一种音频相位检测和自动校正设备，其特征是包括一个音频信号处理主板、至少一个音频信号接收／发送单板和一个用户界面板； 其中，音频信号处理主板包括一个微处理器、一个与微处理器连接的ＦＬＡＳＨ数据存储芯片及一个ＳＤＲＡＭ１数据存储芯片；一个与微处理器连接的可编程逻辑阵列芯片、一个与可编程逻辑阵列芯片连接的ＳＤＲＡＭ２数据存储芯片；微处理器还扩展了以太网接口、ＵＳＢ接口、ＵＡＲＴ串口和用户界面等功能模块； 音频信号接收／发送单板包括一个模拟信号解编码芯片、一个数字信号接收芯片、一个数字信号发送芯片和输入、输出接口； 用户界面板包括ＬＣＤ显示器、ＬＥＤ显示器和一个五位按键，五位按键通过微处理器可以设置各种功能模式，ＬＣＤ显示器、ＬＥＤ显示所设置的各种功能模式及状态； 数字或模拟音频流由音频信号接收／发送单板的输入接口输入，在音频信号接收／发送单板中进行数字音频信号的编／解码，编／解码成Ｉ２Ｓ格式数据，随后送入可编程逻辑阵列芯片（ＦＰＧＡ）的ＦＦＴ（快速傅立叶运算）模块单元进行ＦＦＴ（快速傅立叶运算），运算数据暂存在ＳＤＲＡＭ２数据存储芯片中，可编程逻辑阵列芯片（ＦＰＧＡ）根据用户的设置值，运算及判断，并置位相应硬件管脚标志位，微处理器根据查询硬件标志位，决定数据是否要进行校正，若信号正常，微处理器控制发送芯片将重新编码后的数据送出到音频信号接收／发送单板中向外输出；若信号反相，微处理器做反转算法处理修正，再发送到音频信号接收／发送单板中向外输出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种音频设备，特别是一种音频相位检测和自动校正设备。
技术介绍
近年来，随着计算机和多媒体技术的发展，越来越多的数字音频技术被应用到电台和电视台的音频节目制作和播出过程中。电台和电视台为提高播出节目的水平，也越来越重视播出节目的音频质量，采用各种最新的技术和设备来提高节目的音频质量。音频信号是一种正弦波。在正弦波中，相位、幅度和频率是正弦波的三个特征量，是反映正弦波任何时刻状态的物理量。相位差是指两个频率相同的正弦波的相位的差，其范围在0°-180°之间，如果相位差为0°，则两个正弦波叠加后信号幅度相加；如果相位差为180°，则两个正弦波叠加后信号幅度相减，这种情况也称为反相。在立体声或双声道音频信号中，左右两个通道的相位对节目的音频质量有着关键的影响。特别是当左右通道的相位相反时，会导致播出节目的音频产生严重失真甚至音量很小。在电台和电视台的音频节目制作过程中，造成左右通道相位异常的原因很多，例如，在节目的采集录音时，如果两个麦克风的位置不当，就可能产生相位相加或相减的现象；当麦克风的音频相位相同时，会使两只麦克风的输出相加，导致音量提升而产生回声；当麦克风的音频相位相反时，会使两只麦克风的输出相减，导致输出的音量不足和失真。由于音频信号是由一系列不同频率的谐波组成，每个谐波都有特定的相位特征，故音频信号的相位的检测比普通正弦信号的相位检测要复杂很多。当前，有一些专业的音频设备虽然可以对音频相位检测和显示，但无法对相位异常的音频进行自动校正和处理。因此只能发现问题而不能解决问题。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述现有技术之不足，提供一种既可以检测音频流的相位并能够自动校正相位异常音频信号的设备。上述目的采用下述的技术方案就可以实现本技术方案的设备包括一个音频信号处理主板、至少一个音频信号接收/发送单板和一个用户界面板；其中，音频信号处理主板包括一个微处理器ARM9、一个与微处理器连接的FLASH数据存储芯片及一个SDRAM1数据存储芯片；一个与微处理器连接的可编程逻辑阵列PFGA芯片、一个与可编程逻辑阵列芯片连接的SDRAM2数据存储芯片；微处理器还扩展了以太网接口、USB接口、UART串口和用户界面板的全部驱动端口；音频信号接收/发送单板包括一个模拟信号解编码芯片、一个数字信号接收芯片、一个数字信号发送芯片和输入、输出接口；用户界面板包括LCD显示器、LED显示器和一个五位按键，五位按键通过微处理器可以设置各种功能模式，LCD显示器、LED显示所设置的各种功能模式及状态；数字或模拟音频流由音频信号接收/发送单板的输入接口输入，在音频信号接收/发送单板中进行数字音频信号的调制和解调，并实现格式音频流的编解码，解码成I2S格式数据，送入可编程逻辑阵列芯片的FFT模块单元做快速傅立叶运算，运算结果暂存在SDRAM2数据存储芯片中，微处理器根据运算结果及系统设置参数判断相位的正确与否若信号正常，微处理器控制发送芯片将重新编码后的数据送出到音频信号接收/发送单板中向外输出；若信号错误，微处理器做反转处理修正，再发送到音频信号接收/发送单板中向外输出。上述技术方案中的所说的所说的微处理器是ARM9处理器；所说的可编程逻辑阵列芯片是FPGA芯片；所说的模拟信号解编码芯片是一个高性能，高集成的音频多媒体编解码芯片，分辨率24bit，它可以完成音频信号模拟到数字，数字到模拟的转换，采样频率高达；所说的接收芯片是一个单片集成的解码芯片，它可以接收符合IEC60958，S/PDIF，EIAJ，CP1201或者AES3接口标准数字音频格式的信号，通过它的I2C总线控制端口，可以方便的设置工作模式和读取数据；所说的发送芯片也是一个单片集成的编码芯片，它可以发送符合IEC60958，S/PDIF，EIAJ，CP1201或者AES3接口标准数字音频格式的信号，通过它的I2C总线控制端口，可以方便的设置工作模式和读取数据本专利技术的有益效果是(1)本专利技术的设备不但可以检测音频流的相位，并且能够自动校正相位异常音频信号的设备，从而保证输出音频信号的相位正常；主要应用在广播电台，电视台数字化安全播出，集音频相位检测，报警，音频相位反相处理等功能为一体的新型数字音频处理设备；(2)本专利技术的设备提供两种可选择的音频信号输入接口数字音频信号输入接口和模拟音频信号输入接口，使两种信号均可以检测和校正；可以用于音频信号(数字/模拟)的接收，应用FFT(快速傅立叶变换)算法完成相位判断，报警，校正；实时发送处理后的信号；ARM9，FPGA等芯片的应用，使得参数设定，模式控制变得及其方便；接收/发送的数字音频信号的格式符合IEC60958，S/PDIF，EIAJ，CP1201或者AES3接口标准数字音频标准；系统集成以太网口、USB或串口，方便系统控制和调试。(3)本专利技术的设备的音频信号处理主板中包括可以实现快速傅立叶算法(FFT)的可编程逻辑阵列芯片，使计算速度即检测和校正相位的速度和实时性能极大地提高；(4)良好的人机界面，可以对控制模式和控制参数方便进行的设定；通过以太网接口，可以随时或定时导出日志信息。为了使本专利技术便于理解和更加清晰，下面通过实施例和附图对其做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术实施例的结构方框图。图2是图1更详细的结构方框图。图3是音频流为模拟信号时的接收处理框图。图4是图3中的不同信号之功能解释图表。图5是音频流为数字信号时的接收处理框图。图6是图5中的不同信号之功能解释图表。图7是本专利技术中的相位检测流程图。图8是音频流为模拟信号时的发送处理框图。图9是图8中的不同信号之功能解释图表。图10是音频流为数字信号时的发送处理框图。图11是图10中的不同信号之功能解释图表。图12是本专利技术中的用户界面板可以设置和显示的内容图表。具体实施例方式参看图1、图2。本实施例的音频相位检测和自动校正设备包括一个音频信号处理主板2；两个音频信号接收/发送单板3和3.1；一个用户界面板1。其中，音频信号处理主板2包括一个微处理器24、一个与微处理器连接的FLASH数据存储芯片210及一个SDRAM1数据存储芯片29；一个与微处理器连接的可编程逻辑阵列芯片25、一个与可编程逻辑阵列芯片25连接的SDRAM2数据存储芯片26；微处理器24还带有以太网接口21、USB接口22、UART串口硬件芯片23和用户界面板1的全部驱动端口；音频信号接收/发送单板3和3.1分别包括一个模拟信号解编码芯片31、一个数字信号接收芯片32、一个数字信号发送芯片33和输入、输出接口；模拟信号解编码芯片31的型号采用CS4272、数字信号接收芯片32的型号采用CS8416、数字信号发送芯片33的型号采用CS8406。模拟信号编解码芯片31是具有24bit分辨率，192kHz采样频率，可直接输出I2S数据格式，编解码一体多媒体的芯片，在系统中既可以作为模拟信号数据接收芯片(A/D)，也可以作为模拟信号数据发送芯片使用(D/A)。芯片有一个串行(I2C总线)数字输出端口，通道数据被集中在缓冲器里面，使读写数据和软件控制很容易。数字信号接收芯片32，它可以接收并解码8个通道的音频数据根据ICE60958，S/PDIF，EIAJ CP1201标准，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种音频相位检测和自动校正设备，其特征是包括一个音频信号处理主板、至少一个音频信号接收／发送单板和一个用户界面板；其中，音频信号处理主板包括一个微处理器、一个与微处理器连接的ＦＬＡＳＨ数据存储芯片及一个ＳＤＲＡＭ１数据存储芯片；一个与微处理器连接的可编程逻辑阵列芯片、一个与可编程逻辑阵列芯片连接的ＳＤＲＡＭ２数据存储芯片；微处理器还扩展了以太网接口、ＵＳＢ接口、ＵＡＲＴ串口和用户界面等功能模块；音频信号接收／发送单板包括一个模拟信号解编码芯片、一个数字信号接收芯片、一个数字信号发送芯片和输入、输出接口；用户界面板包括ＬＣＤ显示器、ＬＥＤ显示器和一个五位按键，五位按键通过微处理器可以设置各种功能模式，ＬＣＤ显示器、ＬＥＤ显示所设置的各种功能模式及状态；数字或模拟音频流由音频信号接收／发送单板的输入接口输入，在音频信号接收／发送单板中进行数字音频信号的编／解码，编／解码成Ｉ２Ｓ格式数据，随后送入可编程逻辑阵列芯片（ＦＰＧＡ）的ＦＦＴ（快速傅立叶运算）模块单元进行ＦＦＴ（快速傅立叶运算），运算数据暂存在ＳＤＲＡＭ２数据存储芯片中，可编程逻辑阵列芯片（ＦＰＧＡ）根据用户的设置值，运算及判断，并置位相应硬件管脚标志位，微处理器根据查询硬件标志位，决定数据是否要进行校正，若信号正常，微处理器控制发送芯片将重新编码后的数据送出到音频信号接收／发送单板中向外输出；若信号反相，微处理器做反转算法处理修正，再发送到音频信号接收／发送单板中向外输出。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张建平，范国华，
申请(专利权)人：张建平，
类型：发明
国别省市：94
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