专利名称：单通路实现双声道模拟音频切换传输的矩阵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矩阵，更具体地说，涉及一种利用单通道实现双声道模拟 音频输出的矩阵设备。
背景技术：
矩阵就是实现多路音视频WGA等信号的切换设备。 一般在多路输入的情况 下有多路的输出选择，就形成了矩阵结构。既每一路输出都可与不同的输入信 号"短接"，每路输出只能接通某一路输入，但某一路输入都可(同时)接通不同的 输出。 一般习惯中，将形成MxN的结构称为矩阵，而将Mxl的结构称为切换 器或选择器，lxM的结构称为分配器。矩阵切换器原理是利用芯片内部电路的 导通与关闭进行接通与关断，并可通过电平进行控制完成信号的选择。
现有技术的矩阵对模拟音频的切换都是采用单路切换，也就是每路模拟音 频占用一个切换通道。如图l所示，左声道L或右声道R输入的才莫拟音频信号
图中左侧A、 B、 C、 D与右侧A，、 B，、 C，、 D，实现选通切换，因此图中4X4矩 阵只能完成两路立体声音频(共4路音频)的切换。
现有技术中为了实现立体声双声道的传输，需要增大一倍的切换通路，同 时增加切换主板与输入输出板之间的接口数量，这样就难于与其它输入信号切 换相兼容。也因此问题在于，由于矩阵设备切换通道数量的限制，常常出现音 频传输的通道数量不够使用，或者矩阵设备通道资源使用率不高的现象。发明内容
本实用新型针对上述问题，设计一种利用单通道实现双声道模拟音频切换 传输的矩阵。从而在充分利用通道资源的前提下，缩减了现有矩阵通道一半的 数量，但仍能正常传输双声道模拟音频数据，进而达到降低设备成本，增加设 备资源利用率的目的。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种单通路实现双声道模拟音频切 换传输的矩阵，包括将输入的左/右声道模拟音频信号才莫数转换为数字音频信号
的A/D单元、矩阵切换单元，以及将数字音频信号数模转换成左/右声道模拟音 频信号输出的D/A单元。此外，还包括时钟单元，用于为A/D单元、D/A单元提 供采样时钟、串行移位时钟以及工作主时钟信号；其中，采样时钟用于区分左/ 右声道的数据；串行移位时钟用于确认数据传输的数位；工作主时钟用作A/D 单元、D/A单元芯片的工作时钟。每一 A/D单元将相匹配的左/右声道模拟音频 信号转换成数字信号通过一个通路送至矩阵切换单元；每一 D/A单元通过一个 通路接收来自矩阵切换单元的数字信号，并将其转换成相匹配的左/右声道模拟 音频信号输出。
本发明将输入的 一对立体声模拟音频通过一种专用的芯片转换为数字链路 的形式，即将两路音频信号转为一路数字信号，再通过矩阵切换输出，同样输 出端也是釆用同样的方式，将一路的数字信号，转换为一对模拟立体声输出。 而一对模拟立体声音频只需占用一个切换通道，降低了一半的切换点资源。这
样在不增加切换点数量的前提下，实现了模拟立体声音频单通路的切换；并同 时保持了多类产品的兼容性。因此本实用新型的矩阵设备可以提高 一倍的立体 声切换通道数量，减少线路板体积，节约成本，并因此具有与其它产品更好的 兼容性。
图1是现有技术4X4矩阵下立体声模拟音频传输通道的设置方式示意图； 图2是本实用新型4X4矩阵下立体声模拟音频传输通道的设置方式示意图； 图3是本实用新型矩阵利用单通路实现双声道才莫拟音频切换传输的时钟单
元时序图。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型一种单通路实现双声道模拟音频切换传输的矩阵， 包括A/D单元、矩阵切换单元、D/A单元以及时钟单元CL0CK。其中A/D单元将 输入的左/右声道模拟音频信号模数转换为数字音频信号；矩阵切换单元用于通 路的交叉切换；D/A单元将数字音频信号数模转换成左/右声道模拟音频信号输 出。而时钟单元，用于为A/D单元、D/A单元提供采样时钟、串行移位时钟以及 工作主时钟信号。其中，采样时钟用于区分左/右声道的数据；串行移位时钟确 认数据传输的数位；工作主时钟用作A/D单元、D/A单元芯片的工作时钟。
本实用新型矩阵中信号的传输方式为匹配的左/右声道才莫拟音频信号通过 同一 A/D单元转换叠加成一路数字音频信号，数字音频信号通过一个通路送至 矩阵切换单元；经矩阵切换单元选通后的数字音频信号，送入一个D/A单元并 在此转换成相匹配的左/右声道才莫拟音频信号用于输出。
参考图3时钟单元提供的时序图，说明一种实现本实用新型工作方式的矩 阵。但本实用新型并非限定为4X4矩阵，本实用新型可扩展到各类矩阵中使用。
图2中两路模拟立体声从输入板，经过A/D芯片转换成两个24bit的音频 数据后，混合为一条链路上传输的数据。优选方式下，A/D芯片选用PCM1803或 CS5341型芯片。此时，时钟单元提供的工作采样时钟用于区分左、右声道的数 据，例如时钟LRCK (见图3),低电平指示出左声道的数据，高电平指示出右声
道的数据。串行移位时钟SCLK用于确定哪一位数据，例如图3中的串行移位时 钟SCLK,按时间顺序出现的上升沿或下降沿指示出数据的位数。图3中SDATA 将数字音频信号离散成24份传输，0-23恰恰对应于串行移位时钟SCLK指示的 某一确定位数的数据。此外，时钟单元还为芯片提供工作主时钟。因此，模数 转换单元需要3个输入的时钟和1个输出的数据，而矩阵设备中所有的输入A/D 芯片可以共用同样的3个时钟，只是将每路输出的音频数据送去切换即可。
如图2所示，矩阵切:换单元实现左侧a、 b、 c、 d与右侧a，、 b，、 c，、 d， 4X4 路的选通切换。
相应的经矩阵切换单元切换输出的每一路数字音频信号送到输出板上的一 个D/A芯片实现两路^t拟音频信号的数模转换。优选方式下，D/A单元的芯片选 用PCM1754或CS4350。由于D/A芯片也共用图3所示的3个时钟。其工作过牙呈 只是与上述A/D芯片工作反向。即，根据时钟单元提供的工作采样时钟区分左、 右声道的数据，低电平指示出左声道的数据，高电平指示出右声道的数据；串 行移位时钟确定哪一位数据，上升沿或下降沿指示出数据的位数。时钟单元还 为芯片提供了工作主时钟。
从而图2所示4X4矩阵实现了左、右声道共8路的切换传输，与图1所示 4X4矩阵左、右声道共4路的切换相比， 一对模拟立体声音频只需占用一个切换 通道，减少了一半的切换点资源。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范 围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都 应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种单通路实现双声道模拟音频切换传输的矩阵，包括将输入的左/右声道模拟音频信号模数转换为数字音频信号的A/D单元、矩阵切换单元，以及将数字音频信号数模转换成左/右声道模拟音频信号输出的D/A单元；还包括时钟单元，用于为所述A/D单元、D/A单元提供采样时钟、串行移位时钟以及工作主时钟信号；其中，所述采样时钟用于区分左/右声道的数据；所述串行移位时钟用于确认数据传输的数位；所述工作主时钟用作所述A/D单元、D/A单元芯片的工作时钟；每一所述A/D单元将相匹配的左/右声道模拟音频信号转换成数字信号通过一个通路送至所述矩阵切换单元；每一所述D/A单元通过一个通路接收来自所述矩阵切换单元的数字信号D/A单元，并将其转换成相匹配的左/右声道模拟音频信号输出。
2、 根据权利要求l所述单通路实现双声道模拟音频切换传输的矩阵，其特 征在于，所述A/D单元选用PCM1803或CS5341芯片，所述D/A单元选用PCM1754 或CS4350芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种单通路实现双声道模拟音频切换传输的矩阵，包括A/D单元、矩阵切换单元、D/A单元，以及时钟单元。时钟单元用于为A/D单元、D/A单元提供采样时钟、串行移位时钟以及工作主时钟信号。每一A/D单元将相匹配的左/右声道模拟音频信号转换成数字信号通过一个通路送至矩阵切换单元；每一D/A单元通过一个通路接收来自矩阵切换单元的数字信号D/A单元，并将其转换成相匹配的左/右声道模拟音频信号输出。本实用新型的矩阵，一对模拟立体声音频只需占用一个切换通道，减少了一半的切换点资源。因此耗用同样资源的矩阵能够实现更多音频信号的传输，进而达到节约成本、保持良好兼容性的目的。
文档编号H04S7/00GK201178493SQ200820012218
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月18日 优先权日2008年4月18日
发明者曹智博, 鹏 程 申请人:大连捷成实业发展有限公司