一种校准音源的频率偏差的耳机放大器制造技术

本发明专利技术涉及一种校准音源的频率偏差的耳机放大器，使用采样率信息送入由模式控制器输出频率切换控制参数给LUT，同时控制滑模滤波器的模式为快速频率切换，滤波后的控制数据送到低噪声DAC，通过模拟环路滤波器之后输出到VCO；VCO输出送给同步分频器，然后送到计数窗口产生器和计数器构成的频率测量器完成测频。频率测量结果送给LUT和模式控制器，由模式控制器对环路进行控制。在输入音源中叠加20kHz的音频，在加载叠加音频后随着原始音频一同进行处理，处理后的音频经放大器后被检测模块检测，可以充分检测出处理过程中带来的频率偏移、展宽、和响度变化，从而可以在显示模块中实时显示出工作状态，便于用户时刻了解设备工作状态。状态。状态。

【技术实现步骤摘要】
一种校准音源的频率偏差的耳机放大器


[0001]本专利技术涉及耳机放大器领域，具体涉及一种校准音源的频率偏差的耳机放大器。

技术介绍

[0002]在实际设备中音源往往由于多次的复制，压缩等过程存在频率偏差，尤其是时钟相对于理想时钟沿实际时钟存在不随时间积累的、时而超前、时而滞后的偏移。实践中通常希望一个周期性波形(特别是时钟)跨过特定门限的时间非常精确。
[0003]申请号CN201310287918.4公开了一种处理该偏差的方法和装置，具体为步骤1：接收模拟信号z(t)；步骤2：向模数转换模块提供时钟信号h(t)，同时将该时钟信号h(t)与一单音信号m(t)的乘积作为参考信号q(t)加到模拟信号z(t)中获得复合信号r(t)；步骤3：模数转换模块对复合信号r(t)进行模数转换得到两路完全相同的复合数字信号rjit(n)；步骤4：对所述复合数字信号rjit(n)的其中一路进行抖动序列估计后得到时钟抖动序列步骤5：利用时钟抖动序列对所述复合数字信号rjit(n)的另一路进行时钟抖动消除，从而获得消除了时钟抖动的纯净数字信号y(n)。
[0004]其虽然可以一定程度上降低偏差，但是一方面其并不适用于音频播放的处理，另一方面在音频播放中用户往往想要获知设备的工作状态以随时调节各项播放参数，基于此需要一种校准音源的频率偏差的耳机放大器。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种校准音源的频率偏差的耳机放大器，包括输入接口、输出接口、校准模块、放大模块；
[0006]还包括音源模块、叠加模块、检测模块和显示模块；
[0007]音源模块发送数字音频数据至叠加模块，在叠加模块中进行高频示踪音频的叠加，叠加后的音频数据发送至输入接口进入校准模块；
[0008]校准模块设置于输入接口和放大模块之间，用于校准音源的频率偏差；
[0009]放大模块后接输出接口，输出接口后连接声音播放的设备；
[0010]放大模块还连接检测模块，检测模块检测从放大模块放大后的音频中提取高频示踪音频，对高频示踪音频进行分析，并将分析结果显示在显示模块上。
[0011]叠加模块设置有20MHz的高精度时钟，叠加模块获取音源模块发送的音频数据后，将固定频率F的音频数据与音源发送的音频数据进行叠加；F的取值范围为20kHz
‑
24kHz。
[0012]音频叠加的具体方式为以下两种中的一种：
[0013]方式一：叠加模块获取音源模块发送的数字音频的时钟路信号，并按照音源的时钟路信号生成固定频率F的数字音频数据；
[0014]之后直接将生成的固定频率F的数字音频数据与音源模块发送的数字音频格式数据在数据轨道上直接相加，得到叠加后的混合音频数据，混合音频数据中包含固定频率F的音频；
[0015]方式二：在叠加模块内设置ADC和DAC模块，先将音源模块发送的数字音频进行数模转换，然后直接将预先存储在叠加模块内的固定频率F的音频与音源模块的音频叠加，得到模拟信号的混合音频，之后进行模数转换再输出。
[0016]校准模块包括参考时钟、采样率输入、I2S输入、缓存模块、频率合成模块和输出模块；
[0017]参考模块和采样率输入均连接至频率合成模块，频率合成模块对采样率进行本地时钟频率锁定，并进行本地时钟频率检测；将采样率与I2S输入时钟与本地时钟差值进行计算，进一步根据该差值设置缓存序列方向和缓存深度，实现矫正时钟偏差；
[0018]频率合成模块包括模式控制器1、计数窗产生器2、计数器3、同步分频器4、LUT5、减法器6、FIR滤波器7、滑模滤波器8、低噪声DAC9、模拟环路滤波器10和宽带VCO11；
[0019]参考模块输出10MHz高精度参考时钟至计数窗产生器2；
[0020]采样率信息送入由模式控制器1从而输出频率切换控制参数给LUT5，同时控制滑模滤波器8的模式为快速频率切换，滤波后的控制数据送到低噪声DAC9，通过模拟环路滤波器10之后输出到VCO11；
[0021]VCO输出送给同步分频器4，然后送到计数窗口产生器2和计数器3构成的频率测量器完成测频；频率测量结果送给LUT5和模式控制器1，由模式控制器1对环路进行控制；
[0022]输入I2S数据送入大容量缓存15，模式控制器1通过LUT5单元获取采样率信息与I2S输入时钟的差值，通过该差值设置FIFO的缓存序列方向和缓存深度；
[0023]大容量缓存15的最大深度可确保74分钟CD碟片播放完毕，不出现泄露；同时设置有静音检测模块，静音检测是一种保护机制，在静音片段中重置大容量缓存15；通过重置大容量缓存15，可以确保系统持续稳定工作。
[0024]检测模块从放大模块的输出中获取模拟信号，该模拟信号为放大模块的输出信号的复制，并将模拟信号数字化得到检测数据；检测模块将获取的检测数据进行时间分割；即每隔固定时间T生成一小段碎片音频数据；将生成的碎片音频数据进行频域转换，得到碎片音频数据的频谱；
[0025]检测模块将碎片音频数据中以中心频率为F、宽度为W的数据保留，其余部分删除，得到示踪碎片音频数据；将示踪碎片音频数据进行处理，得到其中心频率F
n
和半高宽W
n
以及中心频率强度H
n
；其中n为碎片音频数据的编号，即第n个示踪碎片音频数据。
[0026]沿时间将中心频率F
n
和半高宽W
n
以及中心频率强度H
n
生成三条曲线，横坐标为n，纵坐标为中心频率F
n
和半高宽W
n
以及中心频率强度H
n
的值。
[0027]检测模块检测中心频率F
n
和半高宽W
n
以及中心频率强度H
n
的变化是否不在阈值范围内，阈值包括上限阈值和下限阈值；
[0028]检测模块分别计算超出阈值的中心频率F
n
和半高宽W
n
或中心频率强度H
n
的持续时间；
[0029]在显示模块上显示纵坐标为中心频率F
n
和半高宽W
n
以及中心频率强度H
n
的三条曲线，显示超出阈值的中心频率F
n
和半高宽W
n
或中心频率强度H
n
的持续时间，并且将不在阈值范围内的曲线标记出来以显示校准模块的工作状态。
[0030]本专利技术的有益效果为：
[0031]本专利技术在输入音源中叠加20kHz的音频，选择该频率是由于一般耳机或者音箱的
响应频率的上限在20kHz左右，因此即使加载20kHz的音频喇叭也基本不会产生响应；同时由于人耳的分辨极限也不足20kHz，因此即使播放出20kHz的声音人耳也基本听不到；此外由于一般音频的采样率为44.1kHz、48kHz、96k本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种校准音源的频率偏差的耳机放大器，包括输入接口、输出接口、校准模块、放大模块；其特征在于：还包括音源模块、叠加模块、检测模块和显示模块；音源模块发送数字音频数据至叠加模块，在叠加模块中进行高频示踪音频的叠加，叠加后的音频数据发送至输入接口进入校准模块；校准模块设置于输入接口和放大模块之间，用于校准音源的频率偏差；放大模块后接输出接口，输出接口后连接声音播放的设备；放大模块还连接检测模块，检测模块检测从放大模块放大后的音频中提取高频示踪音频，对高频示踪音频进行分析，并将分析结果显示在显示模块上。2.根据权利要求1所述的一种校准音源的频率偏差的耳机放大器，其特征在于：叠加模块设置有20MHz的高精度时钟，叠加模块获取音源模块发送的音频数据后，将固定频率F的音频数据与音源发送的音频数据进行叠加；F的取值范围为20kHz
‑
24kHz。3.根据权利要求2所述的一种校准音源的频率偏差的耳机放大器，其特征在于：音频叠加的具体方式为以下两种中的一种：方式一：叠加模块获取音源模块发送的数字音频的时钟路信号，并按照音源的时钟路信号生成固定频率F的数字音频数据；之后直接将生成的固定频率F的数字音频数据与音源模块发送的数字音频格式数据在数据轨道上直接相加，得到叠加后的混合音频数据，混合音频数据中包含固定频率F的音频；方式二：在叠加模块内设置ADC和DAC模块，先将音源模块发送的数字音频进行数模转换，然后直接将预先存储在叠加模块内的固定频率F的音频与音源模块的音频叠加，得到模拟信号的混合音频，之后进行模数转换再输出。4.根据权利要求1所述的一种校准音源的频率偏差的耳机放大器，其特征在于：校准模块包括参考时钟、采样率输入、I2S输入、缓存模块、频率合成模块和输出模块；参考模块和采样率输入均连接至频率合成模块，频率合成模块对采样率进行本地时钟频率锁定，并进行本地时钟频率检测；将采样率与I2S输入时钟与本地时钟差值进行计算，进一步根据该差值设置缓存序列方向和缓存深度，实现矫正时钟偏差；频率合成模块包括模式控制器(1)、计数窗产生器(2)、计数器(3)、同步分频器(4)、LUT(5)、减法器(6)、FIR滤波器(7)、滑模滤波器(8)、低噪声DAC(9)、模拟环路滤波器(10)和宽带VCO(11)；参考模块输出10MHz高精度参考时钟至计数窗产生器(2)；采样率信息送入由模式控制器(1)从而输出频率切换控制参数给LUT(5)，同时控制滑模滤波器(8)的模式为快速频率切换，滤波后的控制数据送到低噪声DAC(9)，通过模拟环路滤波器(10)之后输出到VCO(11)；VCO输出送给同步分频器(4)，然后送到计数窗口产生器(2)和计数器(3)构成的频率测量器完成测...

【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：