一种多功能音频智能切换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能音频智能切换器，包括前面板、后面板以及设置于设备内部的信号处理控制器，所述信号处理控制器包括FPGA+MCU模块、数字音频收发器、AD适配器，DA适配器等，FPGA+MCU模块分别连接数字信号收发器、AD适配器、DA适配器，本实用新型专利技术运用音频数字化处理技术、多维向量夹角余弦技术、逻辑分析技术，网络通讯技术等，除了对音频电平的实时监测自动切换通道的功能之外，采用了模拟音频与数字音频在同一平台混合处理的模式，同时率先将音频内容一致性比对技术应用于音频切换器这一领域。大大地减少了逻辑芯片的使用，简化了线路板的设计。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能音频智能切换器
本技术涉及一种音频切换器，具体是一种多功能音频智能切换器。
技术介绍
随着广播电视事业的发展以及“安全播出”管理要求的需要，各类播出机构多路多类型音频信源的情况普遍存在，在实际工作中音频切换器起到了多信源的管理切换的作用，其有两种工作方式，一种是根据需求手动进行切换，另一种是通过对输入音频信号的电平检测对于音频信号丢失的情况自动进行切换，但他们都是面对同一类型的音频信号进行处理，因为数字音频信号和模拟音频信号有着本质的区别且输入阻抗差异很大，目前尚没有将数字音频信号与模拟音频信号统一在一个设备中进行处理的先例，但现实工作中不同类型相同内容的音频信源比比皆是，以往需要大量的适配设备进行信号匹配后方能处理，既浪费资金有把信号处理链路复杂化。在传统的音频切换器的设计使用中，主要是针对信号的物理特征进行检测和控制，在实际工作中远远不能满足“安全播出”需要，特别是“插播”、“错播”等重大播出事故隐患在现行的监管体系中往往被忽视，无线广播发射台站作为音频节目传播的重要单位，直接面向广大听众，在无线广播发射台的日常工作中一旦出现“错播”、“插播”的播出事故，轻则干扰了广大听众正常节目收听，严重的会造成社会的动乱。因此无线广播发射台播出节目内容的安全性俨然已成为“安全播出”工作中核心的组成部分。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多功能音频智能切换器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种多功能音频智能切换器，包括前面板、后面板以及设置于设备内部的信号处理控制器，所述信号处理控制器包括FPGA+MCU模块、数字音频收发器、AD适配器，DA适配器等，FPGA+MCU模块分别连接数字信号收发器、AD适配器、DA适配器等。作为本技术的进一步技术方案：所述前面板上设有电源开关、双电源状态显示灯、手动/自动状态显示灯、手动/自动切换按键、信源通道显示灯、信源通道选择开关、网络状态显示灯和液晶屏显示器。作为本技术的进一步技术方案：后面板上设有输入信源通道1数字音频输入接口（三线孔式卡农头），输入信源通道1模拟音频输入接口（五线孔式卡农头），输入信源通道2数字音频输入接口（三线孔式卡农头），输入信源通道2模拟音频输入接口（五线孔式卡农头），输入信源通道3数字音频输入接口（三线孔式卡农头），输入信源通道3模拟音频输入接口（五线孔式卡农头），输入信源通道4数字音频输入接口（三线孔式卡农头），输入信源通道4模拟音频输入接口（五线孔式卡农头），数字音频输出接口1（三线针式式卡农头），数字音频输出接口2（三线针式卡农头），模拟音频输出接口1（五线针式卡农头），模拟音频输出接口2（五线针式卡农头），以太网接口（RJ45），双电源模块（在线插拔型）。作为本技术的进一步技术方案：所述音频处理模块设有两路输出。作为本技术的进一步技术方案：所述FPGA与MCU模块上还设有以太网接口。作为本技术的进一步技术方案：信源输入通道有4个，每个信源输入通道同时或分别接入数字音频信号和模拟音频信号。与现有技术相比，本技术的有益效果是：采用嵌入式硬件平台,以FPGA+MCU形式微处理器为核心,实现音频的转码、测量、频谱分析、查询同步、逻辑分析、自动报警、自动切换、数字化网络输出、遥控切换等功能，设备内部设计中大量采用了“可编程”硬件设计思想,简化逻辑芯片使用，简化线路板设计，将软件硬件化，这样的设计思想在实际应用中将大大降低系统风险，提高了系统效率，降低了设备功耗，设备的安全性将得到有力的保障。附图说明图1为本技术的整体图。图2为信号处理控制器的示意图。图3为前面板的示意图。图4为后面板的示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-4，一种多功能音频智能切换器，采用嵌入式硬件平台,以FPGA+MCU形式微处理器为核心,实现音频的转码、测量、频谱分析、查询同步、逻辑分析、自动报警、自动切换、数字化网络输出、遥控切换等功能，设备内部设计中大量采用了“可编程”硬件设计思想,简化逻辑芯片使用，简化线路板设计，将软件硬件化，这样的设计思想在实际应用中将大大降低系统风险，提高了系统效率，降低了设备功耗，设备的安全性将得到有力的保障，设备提供了四路音频信源输入通道，每路通道可以任意输入模拟音频以及数字音频信号，同时有两路镜像型数字音频信号输出，两路镜像型模拟音频信号输出。为了提高设备的不间断工作时间，设备设计了双电源工作方式，每个电源模块均支持热插拔功能。在设备的前面板上，有人机交互的液晶显示屏，可以通过设置对设备的运行参数进行设置，在屏幕上可显示四路音频输入信号的动态柱形图，可直观的在设备上监看到各路信源的工作状态。同时设计了通道指示灯，可一目了然地观察到信号驻留的通道，多功能音频智能切换器保留了手动、自动两种工作方式，预留了模式切换按键以及通道选择按键以备不同应用环境的需要。多功能音频智能切换器首先将不同类型的音频信号进行数字化归一处理，统一计算各路信号的电平，对于信号的有无通过两个条件来进行判断：第一，实时判别音频信号的电平值，一旦低于设定阈值则条件满足；第二，如果在设定的时间段内第一个条件持续满足，则第二个必要条件也成立。当两个条件同时满足时我们认为该通道信源丢失。电平报警门限和报警延时时间可以通过系统预设，主路信源丢失将自动切换到备用信源上，一旦主路信源恢复发射机的输入信号将自动地切回到主路信源上，切换器具备两路信源输出，每路信号的输出可进行数字或模拟信号的选择，根据发射台的实际需要，可方便进行设置。对于多路音频信号内容一致性比对监测，通过专用多维向量夹角余弦数学算法处理获得音频信号的物理量的特征指标，讲不同音频样本的特征指标进行比较，根据其相似度的程度判断音频样本是否一致。由于该技术是着眼于音频自身的物理量特征，因此音频信号的内容状况对比对算法没有任何影响。多功能音频智能切换器的主要功能如下：1.具备四路音频信源输入通道，每个通道可任意输入数字音频信号或模拟音频信号。2.实时判别各路音频信号的信号电平，实现音频丢失自动切换。3.具备两路镜像型数字音频信号输出，两路镜像型模拟音频信号输出。4.对输出的四路信号进行内容比对，当出现信号不一致时，进行报警提示。5.实现不同路由链路传输信号的音频时序同步。6.实时判别主备多路信源的状态，在前面板液晶屏幕上可实时显示音频状态和动态柱形图。7.支持远程数字遥控以及本地手/自动操作切换；8.各路音频信号音频丢失报警门限、报警延时设置，独可本地或通过数字接口设置。9.具备垫音音频播出功能，在所有音频丢失情况下进行垫音播出。10.可输出1Khz的正弦波标准信号，在发射机指标测试用；11、具有以太网通讯接口，可将四路音频信源信号编码输出。对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能音频智能切换器，包括前面板、后面板以及设置于设备内部的信号处理控制器，其特征在于，信号处理控制器包括FPGA与MCU模块、数字音频收发器、AD适配器和DA适配器，FPGA+MCU模块分别连接数字信号收发器和AD适配器，FPGA与MCU模块上连接有六个数字音频收发器，其中四个数字音频收发器上均连接有独立的AD适配器和数字音频芯片，AD适配器连接模拟音频信号，FPGA与MCU模块上还连接有两个DA适配器和OLED液晶与键盘模块。

【技术特征摘要】
2018.06.08 CN 201820885180X1.一种多功能音频智能切换器，包括前面板、后面板以及设置于设备内部的信号处理控制器，其特征在于，信号处理控制器包括FPGA与MCU模块、数字音频收发器、AD适配器和DA适配器，FPGA+MCU模块分别连接数字信号收发器和AD适配器，FPGA与MCU模块上连接有六个数字音频收发器，其中四个数字音频收发器上均连接有独立的AD适配器和数字音频芯片，AD适配器连接模拟音频信号，FPGA与MCU模块上还连接有两个DA适配器和OLED液晶与键盘模块。2.根据权利要求1所述的一种多功能音频智能切换器，其特征在于，所述前面板上设有电源开关、双电源状态显示灯、手动/自动状态显示灯、手动/自动切换按键、信源通道显示灯、信源通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，邹南京，胡松，谢大松，郑子监，
申请(专利权)人：北京崇信众城科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11