一种消除相位噪声的耳机音频放大器制造技术

本发明专利技术涉及一种消除相位噪声的耳机音频放大器。设置了相位处理模块，使用音频源接口发出的数字音频数据进行处理，将Data输入信号和WCK输入信号的相位进行对齐，并将BCK输入信号与Data输入信号进行相对相位锁定；使得锁存时钟有效边沿在数据稳定后建立，确保数据不会因为抖动和电路延时的离散所影响。进一步设置了延时计算模块连接放大模块，并计算放大模块处理后的音频数据与音频源接口输入数据产生的延时t，将延时t发送至延时反馈模块，通过延时反馈模块反馈回音频源接口，使得将视频轨道设置为比音频轨道延时时间为t，以保证视频轨道和音频轨道播放后无可感知的延时。道和音频轨道播放后无可感知的延时。道和音频轨道播放后无可感知的延时。

【技术实现步骤摘要】
一种消除相位噪声的耳机音频放大器


[0001]本专利技术涉及一种音频放大器，尤其涉及一种消除相位噪声的耳机音频放大器。

技术介绍

[0002]音频放大器是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号的设备，其重建的信号音量和功率级都要理想、如实、有效且失真低。音频范围为约20Hz～20000Hz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或高音喇叭。
[0003]数字音频信号传输过程中因为电路板分布参数离散，传输路径中经过的门电路传输延时离散、严重的相位噪声等因素综合导致的时钟信号与相对相位处于临界状态或者产生误码。数据的采样率越高，传输路径的影响越大。
[0004]申请号CN200910002105.X编码和译码数据的设备和方法以及处理信号的系统和方法公开了一种数据编码设备使得在数据被复制以前数据的输出质量没有发生恶化的同时不可能以保持它原先的良好的质量的条件复制任何数据，由此防止非法复制例如模拟图像数据。但是其相位处理方式并不适用于音频放大器。

技术实现思路

[0005]针对上述内容，为解决上述问题提供一种消除相位噪声的耳机音频放大器，包括音频源接口、相位处理模块、放大模块、输出接口模块、延时反馈模块、延时计算模块和音频源检测模块；
[0006]音频源接口用于连接音频源，获取数字音频数据，并输出至相位处理模块；
[0007]相位处理模块对音频源接口发出的数字音频数据进行处理，将Data输入信号和WCK输入信号的相位进行对齐，并将BCK输入信号与Data输入信号进行相对相位锁定；之后将Data、WCK和BCK信号输出至放大模块；
[0008]放大模块对相位处理模块进行音频模数转换，并进行信号的放大，将放大后的模拟信号发送至输出接口模块；输出接口模块用于外接喇叭；
[0009]延时计算模块连接放大模块，并计算放大模块处理后的音频数据与音频源接口输入数据产生的延时t，将延时t发送至延时反馈模块，通过延时反馈模块反馈回音频源接口。
[0010]相位处理模块包括相对相位测量器、鉴相器、环路滤波器、高频VCO、同步分频器和I2S时钟与数据相位重排模块；
[0011]Data数据输入I2S时钟与数据相位重排模块；I2S时钟与数据相位重排模块输出重排后的BCK、WCK和Data三路数据；
[0012]音频源的BCK与WCK输入至相对相位测量器和I2S时钟与数据相位重排模块，同时WCK一支路输入至鉴相器，鉴相器输出至环路滤波器，环路滤波器输出至高频VCO，高频VCO输出至同步分频器和相对相位测量器，同步分频器输出至鉴相器；从而鉴相器、环路滤波器、高频VCO、同步分频器组成环路锁相频率合成器，产生相位量化测量用的高倍频时钟信
号，且其时钟与WCK同步；
[0013]相对相位测量器以WCK上升沿为标准，测试WCK与BCK的相对相位，将量化的相位误差值送到I2S时钟与数据相位重排模块，实现时钟与数据相位相对重排。
[0014]以BCK时钟信号的上升沿作为锁存信号的建立基准，排列相位时使得BCK时钟信号对准Data信号上升沿和下降沿的中心；使得锁存时钟有效边沿在数据稳定后建立，确保数据不会因为抖动和电路延时的离散所影响。
[0015]高频VCO设置为16倍BCK频率。
[0016]音频源检测模块连接音频源接口，获取音频源接口的数据来源的文件类型；数据来源的文件类型分为视频文件类和音频文件类；
[0017]当数据来源的文件类型为视频文件类时，音频源检测模块向延时反馈模块发送控制信号，使得延时反馈模块启动，并将延时计算模块获得的延时t通过音频源接口反馈至音频源；音频源设备在播放对应的视频文件时，将视频轨道设置为比音频轨道延时时间为t，以保证视频轨道和音频轨道播放后无可感知的延时；
[0018]当数据来源的文件类型为音频文件类时，音频源检测模块向延时反馈模块发送控制信号，使得延时反馈模块关闭，不并将延时计算模块获得的延时t通过音频源接口反馈至音频源。
[0019]延时计算模块获取两组数据，一组来自相位处理模块中测试WCK与BCK的相对相位，将量化的相位误差值t1作为第一组数据；另一个来自放大模块，将放大模块获取的音频数据的采样频率和比特率作为第二组数据；
[0020]延时计算模块将采样频率和比特率输入延时计算模块中存储的匹配表中，匹配表中存储这不同采样频率和比特率的音频数据在放大模块中产生的延时t2；
[0021]延时计算模块计算t＝k
·
t1+t2，并将t作为延时计算模块获得的延时发送给延时反馈模块；
[0022]其中k为和采样频率、比特率以及相位处理模块的处理性能相关联的系数。
[0023]系数k的获得方法为，在相位处理模块的前后连接延时测试装置，用于检测相位处理模块的前后数据处理产生的延时；将不同的采样频率、比特率的音频数据输入不同处理性能的相位处理模块，获取相位处理模块输出的相位误差值t1以及相位处理模块产生的实际延时；之后通过获得的数据反推不同采样频率、比特率以及相位处理模块的处理性能对应的系数k。
[0024]延时计算模块中存储的匹配表的获得方法为，在相放大模块的前后连接延时测试装置，用于检测放大模块的前后数据处理产生的延时；将不同的采样频率、比特率的音频数据输入放大模块，获取放大模块输产生的实际延时，之后将不同采样频率和比特率的音频数据在放大模块中产生的延时t2匹配即得到延时计算模块中存储的匹配表。
[0025]本专利技术的有益效果为：
[0026]本专利技术设置了相位处理模块，使用音频源接口发出的数字音频数据进行处理，将Data输入信号和WCK输入信号的相位进行对齐，并将BCK输入信号与Data输入信号进行相对相位锁定；使得锁存时钟有效边沿在数据稳定后建立，确保数据不会因为抖动和电路延时的离散所影响。
[0027]进一步设置了延时计算模块连接放大模块，并计算放大模块处理后的音频数据与
音频源接口输入数据产生的延时t，将延时t发送至延时反馈模块，通过延时反馈模块反馈回音频源接口，使得将视频轨道设置为比音频轨道延时时间为t，以保证视频轨道和音频轨道播放后无可感知的延时。
[0028]在获得延时t的计算中将采样频率和比特率输入延时计算模块中存储的匹配表中，匹配表中存储这不同采样频率和比特率的音频数据在放大模块中产生的延时计算更加准确，体验更好。
附图说明
[0029]包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。
[0030]图1为本专利技术整体架构图；
[0031]图2为本专利技术相位处理模块结构示意图；
[0032]图3为本专利技术相位处理模块输入输出图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除相位噪声的耳机音频放大器，其特征在于：包括音频源接口、相位处理模块、放大模块、输出接口模块、延时反馈模块、延时计算模块和音频源检测模块；音频源接口用于连接音频源，获取数字音频数据，并输出至相位处理模块；相位处理模块对音频源接口发出的数字音频数据进行处理，将Data输入信号和WCK输入信号的相位进行对齐，并将BCK输入信号与Data输入信号进行相对相位锁定；之后将Data、WCK和BCK信号输出至放大模块；放大模块对相位处理模块进行音频模数转换，并进行信号的放大，将放大后的模拟信号发送至输出接口模块；输出接口模块用于外接喇叭；延时计算模块连接放大模块，并计算放大模块处理后的音频数据与音频源接口输入数据产生的延时t，将延时t发送至延时反馈模块，通过延时反馈模块反馈回音频源接口。2.根据权利要求1所述的消除相位噪声的耳机音频放大器，其特征在于：相位处理模块包括相对相位测量器(5)、鉴相器(1)、环路滤波器(2)、高频VCO(3)、同步分频器(4)和I2S时钟与数据相位重排模块(6)；Data数据输入I2S时钟与数据相位重排模块(6)；I2S时钟与数据相位重排模块(6)输出重排后的BCK、WCK和Data三路数据；音频源的BCK与WCK输入至相对相位测量器(5)和I2S时钟与数据相位重排模块(6)，同时WCK一支路输入至鉴相器(1)，鉴相器(1)输出至环路滤波器(2)，环路滤波器(2)输出至高频VCO(3)，高频VCO(3)输出至同步分频器(4)和相对相位测量器(5)，同步分频器(4)输出至鉴相器(1)；从而鉴相器(1)、环路滤波器(2)、高频VCO(3)、同步分频器(4)组成环路锁相频率合成器，产生相位量化测量用的高倍频时钟信号，且其时钟与WCK同步；相对相位测量器(5)以WCK上升沿为标准，测试WCK与BCK的相对相位，将量化的相位误差值送到I2S时钟与数据相位重排模块(6)，实现时钟与数据相位相对重排。3.根据权利要求2所述的消除相位噪声的耳机音频放大器，其特征在于：以BCK时钟信号的上升沿作为锁存信号的建立基准，排列相位时使得BCK时钟信号对准Data信号上升沿和下降沿的中心；使得锁存时钟有效边沿在数据稳定后建立，确保数据不会因为抖动和电路延时的离散所影响。4.根据权利要求2所述的消除相位噪声的耳机音频放大器，其特征在于：高频VCO(3)设...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨澄，
申请(专利权)人：广州高登音频技术有限公司，
类型：发明
国别省市：