一种外置声卡的制作方法

本实用新型涉及音频处理技术领域，具体地说，涉及一种外置声卡。

背景技术：

随着互联网技术的迅速发展，关于网络音频/视频的相关产品也逐渐进入大众视野。网络音频/视频的相关产品通常需要配备外置声卡，不同型号的外置声卡具有不同的音频处理功能，用于满足广大用户的各种需求。

现有的外置声卡通常只能够按照预设的处理参数来对所接收到的某一路音频信号进行音频处理，对于现有的各种不同的应用场合来说，其已无法满足要求。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种外置声卡，所述外置声卡包括：

第一音频信号输入端口，其用于获取第一音频信号；

编码解码电路，其与所述第一音频信号输入端口连接；

音频机架；

音效处理电路，其与所述音频机架和编码解码电路连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述音效处理电路包括：

操作部件；

控制器，其与操作部件连接；

音效处理器，其与所述控制器和编码解码电路连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制器还与所述编码解码电路连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述编码解码电路包括：

编码解码器；

第一放大器，其输入端与所述第一音频信号输入端口连接，输出端与所述编码解码器的第一输入端连接；

第二放大器，其输入端与所述第一放大器的输出端连接，输出端与所述编码解码器的第二输入端连接，用于对所述第一放大器传输的信号进行反相处理。

根据本实用新型的一个实施例，所述外置声卡还包括：

第二音频信号接入端口，其与所述编码解码电路连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述编码解码电路还包括：

第三放大器，其输入端与所述第二音频信号输入端口连接，输出端与所述编码解码器的第三输入端连接；

第四放大器，其输入端与所述第三放大器的输出端连接，输出端与所述编码解码器的第四输入端连接，用于对所述第三放大器传输的信号进行反相处理。

根据本实用新型的一个实施例，所述外置声卡还包括线性输入端口和模数转换电路，其中，所述模数转换电路连接在所述线性输入端口与音效处理电路之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述外置声卡还包括：

线性混音电路，其两个输入端分别与所述编码解码电路的输出端和线性输入端口对应连接，输出端与对应音频输出端口连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述线性混音电路包括两个结构相同的线性混音支路，其中，

第一线性混音支路的两个输入端分别与所述编码解码电路的输出端和线性输入端口对应连接，输出端与第一音频输出端口连接；

第二线性混音支路的两个输入端分别与所述编码解码电路的输出端和线性输入端口对应连接，输出端与第二音频输出端口连接；

根据本实用新型的一个实施例，所述第一音频输出端口包括耳机音频输出端口，所述第一线性混音支路包括第一混音器和功率放大器，其中，所述功率放大器连接在所述第一混音器与耳机音频输出端口之间。

本实用新型所提供的外置声卡能够实现对多路音频信号的混音以及音效处理，从而提高了产品的可用性以及兼容性。同时，该外置声卡还能够实现与耳麦、耳机和/或有源音响的连接，因此相较于现有的外置声卡，本外置声卡的接口资源更加丰富，其能够更好地与多种外部器件进行有效连接。

此外，本实用新型所提供的外置声卡利用差分处理的方式不仅能够消除相关噪声，从而保证音频信号输入端口所获取到的音频信号的质量，还能够将对应放大器所生成的音频信号的动态范围扩展2倍。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本实用新型一个实施例的外置声卡的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的具体电路结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本实用新型实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

图1示出了本实施例所提供的外置声卡的结构示意图，图2示出了本实施例所提供的外置声卡的具体电路示意图，以下结合图1和图2来对本实施例所提供的外置声卡作进一步地说明。

如图1所示，本实施例所提供的外置声卡优选地包括：第一音频信号输入端口101、第二音频信号输入端口102、音频机架103、音效处理电路104以及编码解码电路105。其中，第一音频信号输入端口101用于获取第一音频信号，第二音频信号输入端口102用于获取第二音频信号。第一音频信号输入端口101、第二音频信号输入端口102分别与编码解码电路105的对应端口连接，用于将上述第一音频信号和第二音频信号传输至编码解码电路105。

本实施例中，编码解码电路105会对接收到的第一音频信号和第二音频信号进行模数转换，随后将模数转换得到的数字音频信号传输至音效处理电路104。

具体地，如图2所示，本实施例中，与第一音频信号输入端口101和第二音频信号输入端口102相对应的，编码解码电路105优选地包括编码解码器205、四个放大器以及四个音频信号输入端。其中，第一放大器201的输入端与第一音频信号输入端口101连接，输出端与编码解码器205的第一输入端A1连接，其用于对第一音频信号输入端口101所传输来的第一音频信号进行放大处理，并将放大后的音频信号传输至编码解码器205。

第二放大器202的输入端与第一放大器201的输出端连接，输出端与编码解码器205的第二输入端B1连接，其用于对第一放大器201所输出的音频进行进行反相处理，并将反相处理得到的音频信号传输至编码解码器205。

假设第一音频信号输入端口101所获取到的第一音频信号为a，那么第一放大器201所输出的音频信号F₁则可以表示为：

F₁＝E*a (1)

其中，E表示第一放大器201的放大倍数。

由于第二放大器202所起到的作用为反相作用，其并不会对自身接收到的音频信号进行放大，因此第二放大器202所输出的音频信号F₂则可以表示为：

F₂＝-E*a (2)

编码解码器205在接收到第一放大器201以及第二放大器202传输来的音频信号后，会对上述音频信号进行模数转换。然而，音频信号在传输至编码解码器205的过程中会耦合进新的干扰信号b，并且在进行模数转换过程中还可能引入量化噪声c。由于第一放大器201与编码解码器205以及第二放大器202与编码解码器205之间的信号传输路径的物理条件是一致的，因此这两个信号传输路径中的噪声为共模噪声，即存在：

S₁＝F₁+b+c＝E*a+b+c (3)

S₂＝F₂+b+c＝-E*a+b+c (4)

其中，S₁表示编码解码器205对第一放大器201对应的数据传输路径所传输的信号进行模数转换所得到的数字音频信号，S₂表示编码解码器205对第二放大器202对应的数据传输路径所传输的信号进行模数转换所得到的数字音频信号。

编码解码器205会将上述数字音频信号S₁和数字音频信号S₂传输至与之连接的音效处理电路104。具体地，如图2所示，本实施例中，音效处理电路104优选地包括：控制器206、音效处理器207以及操作部件208。其中，操作部件优选地包括若干按键或旋钮，这些操作部件与控制器206连接。当用户操作相应的按键或旋钮时，控制器206将根据上述操作动作而产生相应的控制指令。此时音效处理器207也就会根据上述控制指令对所接收到的数字信号进行处理。本实施例中，控制器206也与编码解码器205连接，这样用户也可以通过操作部件208来利用控制器206控制编码解码器205的运行状态。

本实施例中，音频机架103与控制器206连接。具体地，音频机架103优选地通过USB接口来与控制器206连接，控制器206优选地通过SPI接口与音效处理器207连接，控制器206优选地通过I²C总线与编码解码器205连接，音效处理器207优选地通过I²S总线与编码解码器205连接。当然，在本实用新型的其他实施例中，音频机架103、编码解码器205、音效处理器207以及控制器206之间还可以采用其他合理的连接方式，本实用新型不限于此。

本实施例中，控制器206优选地采用微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)来实现，而音效处理器207优选地采用数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)来实现。需要指出的是，在本实用新型的其他实施例中，编码解码器205、音效处理器207以及控制器206还可以采用其他合理的电路或器件来实现，本实用新型不限于此。

音效处理电路104在接收到上述数字音频信号S₁和数字音频信号S₂后，会对上述数字音频信号S₁和数字音频信号S₂进行差分(减法)处理，从而得到最终的有效信号S′，即存在：

S′＝S₁-S₂ (5)

通过差分处理，外置声卡不仅能够消除噪声b和噪声c，从而保证了第一音频信号输入端口101所获取到的第一音频信号的质量，还能够将第一放大器201所生成的音频信号的动态范围扩展2倍(6dB)。

本实施例中，第三放大器203的输入端与第二音频信号输入端口102连接，输出端与编码解码器205的第三输入端A2连接，其用于对第二音频信号输入端口102所传输来的第二音频信号进行放大处理，并将放大后的音频信号传输至编码解码器205。

第四放大器204的输入端与第三放大器203的输出端连接，输出端与编码解码器205的第四输入端B2连接，其用于对第三放大器203所输出的音频进行进行反相处理，并将反相处理得到的音频信号传输至编码解码器205。

需要指出的是，本实施例中，编码解码器205以及音效处理器207对上述第三放大器203以及第四放大器204所传输来的音频信号的处理原理以及处理过程与上述对第一放大器201以及第二放大器202所传输来的音频信号的处理原理以及处理过程相同，故在此不再对该部分内容进行赘述。

本实施例中，音效处理器207会分别根据编码解码器205所传输来的两组音频信号(其中每组音频信号中包含两个共模信号)计算得到分别对应于第一音频信号和第二音频信号的两个数字音频信号。音效处理器207会将这两个数字音频信号进行混音以及相关音效处理，并将处理后所得到的数字音频信号传输至编码解码器205，以由编码解码器205对所接收到的数字音频信号进行数模转换从而得到对应的模拟音频信号。

如图1和图2所示，本实施例所提供的外置声卡还包括：线性输入端口106以及模数转换电路107。其中，线性输入端口106用于获取线性音频信号，并将所获取到的音频信号传输至与之连接的模数转换电路107。模数转换电路107在对线性输入端口106所传输来的音频信号进行模数转换后，会将转换得到的数字音频信号传输至音效处理器207，以由音效处理器207根据该数字音频信号进行相应的处理。

同时，如图1和图2所示，本实施例所提供的外置声卡优选地还包括：线性混音电路108以及相应的音频输出端口109。其中，线性混音电路108优选地包括两个结构相同的线性混音支路，第一线性混音支路108a的两个输入端分别与编码解码器205的第一输出端Y1和线性输入端口106连接，其用于对编码解码器205以及线性输入端口106所传输来的音频信号进行混音处理，并将处理得到的音频信号传输至与之连接的第一音频输出端口109a。

第二线性混音支路108b的两个输入端分别与编码解码器205的第二输出端Y2和线性输入端口106连接，其用于对编码解码器205以及线性输入端口106所传输来的音频信号进行混音处理，并将处理得到的音频信号传输至与之连接的第二音频输出端口109b。

需要指出的是，根据实际需要，第一音频输出端口109a以及第二音频输出端口109b与对应的线性混音支路之间还可以连接有其他合理器件，本实用新型不限于此。

例如，如果第一音频输出端口109a为耳机输出端口，为了保证音频信号的驱动能力，第一音频输出端口109a与第一线性混音支路108a之间还可以连接有功率放大器。

需要指出的是，在本实用新型的其他实施例中，根据实际需要，外置声卡所包含的音频信号输入端口的数量还可以为其他合理值，与之对应的，编码解码电路中放大器的数量以及编码解码器的输入端的数量也可以配置为相应值，本实用新型不限于此。

本实施例中，音效处理电路104分别同音频机架103与编码解码电路105连接。本实施例中，用户通过调节音频机架103来控制音效处理电路104对编码解码电路105所传输来的数字音频信号进行处理，并将处理得到的带有相应音效地数字音频信号反馈至编码解码电路105。该外置声卡使得用户能够通过调节音频机架来控制音效处理电路对编码解码电路所传输来的数字音频信号进行处理，从而使得用户能够根据实际需要来对外置声卡的音效进行调整。

从上述描述中可以看出，本实用新型所提供的外置声卡能够实现对多路音频信号的混音以及音效处理，从而提高了产品的可用性以及兼容性。同时，该外置声卡还能够实现与耳麦、耳机和/或有源音响的连接，因此相较于现有的外置声卡，本外置声卡的接口资源更加丰富，其能够更好地与多种外部器件进行有效连接。

此外，本实用新型所提供的外置声卡利用差分处理的方式不仅能够消除相关噪声，从而保证音频信号输入端口所获取到的音频信号的质量，还能够将对应放大器所生成的音频信号的动态范围扩展2倍。

应该理解的是，本实用新型所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本实用新型在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本实用新型由所附的权利要求书来限定。