。

本發(fā)明音頻功放裝置，包括功放模塊、DSP音頻處理模塊、觸摸屏控制模塊以及音頻傳輸接口模塊，DSP音頻處理模塊分別與功放模塊、觸摸屏控制模塊以及音頻傳輸接口模塊連接，功放模塊用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行功放處理，DPS音頻處理模塊用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)音頻處理，輸出優(yōu)質(zhì)的音頻數(shù)據(jù)，觸控屏控制模塊用于輸出控制指令至外部觸屏顯示設(shè)備(LED顯示屏)，音頻傳輸接口模塊提供豐富的與外部設(shè)備連接接口，方便與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，也方便用戶對(duì)整個(gè)音頻功放裝置進(jìn)行操作與使用，給用戶帶來(lái)便捷操作。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明音頻功放裝置第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明音頻功放裝置其中一個(gè)實(shí)施例中DSP音頻處理模塊200的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明音頻功放裝置第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明音頻功放裝置其中一個(gè)應(yīng)用實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種音頻功放裝置，包括功放模塊100、DSP音頻處理模塊200、觸摸屏控制模塊300以及音頻傳輸接口模塊400，DSP音頻處理模塊200分別與功放模塊100、觸摸屏控制模塊300以及音頻傳輸接口模塊400連接。

功放模塊100用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行功放處理，確保輸出的信號(hào)能夠滿足用戶需求(應(yīng)用場(chǎng)景需求)。具體來(lái)說(shuō)，功放模塊100可以包括多種類型的功放單元，每種功放單元提供不同的高功率輸出選擇，從而整個(gè)功放模塊100提供多種高功率輸出功放選擇，例如可以提供一種方案為Pascal SPRO2D類功放：4x500W@4Ω或4x250W@8Ω；另一種方案為ICEPOWER D類功放：4x 700W@4Ω。更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，在功放模塊100內(nèi)還可以包括具有主動(dòng)式PFC(Power Factor Correction，功率因數(shù)校正)與自動(dòng)電壓傳感功能的獨(dú)立開(kāi)關(guān)電源以及過(guò)電流、過(guò)/欠電壓以及高溫保護(hù)的電路保護(hù)單元，在每個(gè)功放單元可以匹配兩個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)電源和單個(gè)電路保護(hù)單元，具有主動(dòng)式PFC與自動(dòng)電壓傳感功能的獨(dú)立開(kāi)關(guān)電源，能夠有效提高功放單元的轉(zhuǎn)換效率，例如D類輸出級(jí)轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90％(滿載)，電路保護(hù)單元能夠給整個(gè)電路提供全套電路保護(hù)功能，具體可以提供包括過(guò)電流，過(guò)/欠電壓、輸出直流以及高溫保護(hù)。

DSP音頻處理模塊200用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)音頻處理，輸出優(yōu)質(zhì)的音頻數(shù)據(jù)。具體來(lái)說(shuō)，DSP音頻處理模塊200可以為四進(jìn)四出DSP音頻處理模塊200，在實(shí)際應(yīng)用DSP音頻處理模塊200的核心處理部分是DSP處理器，可以采用DREAM公司的SAM5000系列DSP芯片支持56bit MAC操作，48bit雙精度操作，內(nèi)核頻率196.6MHz，芯片上集成32k參數(shù)RAM和16k數(shù)據(jù)RAMRAM32k*24，有極佳的低電平信號(hào)性能，動(dòng)態(tài)處理器采用先進(jìn)多斷點(diǎn)算法。在TDM(Testing Data Management/Technical Data Management，時(shí)分復(fù)用模式)模式下，擁有32通道數(shù)字輸入和輸出和立體聲S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface Format)輸入和輸出，外部可以通過(guò)一個(gè)四線式SPI(Serial Peripheral interface，串行外圍設(shè)備接口)端口對(duì)其進(jìn)行控制和參數(shù)配置，也可以通過(guò)此端口進(jìn)行在線編程仿真，使用圖形工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)和編程。DSP音頻處理模塊200的模擬音頻和數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換部分采用AKM公司的AK4620EF音頻轉(zhuǎn)換芯片，模擬全差分輸入和輸出，信噪比115dB。DSP音頻處理模塊200的數(shù)字音頻格式轉(zhuǎn)換采用AKM公司AKM4122最高支持96KHz取樣，并支持取樣頻率轉(zhuǎn)換。DSP音頻處理模塊200的微處理器MCU采用ST公司的STM32F107VCT6。

更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，如圖2所示，DSP音頻處理模塊200包括4個(gè)傳輸鏈路，單個(gè)傳輸鏈路包括依次串聯(lián)的音頻信號(hào)源選擇器、噪聲門(mén)、輸入增益、輸入延時(shí)、輸入相位、12參數(shù)濾波器、輸入RMS(RMSRate-Monotonic Scheduling，單調(diào)速率調(diào)度)壓限器、輸入靜音開(kāi)關(guān)、路由混合器、高低通濾波器、4段參數(shù)濾波器、輸出延時(shí)、輸出相位、輸出增益、限制器以及輸出靜音開(kāi)關(guān)，4個(gè)傳輸鏈路內(nèi)置的高低通濾波器相互連接。在四進(jìn)四出DSP音頻處理模塊200中采用完美的4進(jìn)4出混響矩陣功放，保證輸入能以任何配比與任何輸出通道進(jìn)行混合。每個(gè)通道還擁有噪聲門(mén)功能、參數(shù)均衡器濾波器、增益控制、高/低通濾波器、RMS壓限以及可調(diào)的延時(shí)。在工作時(shí)，音頻信號(hào)源選擇：對(duì)每個(gè)輸入通道提供模擬、數(shù)字和DANTE三種音頻信號(hào)源；噪聲門(mén)：對(duì)每個(gè)輸入通道提供白噪聲和粉紅噪聲兩種噪聲發(fā)生器；輸入增益控制電路：對(duì)每個(gè)輸入通道可設(shè)置輸入通道電平,范圍從-12dB到+12dB；輸入延時(shí)控制電路：對(duì)每個(gè)輸入通道可設(shè)置的延時(shí)時(shí)間從000.0000mS到500.9984mS；輸入相位控制電路：對(duì)每個(gè)輸入通道可設(shè)置為正相“Normal”和反向“Invert”狀態(tài)；12段參數(shù)濾波器：對(duì)每個(gè)輸入通道，分別有12段參數(shù)濾波器可以選擇，每個(gè)參數(shù)均衡濾波器可以選擇BELL、雪弗、高通、低通、帶通,陷波和全通濾波器。輸入RMS壓限器：對(duì)每個(gè)輸入通道，RMS壓限啟控閥值范圍：-16dBu到+14dBu；RMS壓限拐點(diǎn)：0％～100％；RMS啟控時(shí)間：5ms～200ms；輸入靜音開(kāi)關(guān)：對(duì)每個(gè)輸入通道，可選擇輸入信號(hào)“打開(kāi)”或“關(guān)閉”；路由混合器：可把任一輸入通道的信號(hào)給四個(gè)輸入通道；高/低通濾波器：對(duì)每個(gè)輸出通道，可進(jìn)行IIR(Infinite Impulse Response，無(wú)限脈沖響應(yīng))和FIR(Finite Impulse Response，有限脈沖響應(yīng))選擇來(lái)進(jìn)行高/低通濾波器設(shè)置；4段參數(shù)濾波器：對(duì)每個(gè)輸出通道，分別有4段參數(shù)濾波器可以選擇，每個(gè)參數(shù)均衡濾波器可以選擇BELL、雪弗、高通、低通、帶通，陷波和全通濾波器。輸出延時(shí)控制器：對(duì)每個(gè)輸出通道可設(shè)置延時(shí)時(shí)間從000.0000mS到340.9984mS；輸出相位控制器：對(duì)每個(gè)輸出通道可設(shè)置為正相“Normal”和反向“Invert”狀態(tài)；輸出增益控制器：對(duì)每個(gè)輸出通道可設(shè)置輸出通道電平,范圍從-12dB到+12dB；限制器：對(duì)每個(gè)輸出通道可設(shè)置輸出通道的壓限限制，壓限限制啟控閥值范圍：-16dBu到+14dBu。壓限限制釋放時(shí)間范圍：0.1sec-5sec，壓限啟控時(shí)間范圍：1ms-900ms；輸出靜音開(kāi)關(guān)：對(duì)每個(gè)輸出通道，可選擇輸出信號(hào)“打開(kāi)”或“關(guān)閉”。

觸摸屏控制模塊300用于控制外部顯示屏，例如外部LED屏等，觸摸屏控制模塊300采用ST公司的STM32F103VET6微處理器MCU，外部顯示屏可以選用4.3英寸、480X270點(diǎn)陣、TFT-LCD、8led B/L白色背光、電容觸控面板的液晶顯示屏。

音頻傳輸接口模塊400用于提供豐富的傳輸接口，便于與外部設(shè)備進(jìn)行設(shè)備交互，例如可以便于與外部設(shè)備連接或斷開(kāi)連接(插拔即可實(shí)現(xiàn))，給用戶帶來(lái)便捷操作。具體來(lái)說(shuō)，音頻傳輸接口模塊400包括網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊(Dante模塊)和數(shù)字音頻輸入模塊，數(shù)字音頻輸入模塊可以為AES3數(shù)字音頻輸入模塊。在實(shí)際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊是一個(gè)專門(mén)應(yīng)用于高性能的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的現(xiàn)成解決方案?；贒ante UltimoTM單片機(jī)，支持最高為4個(gè)低延遲的雙向音頻通道，采樣頻率高達(dá)96kHz。網(wǎng)絡(luò)音頻輸入輸出模塊有兩個(gè)版本：1、單口以太網(wǎng)：高性價(jià)比的Dante網(wǎng)絡(luò)解決方案，適用于100Mbps的以太網(wǎng)端口；2、雙口以太網(wǎng)：配有兩個(gè)速度為1Gbps的以太網(wǎng)端口。支持菊花鏈連接方式的音頻設(shè)備，同時(shí)能夠給現(xiàn)場(chǎng)演出的音頻系統(tǒng)保持低延遲。在該網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊上有一整套高音質(zhì)采樣頻率的轉(zhuǎn)換器，以使用戶可以在不同的采樣頻率下運(yùn)行連接好的音頻系統(tǒng)。除此以外，還配有一個(gè)質(zhì)量?jī)?yōu)良的低抖動(dòng)時(shí)鐘發(fā)生電路來(lái)給通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接好的設(shè)備提供一個(gè)采樣精準(zhǔn)同步，使用標(biāo)準(zhǔn)I2S接口，用戶可以輕松連接該網(wǎng)絡(luò)音頻輸入輸出模塊到DSP音頻從屬系統(tǒng)里面。非必要的，網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊包括48千赫茲音頻采樣頻率的網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊以及96千赫茲音頻采樣頻率的網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊，即在這里網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊能夠同時(shí)支持48千赫茲音頻采樣頻率和96千赫茲音頻采樣頻率，以便滿足用戶不同需求，給用戶操作帶來(lái)便捷。

更具體來(lái)說(shuō)，在實(shí)際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸模塊可以采用專門(mén)應(yīng)用于高性能的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的現(xiàn)成解決方案，具體包括DUSE-4與DUDE-4DanteUltimo板。Ultimo單片機(jī)，其支持最高為4個(gè)低延遲的雙向音頻通道，采樣頻率高達(dá)96kHz。DUSE-4和DUDE-4有不同的以太網(wǎng)配置，以實(shí)現(xiàn)不同的功能：DUSE-4配有單口以太網(wǎng)(Single Ethernet)，其為高性價(jià)比的Dante網(wǎng)絡(luò)解決方案，適用于100Mbps的以太網(wǎng)DUSE-4端口；DUDE-4配有雙口以太網(wǎng)(DualEthernet)——兩個(gè)速度為1Gbps的以太網(wǎng)端口。支持菊花鏈連接方式的音頻設(shè)備，同時(shí)能夠給現(xiàn)場(chǎng)演出的音頻系統(tǒng)保持低延遲。DUSE-4和DUDE-4均有一整套高音質(zhì)采樣頻率的轉(zhuǎn)換器，以使用戶可以在不同的采樣頻率下運(yùn)行連接好的音頻系統(tǒng)。除此以外，還配有一個(gè)質(zhì)量?jī)?yōu)良的低抖動(dòng)時(shí)鐘發(fā)生電路(Low-Jitter Clock Generation Circuit)來(lái)給通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接好的設(shè)備提供一個(gè)采樣精準(zhǔn)同步。使用標(biāo)準(zhǔn)I2S接口，用戶可以輕松連接DUSE-4和DUDE-4到DSP音頻從屬系統(tǒng)里面。如圖3所示，在其中一個(gè)實(shí)施例中，音頻功放裝置還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊500和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊600，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊500與DSP音頻處理模塊200連接，DSP音頻處理模塊200通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊600與功放模塊100連接。

輸入的音頻信號(hào)中，模擬音頻信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入至DSP音頻處理模塊200，DSP音頻處理模塊200對(duì)接收到的音頻信號(hào)(包括模擬音頻信號(hào)、數(shù)字音頻信號(hào)以及網(wǎng)絡(luò)音頻信號(hào))進(jìn)行音頻處理，輸出處理后的數(shù)字信號(hào)，處理后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊600進(jìn)入功放模塊100放大之后輸出。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，音頻功放裝置還包括機(jī)箱，功放模塊100、DSP音頻處理模塊200、觸摸屏控制模塊300以及音頻傳輸接口模塊400分別內(nèi)置于機(jī)箱。

機(jī)箱可以保護(hù)內(nèi)置其內(nèi)部的器件，避免其受到外力而遭受到損傷。非必要的，機(jī)箱可以選用2U功放機(jī)箱。更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，如圖4所示，各個(gè)器件布局可以采用如下方式：在機(jī)箱中功放模塊100設(shè)置于機(jī)箱面積最大的一個(gè)面(A面)，DSP音頻處理模塊200與功放模塊100設(shè)置相同一個(gè)面上(A面)，觸摸屏控制模塊300設(shè)置于與功放模塊100所處面(A面)的第一相鄰面上(B面)，音頻傳輸接口模塊400設(shè)置于功放模塊100所處面(A面)的第二相鄰面上(C面)。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。