音频输出引脚复用电路、装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种音频输出引脚复用电路、装置及方法。通过PWM转换电路将输入的PCM格式编码的音频信号转化为PWM信号，并通过I2S并串转换电路将输入的PCM格式编码的音频信号转换为I2S的串行数据，而后通过二路选择电路选择对应的信号发送至复用引脚，实现了仅需一个引脚即可输出PWM信号或是I2S的串行数据，解决了现有技术中存在的使用单一接口传输PWM信号或I2S的串行数据需要修改I2S接口的技术问题，达到了在无需改动I2S接口的前提下，使用单一接口实现PWM音频输出及I2S音频输出的技术效果，拓宽了使用场景。拓宽了使用场景。拓宽了使用场景。

【技术实现步骤摘要】
音频输出引脚复用电路、装置及方法


[0001]本专利技术实施例涉及音频电路
，尤其涉及一种音频输出引脚复用电路、装置及方法。

技术介绍

[0002]脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，PCM)，是模拟信号以固定的采样频率转换成数字信号后的表现形式，模拟语音信号经过采样量化以及一定数据排列就是PCM了，理论上可以传输单声道，双声道和多声道，可以视为数字音频的原始信号，PCM文件没有头部信息，全部是采样量化后的未压缩音频数据，因此PCM信号并不利于传输，需要将PCM信号转为PWM信号或I2S的串行数据。
[0003]集成电路内置音频(Inter—IC Sound，I2S)总线，是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，该总线专责于音频设备之间的数据传输，在飞利浦公司的I2S标准中，既规定了硬件接口规范，也规定了数字音频数据的格式，通过分离数据和时钟信号，避免了时差诱发的失真，搭配解码器可以有效提升输出音频的质量。
[0004]脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，等效出所需要的电压波形，由于扬声器的工作原理是通过输入不同电压的电流产生交变的磁场，在永久磁铁与交变磁场的作用下做垂直于音圈电流方向的运动，音圈带动振膜震动推动空气的震动产生声音，而PWM信号同样为不同电压的电流，可作为扬声器的输入信号产生声音，输出较低质量的音频；也可以数字信息的方式传输，搭配数字模拟转换器(Digital to Analog Converter，DAC)输出较高质量的音频。
[0005]由于现代工业设计的整体趋势为减少相同功能的外部接口数量，因此需要使用一个接口传输PWM信号或I2S的串行数据，当接口引脚数量多时，可通过不同的引脚传输不同的信号或数据，然而引脚数量多的接口，使用的线缆往往比较粗，接口也比较大，限制了产品的设计，当接口数量不足时，还需改动I2S接口，增加接口内的引脚数量，使得成本上升。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种音频输出引脚复用电路，以实现在无需改动I2S接口的前提下，使用单一接口实现PWM音频输出及I2S音频输出技术效果。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种音频输出引脚复用电路，包括PCM信号输入端、PWM转换电路、I2S并串转换电路、二路选择电路及复用引脚；所述PWM转换电路及所述I2S并串转换电路的一端与PCM信号输入端连接，所述PWM转换电路及所述I2S并串转换电路的另一端分别与所述二路选择电路的第一输入端及第二输入端连接，所述二路选择电路的输出端与复用引脚连接；其中，
[0008]所述PWM转换电路，用于接收来自所述PCM信号输入端的PCM格式编码的音频信号，将其转换为PWM格式数据后发送至所述二路选择电路；
[0009]所述I2S并串转换电路，用于接收来自所述PCM信号输入端的PCM格式编码的音频
信号，将其转化为I2S的串行数据后发送至所述二路选择电路；
[0010]所述二路选择电路，用于接收所述PWM转换电路发送的信号，并发送至所述复用引脚；或接收所述I2S并串转换电路发送的I2S的串行数据，并发送至所述复用引脚。
[0011]优选地，还包括数据缓存器；所述数据缓存器输入端与所述PCM信号输入端连接，所述数据缓存器第一输出端及第二输出端分别与所述PWM转换电路及所述I2S并串转换器连接；其中，
[0012]所述数据缓存器，用于接收所述PCM信号输入端发送的PCM格式编码的音频信号，并以音频数据播放采样率的速率作为输出速率，将所述PCM格式编码的音频信号发送至所述PWM转换电路及所述I2S并串转换电路。
[0013]优选地，所述PWM转换电路还用于在转换器对所述PCM格式编码的音频信号进行预处理，所述预处理具体包括：
[0014]获取所述PCM格式编码的音频信号，当所述PCM格式编码的音频信号为有符号数时，将其转化为无符号数；
[0015]通过乘法器和移位操作调整无符号数数值大小；
[0016]执行加法操作，对无符号数处理后的音频数据的直流偏置进行调整。
[0017]优选地，所述PWM转换电路包括计数器及PWM转换器；所述PWM转换器与所述PCM信号输入端及所述二路选择电路连接，所述计数器与所述PWM转换器连接；其中，
[0018]所述计数器，用于为所述PWM转换器提供时钟信号；
[0019]所述PWM转换器，用于获取直流偏置调整后的PCM数值，并根据所述时钟信号，在每个时钟周期内递减预设值直至小于或等于0后保持为0，当递减后的值大于0时，输出的PWM信号为高电平，当递减后的值等于0时，输出PWM信号为低电平。
[0020]优选地，还包括PWM转DAC电路及喇叭；所述PWM转DAC电路的一端与所述复用引脚连接，所述PWM转DAC电路的另一端与所述喇叭连接；其中，
[0021]所述PWM转DAC电路，用于将所述PWM转换电路发送的PWM信号转化为DAC信号，并根据所述DAC信号驱动所述喇叭；
[0022]所述喇叭，用于被所述DAC信号驱动时播放对应音频。
[0023]优选地，还包括解码器；所述解码器与所述复用引脚连接，用于对所述I2S并串转换器发送的音频信号进行解码。
[0024]本专利技术还提出一种音频输出引脚复用装置，所述音频输出引脚复用装置包括如上所述的音频输出引脚复用电路。
[0025]优选地，还包括PCM音频输出设备，所述PCM音频输出设备与PCM信号输入端连接，用于为所述音频输出引脚复用装置提供PCM音频信号。
[0026]优选地，还包括寄存器；所述寄存器与所述二路选择电路的选择端连接，当所述寄存器选择信号为第一预设值时，接收所述PWM转换电路发送的信号发送至所述复用引脚，当所述寄存器选择信号为第二预设值时，接收所述I2S并串转换电路发送的信号发送至所述复用引脚。
[0027]本专利技术还提出一种音频输出引脚复用方法，包括：
[0028]PWM转换电路接收来自PCM信号输入端的PCM格式编码的音频信号，将其转换为PWM格式数据后发送至二路选择电路；
[0029]I2S并串转换电路接收来自所述PCM信号输入端的PCM格式编码的音频信号，将其转化为I2S的后发送至所述二路选择电路；
[0030]所述二路选择电路接收所述PWM转换电路发送的信号，并发送至所述复用引脚；或接收所述I2S并串转换电路发送的I2S的串行数据，并发送至所述复用引脚。
[0031]本专利技术通过PWM转换电路将输入的PCM格式编码的音频信号转化为PWM信号，并通过I2S并串转换电路将输入的PCM格式编码的音频信号转换为I2S的串行数据，而后通过二路选择电路选择对应的信号发送至复用引脚，减少了引脚数量的需求，使得PWM信号的传输可以依赖原有的I2S接口，达到了在无需改动I2S接口的前提下，使用单一接口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种音频输出引脚复用电路，其特征在于，包括PCM信号输入端、PWM转换电路、I2S并串转换电路、二路选择电路及复用引脚；所述PWM转换电路及所述I2S并串转换电路的一端与PCM信号输入端连接，所述PWM转换电路及所述I2S并串转换电路的另一端分别与所述二路选择电路的第一输入端及第二输入端连接，所述二路选择电路的输出端与复用引脚连接；其中，所述PWM转换电路，用于接收来自所述PCM信号输入端的PCM格式编码的音频信号，将其转换为PWM格式数据后发送至所述二路选择电路；所述I2S并串转换电路，用于接收来自所述PCM信号输入端的PCM格式编码的音频信号，将其转化为I2S的串行数据后发送至所述二路选择电路；所述二路选择电路，用于接收所述PWM转换电路发送的信号，并发送至所述复用引脚；或接收所述I2S并串转换电路发送的I2S的串行数据，并发送至所述复用引脚。2.根据权利要求1所述的音频输出引脚复用电路，其特征在于，还包括数据缓存器；所述数据缓存器输入端与所述PCM信号输入端连接，所述数据缓存器第一输出端及第二输出端分别与所述PWM转换电路及所述I2S并串转换器连接；其中，所述数据缓存器，用于接收所述PCM信号输入端发送的PCM格式编码的音频信号，并以音频数据播放采样率的速率作为输出速率，将所述PCM格式编码的音频信号发送至所述PWM转换电路及所述I2S并串转换电路。3.根据权利要求2所述的音频输出引脚复用电路，其特征在于，所述PWM转换电路还用于在转换器对所述PCM格式编码的音频信号进行预处理，所述预处理具体包括：获取所述PCM格式编码的音频信号，当所述PCM格式编码的音频信号为有符号数时，将其转化为无符号数；通过乘法器和移位操作调整无符号数数值大小；执行加法操作，对无符号数处理后的音频数据的直流偏置进行调整。4.根据权利要求3所述的音频输出引脚复用电路，其特征在于，所述PWM转换电路包括计数器及PWM转换器；所述PWM转换器与所述PCM信号输入端及所述二路选择电路连接，所述计数器与所述PWM转换器连接；其中，所述计数器，用于为所述PWM转换器提供时钟信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪亮亮，桑圣锋，任春静，
申请(专利权)人：上海富芮坤微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：