一种网络音频传输设备及音频系统的制作方法

1.本实用新型涉及网络音频技术领域，更具体地说，涉及一种网络音频传输设备及音频系统。


背景技术：

2.当前随着数字技术的发展，越来越多的使用场景为数字音频。数字化音频技术极大程度改变着人们的生活体验和听音习惯。传统的模拟音频设备采用其对音频处理过程需要借助过多的器件搭建，其不光体积大、可靠性性也有着明显的缺陷，如何实现数字音频的高质量处理，并实现数字音频的满足各种不同场景的传输，各位音频设备厂家见仁见智，其均有或多或少的缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种网络音频传输设备及音频系统。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种网络音频传输设备，包括：设备壳体，设置于所述设备壳体上的第一网络音频输入接口、第二网络音频输入接口、网络连接接口和模拟音频输出接口，设置于所述设备壳体内部的第一网络模块、第二网络模块、dante brooklyn ii网络音频传输模块、 dsp处理模块、dac模拟音频输出模块、控制模块、第一连接器、第二连接器和第三连接器；
5.所述第一网络模块包括第一音频数据输入管脚和第二音频数据输入管脚，所述第一网络音频输入接口连接所述第一音频数据输入管脚，所述第二网络音频输入接口连接所述第二音频数据输入管脚；
6.所述第一连接器用于连接所述第一网络模块与所述dante brooklyn ii网络音频传输模块；所述第二连接器用于连接所述第一网络模块与所述控制模块，所述第二连接器连接所述第一连接器；
7.所述dsp处理模块通过所述第三连接器分别连接所述控制模块和所述第二连接器，且所述dsp处理模块通过所述第三连接器连接所述dac模拟音频输出模块的输入端，所述dac模拟音频输出模块的输出端连接所述模拟音频输出接口；
8.所述第二网络模块连接所述控制模块和所述网络连接接口，其中所述网络连接接口用于与上位机通信连接。
9.优选地，在本实用新型的网络音频传输设备中，所述第一网络模块包括第一网络芯片u40；
10.所述第一音频数据输入管脚包括所述第一网络芯片u40的第七管脚、第八管脚、第十管脚、第十一管脚、第十三管脚、第十四管脚、第十五管脚和第十六管脚；
11.所述第二音频数据输入管脚包括所述第一网络芯片u40的第十七管脚、第十八管脚、第二十管脚、第二十一管脚、第二十三管脚、第二十四管脚、第二十五管脚和第二十六管脚。
12.优选地，在本实用新型的网络音频传输设备中，所述控制模块包括控制芯片u14，所述第二连接器包括可插拔连接的连接端j3和连接端j1，所述第三连接器包括可插拔连接的连接端x1和连接端x1p；
13.所述控制芯片u14连接所述第二网络模块，所述连接端j3连接所述第一网络模块和所述第一连接器，所述连接端j1和所述连接端x1分别连接所述控制芯片u14，所述连接端x1还分别连接所述连接端j1和所述dac模拟音频输出模块，所述连接端x1p连接所述dsp处理模块。
14.优选地，在本实用新型的网络音频传输设备中，所述dsp处理模块包括 dsp芯片u2；
15.所述连接端x1p用于连接所述dsp芯片u2。
16.优选地，在本实用新型的网络音频传输设备中，所述dac模拟音频输出模块包括至少一个dac芯片，所述模拟音频输出接口包括多个模拟音频连接器；
17.每一所述dac芯片的第一管脚、第三十六管脚、第三十八管脚和第四十七管脚分别与一所述模拟音频连接器的第二管脚对应连接；
18.每一所述dac芯片第二管脚、第三十五管脚、第三十九管脚和第四十六管脚分别与一所述模拟音频连接器的第三管脚对应连接；
19.所述至少一个dac芯片u3分别连接所述连接端x1；
20.每一所述模拟音频连接器的第一管脚和第四管脚均接地。
21.优选地，在本实用新型的网络音频传输设备中，所述至少一个dac芯片包括三个dac芯片，所述多个模拟音频连接器包括12个模拟音频连接器。
22.优选地，在本实用新型的网络音频传输设备中，所述第二网络模块包括第二网络芯片u17，其中所述第二网络芯片u17的器件型号为dp83848ivv。
23.优选地，在本实用新型的网络音频传输设备中，所述网络连接接口包括连接器j17，所述连接器j17的第一管脚连接所述第二网络芯片u17的第十四管脚，所述连接器j17的第二管脚连接所述第二网络芯片u17的第十三管脚，所述连接器j17的第三管脚连接所述第二网络芯片u17的第十七管脚，所述连接器j17的第六管脚连接所述第二网络芯片u17的第十六管脚，所述连接器j17的地第四管脚、第五管脚、第九管脚和第十二管脚用于连接一输入电压，所述连接器j17的第十管脚连接所述第二网络芯片u17的第二十八管脚，所述连接器j17的第十一管脚连接所述第二网络芯片u17的第二十六管脚。
24.优选地，在本实用新型的网络音频传输设备中，所述第一网络音频输入接口、所述第二网络音频输入接口、所述第一连接器和所述连接端j3均设置于第一pcb板；和/或
25.所述dsp处理模块和所述连接端x1p均设置于第二pcb板；和/或
26.所述dac模拟音频输出模块、所述模拟音频输出接口、所述控制模块、所述连接端j1和所述连接端x1均设置于第三pcb板。
27.另，本实用新型还构造一种音频系统，包括：第一网络音频输入设备、第二网络音频输入设备、扬声器和上位机，以及上述任意一项所述的网络音频传输设备，其中，所述第一网络音频输入设备与所述第一网络音频输入接口通信连接，所述第二网络音频输入设备与所述第二网络音频输入接口通信连接，所述扬声器与所述模拟音频输出接口连接，所述上位机与所述网络连接接口通信连接。
28.实施本实用新型的一种网络音频传输设备即音频设备，具有以下有益效果：能够提高数字音频传输过程可靠性。
附图说明
29.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
30.图1是本实用新型一种网络音频传输设备一实施例的结构示意图；
31.图2是本实用新型一种网络音频传输设备第一实施例的电路原理图；
32.图3是本实用新型一种网络音频传输设备第一实施例的电路原理图；
33.图4是本实用新型一种网络音频传输设备第一实施例的电路原理图；
34.图5是本实用新型一种网络音频传输设备第一实施例的电路原理图；
35.图6是本实用新型一种网络音频传输设备第一实施例的电路原理图；
36.图7是本实用新型一种网络音频传输设备第一实施例的电路原理图；
37.图8是本实用新型一种网络音频传输设备第一实施例的电路原理图；
38.图9是本实用新型一种网络音频传输设备第一实施例的电路原理图；
39.图10是本实用新型一种网络音频传输设备第一实施例的电路原理图；
40.图11是本实用新型一种网络音频传输设备第一实施例的电路原理图。
具体实施方式
41.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
42.如图1所示，在本实用新型的一种网络音频传输设备第一实施例中，包括：设备壳体，设置于设备壳体上的第一网络音频输入接口111、第二网络音频输入接口112、网络连接接口330和模拟音频输出接口360，设置于设备壳体内部的第一网络模块120、第二网络模块320、dante brooklyn ii网络音频传输模块200、dsp处理模块400、dac模拟音频输出模块350、控制模块310、第一连接器131、第二连接器132和第三连接器133；第一网络模块120包括第一音频数据输入管脚和第二音频数据输入管脚，第一网络音频输入接口111 连接第一音频数据输入管脚，第二网络音频输入接口112连接第二音频数据输入管脚；第一连接器131用于连接第一网络模块120与dante brooklyn ii 网络音频传输模块200；第二连接器132用于连接第一网络模块120与控制模块310；所述第二连接器132连接所述第一连接器131，dsp处理模块400通过所述第三连接器133分别连接控制模块310和所述第二连接器132，且所述 dsp处理模块400通过所述第三连接器133连接dac模拟音频输出模块350的输入端，dac模拟音频输出模块350的输出端连接模拟音频输出接口360；第二网络模块320连接控制模块310和网络连接接口330，其中网络连接接口330 用于与上位机通信连接。具体的，网络音频传输设备通过设置于设备壳体上的第一网络音频输入接口111和第二网络音频输入接口112接收通过网络输入的数字音频数据。该数字音频数据通过第一网络模块120处理后经第一连接器 131输入至dante brooklyn ii网络音频传输模块200，通过dante brooklynii网络音频传输模块200对数字音频数据进行处理，处理后的数据依次经第一连接器131、第二连接器132和第三连接器133输入至dsp处理模块400，通过dsp处理模块400处理后得到的处理数据经第三连接器133输入至dac 模拟音频输出模块350进行数模转换以
得到模拟音频数据，该模拟音频数据通过模拟音频输出接口360输入至下级设备。例如，该数据输入至扬声器等音频设备。其中如图1中，虚线对应为音频信号链路。同时，网络连接接口330 通过第二网络模块320连接控制模块310，并通过连接网络连接接口330的上位机输入对应的控制指令音频设备的控制过程。其控制过程可以参照当前已有的音频控制过程。控制模块310可以通过第三连接133输入控制指令至dsp 处理模块400或者接收来自dsp处理模块400的工作参数。控制模块310还可以通过第二连接器132、第一网络模块120和第一连接器131输入控制指令至 dante brooklyn ii网络音频传输模块200，并接收来自dante brooklyn ii 网络音频传输模块200的工作参数。
43.可选的，如图2所示，第一网络模块120包括第一网络芯片u40；第一音频数据输入管脚包括第一网络芯片u40的第七管脚、第八管脚、第十管脚、第十一管脚、第十三管脚、第十四管脚、第十五管脚和第十六管脚；第二音频数据输入管脚包括第一网络芯片u40的第十七管脚、第十八管脚、第二十管脚、第二十一管脚、第二十三管脚、第二十四管脚、第二十五管脚和第二十六管脚。具体的，两个网络音频输入接口输入的两路网络音频数据输入通过上述的管脚连接关系输入至网络芯片u40中。
44.如图3至图9所示，所述控制模块包括控制芯片u14，所述第二连接器132 包括可插拔连接的连接端j3和连接端j1，所述第三连接器133包括可插拔连接的连接端x1和连接端x1p；所述控制芯片u14连接所述第二网络模块320，所述连接端j3连接所述第一网络模块120和所述第一连接器131，所述连接端j1和所述连接端x1分别连接所述控制芯片u14，所述连接端x1还分别连接所述连接端j1和所述dac模拟音频输出模块350，所述连接端x1p连接所述dsp处理模块400。具体的，第一连接器131包括连接器j6，用来连接dantebrooklyn ii网络音频传输模块200，第二连接器132中连接端j3和连接端 j1为可插拔连接，连接器j6接收来自dante brooklyn ii网络音频传输模块 200的lrclk、mclk、sclk、sdout0、sdout1 sdout2和sdout0并通过连接端 j3和连接器j1的a10至a16管脚输入至连接端x1和连接端x1p的第29至49 管脚中的奇数管脚，以将该信号输入至dsp处理模块400，通过dsp处理模块 400对该数字音频进行处理。连接端x1和连接端x1p的第36管脚至第50管脚中的偶数管脚接收dsp处理模块400的音频输出信号，并将该音频输出信号输入至dac模拟音频输出模块350。可以理解，数字音频信号在dante brooklynii网络音频传输模块200、dsp处理模块400及dac模拟音频输出模块350 之间经过连接器形成连接回路并采用tdm总线模式传输模式进行传输。控制芯片u14用来通过连接器j1的a2和b2管脚接收dante brooklyn ii网络音频传输模块200通过连接器j6输出的通信信号如uart信号，通过该通信信号实现控制芯片u14与dante brooklyn ii网络音频传输模块200的通信。控制芯片u14还用来通过连接端j1和连接端j3的a3至a7管脚接收dante brooklynii网络音频传输模块200通过连接器j6输出的spi控制信号，并通过连接端x1和连接端x1p输入至dsp处理模块400，以实现dante brooklyn ii网络音频传输模块200与dsp处理模块400之间的控制信号通信。该控制信号通过控制模块310与dsp处理模块400的全双工spi接口实现数据通信。此外，控制芯片u14还通过mii信号连接第二网络模块320实现与第二网络模块320的通信。在一实施例中，控制芯片u14包括stm32系列芯片。
45.具体的，该设备工作过程中，dante brooklyn ii网络音频传输模块200 可以实现从2个相互冗余的网络接收来自主、备设备的音频数据，并经过tdm 总线传输到dsp处理模
块400，经过dsp处理模块400检测分析后，并根据信号异常的判决规则来确定是将主音频数据还是将备份音频数据切换到发送到 dac模拟音频输出模块350并转换为模拟音频输出。并通过控制模块310实现 dsp处理模块400运行参数的保存、监控dante brooklyn ii网络音频传输模块200的运行状态，并接受外部控制命令发送运行参数到dsp处理模块400 及从dsp处理模块400获取音频电平数据和运行状态，同时把多个通道的音频信号电平，以及设备的切换状态等信息转发给外部的控制中心。pc通过与控制模块310通讯可以获取dante brooklyn ii网络音频传输模块200的运行状态以及dsp处理模块400的状态，也可以传递dsp处理模块400算法运行参数到控制模块310处理模块，再由控制模块310通过spi通讯传输给dsp处理模块400。
46.可选的，如图8所示，dsp处理模块400包括dsp芯片u2，连接端x1p 连接所述dsp芯片u2。具体的，dsp处理模块400中，dsp芯片u2通过连接端x1p接收来自dante brooklyn ii网络音频传输模块200的音频数据，并经 dsp芯片u2处理后，通过连接端x1p和连接端x1输出至dac模拟音频输出模块350，同时dsp芯片u2还经连接端x1p和连接端x1接收来自dante brooklynii网络音频传输模块200的spi信号，以控制对dsp芯片u2的工作过程。其中dsp芯片u2可以采用adi的sharc21489系列芯片，该高性能的dsp芯片 (数字信号处理器)对输入的主备音频信号进行数据收集，当数据收集到一定数量帧的数据后，dsp芯片开始分别计算主、备每个通道信号的rms(均方根) 值进行数值计算分析，在计算rms值时将会根据设置的检测时长来选取不同数量的音频样本值，以适应不同的音频信号样式；计算得到每个通道信号的rms 值再与设置的阈值比较来判断该通道的信号是否正常，最后比较两组输入音源的通道异常状况，根据实现设定的切换规则，将主音源组或备份音源组的数字音频信号进行输出。同时还可以通过控制模块310根据spi信号控制dsp芯片的音频通道切换，并可以通过上位机并通过控制模块310实现远程控制切换。
47.如图9所示，dac模拟音频输出模块350包括至少一个dac芯片，模拟音频输出接口360包括多个模拟音频连接器；每一dac芯片的第一管脚、第三十六管脚、第三十八管脚和第四十七管脚分别与一模拟音频连接器的第二管脚对应连接；每一dac芯片第二管脚、第三十五管脚、第三十九管脚和第四十六管脚分别与一模拟音频连接器的第三管脚对应连接；dac芯片u3分别连接连接器x1；每一模拟音频连接器的第一管脚和第四管脚均接地。具体的，dac模拟音频输出模块350中通过一个或多个dac芯片进行数模转换，以得到模拟音频的输出，该模拟音频通过模拟音频连接器输出。其中dac芯片可以采用ti的 pcm4104系列，其中每一dac芯片对应4组模拟音频输出信号。如图10所示，在一实施例中，为了实现12路模拟音频的输出，采用三个dac芯片，12个模拟音频连接器对应12路模拟音频输出。在实际使用中，该12路模拟音频输出可以不同时使用。
48.可选的，如图11所示，第二网络模块320包括第二网络芯片u17，其中第二网络芯片u17的器件型号为dp83848ivv。具体的，控制模块310可以通过网络芯片dp83848ivv与网络连接接口330连接，以通过以太网与上位机通信。
49.可选的，网络连接接口330包括连接器j17，连接器j17的第一管脚连接第二网络芯片u17的第十四管脚，连接器j17的第二管脚连接第二网络芯片 u17的第十三管脚，连接器j17的第三管脚连接第二网络芯片u17的第十七管脚，连接器j17的第六管脚连接第二网络芯片u17的第十六管脚，连接器j17 的地第四管脚、第五管脚、第九管脚和第十二管脚用于
连接一输入电压，连接器j17的第十管脚连接第二网络芯片u17的第二十八管脚，连接器j17的第十一管脚连接第二网络芯片u17的第二十六管脚。
50.可选的，第一网络音频输入接口111、第二网络音频输入接口112、第一连接器131和连接端j3均设置于第一pcb板；和/或dsp处理模块400和连接端x1p均设置于第二pcb板；和/或dac模拟音频输出模块350、控制模块 310、模拟音频输出接口360、连接端j1和连接端x1均设置于第三pcb板。具体的，将设备内部电路可以由多个独立设置的pcb组成，其中第一网络音频输入接口111、第二网络音频输入接口112、第一连接器131和连接端j3均设置于第一pcb板，该第一pcb板也可以理解为dante brooklyn ii网络音频传输模块200的适配板，dante brooklyn ii网络音频传输模块200通过该适配板与内部电路进行数据传输。dsp处理模块400和连接端x1p也采用单独的pcb 设计，通过连接端x1p连接连接端x1，以通过连接端x连接到dante brooklynii网络音频传输模块200的适配板，即可以理解dante brooklyn ii网络音频传输模块200与dsp处理模块400之前的数据传输均需要通过适配板进行转送。控制模块310与dac模拟音频输出模块350和模拟音频输出接口360属于同一 pcb板，该pcb上设置连接端j1用来连接第一pcb板的连接端j3，与第一pcb 板形成连接，该pcb板还设置连接端x1用来连接第二pcb板的连接端x1p，与第二pcb板电路形成连接关系，。
51.另，本实用新型的一种音频系统，包括，第一网络音频输入设备，第二网络音频输入设备，扬声器，上位机，以及如上面任意一项的网络音频传输设备，其中，第一网络音频输入设备与第一网络音频输入接口111通信连接，第二网络音频输入设备与第二网络音频输入接口112通信连接，扬声器连接模拟音频输出接口360，上位机与网络连接接口330通信连接。具体的，第一网络音频输入设备和第二网络音频输入设备通过网络节点分别与网络音频传输设备中的网络音频输入接口对应连接。该网络音频输入设备的网络音频经过网络音频传输设备处理后通过其模拟音频输出接口360输出至扬声器，最终实现音频的输出，同时，上位机用来监测或控制网络音频传输设备的内部工作参数。
52.可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。