具有数字级和模拟级的音频开关的制作方法

专利名称：具有数字级和模拟级的音频开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种执行音频信号切换的音频开关。本发明还涉及一种执行音频信号
切换的方法。本发明还描述了一种电子装置。
背景技术：
电信学、消费电子学和半导体技术领域的进步引起了对能执行多于一个功能的紧 凑型和多功能消费者装置的研发。例如，紧凑型MP3播放器还可以接收无线广播，个人数字 助理(PDA)还可以接入互联网，而移动电话还可以用来在外部扬声器上播发音乐。这种发 展趋势面向具有很高附加娱乐价值的这类有用装置。 随着设计和制造方面的发展使得诸如扬声器、照相机、用户接口等元件的小型化， 上述类型的消费者电子装置也变得越来越紧凑。集成电路设计的进步允许在极小的硅面积 上实现许多信号处理功能。已知的用于测试和检验的技术允许在投产之前检验这类复杂的 数字电路。尽管数字元件能够非常成功地实现小型化，但是对于模拟元件来说未必是这种 情况，模拟元件就其本质来说需要更大的体积。而且，模拟元件的测试和检验也耗费很大成 本。模拟电路的另一大劣势在于其不利的功耗，尤其是在电池供电的装置中。因此，对于输 出音频信号的任何紧凑型现代消费者电子装置来说，希望使得所包含的模拟电路的数量最 小化。在美国专利2004/0178941A1给出的技术工艺方法的一种情况中，通过根据组合规则 将数字信号对组合或编码来使数字输入的数量最小化，从而需要较少的模拟连接。虽然减 小了数字输入的数量，但是这种技术需要更多的分析开销和额外的时钟信号。而且，编码和 解码步骤将向数据通路中引入额外的延迟。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种针对多个输入和输出执行音频切换的经济并且 简单的方法，尤其针对上述应用。 为此，本发明提供了一种执行音频信号切换的音频开关，该音频开关包括多个输 入端口，用于获得数字化的音频输入信号；多个音频输出端口，用于输出模拟音频输出信 号；以及第一数字矩阵级，用于根据指定配置把从一个或多个输入端口得到的数字级输入 切换到多个数字级输出端口中的任意一个，从而产生多个数字级输出信号。该音频开关还 包括多个数模转换器，连接到第一数字矩阵级的数字级输出端口 ，用于对多个数字级输出 信号执行数模转换，从而获得多个模拟音频信号；以及第二模拟级，用于根据指定配置把多 个模拟音频信号切换到一个或多个模拟音频输出端口。 数字化的音频输入信号可以包括例如MP3音乐、数字化的电话铃音、数字化的电 话语音输入等，或者能在消费者电子装置中产生的任何其他数字化的音频信号。所述音频 输出端口可以包括用于连接到扬声器(诸如集成在装置中的立体声扬声器或例如用于免 提情况下使用的立体声头戴式耳机)的端口。 根据本发明的方法的一个明显优势在于，通过在数字级和模拟级上分配音频开
4关，与完全模拟的方案相比而言，对制作完成的音频开关运行的验证测试较少。而且，由于 与现有技术的音频开关相比，根据本发明的音频开关的模拟级中具有较少的模拟通路，基 于开篇中提到的原因，因此能够获得更好的产出率。此外，不同于开篇中提到的现有技术 中提出的方法，在用于编码或解码的音频通路中不存在任何附加延迟的情况下接通音频信 号。通过减小模拟开关需要实现的功能数量，能够在结合了这种音频开关的装置的功耗方 面实现有利的降低。此外，由于数字级可以很紧凑地在硬件中实现，所以使用根据本发明的 音频开关可以获得进一步的小型化。而且，对使用诸如组合门电路和多路复用器的半导体 逻辑结构单元的数字矩阵级的实现允许数字矩阵级的相对简单的配置，如本领域技术人员 能理解的那样。因为根据本发明的音频开关不完全是数字的也不完全是模拟的，而是两者 的混合，所以这种音频开关在下文也被称为"混合音频开关"或简称为"混合开关"。
—种执行音频信号切换的适当方法，其包括步骤获得多个数字化的音频输入信 号；并且根据指定配置把第一数字矩阵级中从一个或多个数字化的音频输入信号得到的数 字级输入切换到多个数字级输出端口中的任意一个，从而产生多个数字级输出信号。这里， 术语"从...得到"仅表示该数字级输入可以是未改变的数字化的音频输入信号(例如来 自存储器的MP3输入流)或者多于一个的数字化的音频输入信号的组合(例如与MP3输入 流混合的铃音)。随后对多个数字级输出信号执行数模转换从而获得多个模拟音频信号； 并且根据指定配置把第二模拟级中的多个模拟音频信号切换到一个或多个模拟输出端口。
从属权利要求和随后的描述具体披露了本发明的有利实施例和特征。
混合开关的输入可以来自音频输入"声道"。音频"声道"可以包括单个单声道信 号，例如在电话会话期间接收到的语音信号。音频声道还可以包括用于立体声音频声道的 信号对，"左声道"信号和"右声道"信号，例如来自音乐源、有声书籍、播客(podcast)等， 使得还包括左声道和右声道的音频输出能够以立体声品质收听。因此，混合开关的数字矩 阵级的输入端口可以包括数字化的单声道信号或者一对或多对数字化的"左声道"和"右声 道"立体声信号。 在根据本发明的混合开关中，数字矩阵级的每个数字输入可以被切换到任意的数 字输出。可理解地，数字矩阵级可以包括单个大多路复用器来把任意数字输入切换到任意 数字输出。然而，这将会需要较大的物理实现。这种多路复用器的功能可以有利地遍布多 个较小的多路复用器。因此，在本发明的特别优选的实施例中，数字矩阵级优选地包括多个 数字多路复用器开关，每一个可以被实现为以不同的方式执行输入数字信号的切换，从而 可以在数字矩阵级的输出端口获得任意数字输入端口的任意组合。这些多路复用器尤其优 选地以级联方式布置，即，在数据流量方向上连续的多个级。 根据本发明的音频开关优选地包括混合单元，用于混合至少两个数字化的音频输 入声道以提供数字级输入。这种混合单元一般用来将数字化的音频信号相互重叠，例如使 得铃音叠加在MP3流上。以此方式，收听音乐的用户能够在不中断音乐的情况下收到来电 的提示。这样的混合单元可以被实现为第一数字级的一部分，或者可以被实现为分立元件， 其输出连接到第一数字矩阵级的输入。本领域技术人员会了解这种混合级的功能，因此在 此无需具体描述。可理解地，这种混合单元还可以被实现为执行其他信号处理功能。所述 混合单元可能能够计算来自立体声声道的单声道信号，例如其可能计算来自立体声信号的 左声道分量和右声道分量的低音信号。
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如上所述，混合开关可以用于小型便携式消费者电子装置，如播放器或移动电话。 设计需要规定用于这种装置的元件尽可能地小并且尽可能地紧凑，从而该装置本身能够做 得小而轻。第二模拟级以及数模转换器在下文统称为"模拟单元"，该模拟单元包括根据本 发明的混合开关中所需的所有模拟电路。混合开关的数字矩阵级和模拟单元都可以被实现 为半导体电路，使得在本发明的优选实施例中，两个级都被实现为单个单元或实体，即，在 单个半导体晶片或芯片上实现。 如开篇所述，期望诸如移动电话之类的消费者电子装置能够执行除电话之外的其 他功能，例如，其应该能够播放音乐或接收无线广播、浏览互联网等。因此，根据本发明的电 子装置包括多个数字化的音频信号源和多个模拟音频输出或输出端口。数字化的音频信 号可以是例如来自电子装置存储器的MP3音乐文件，或者由电子装置从互联网下载的音频 文件。可选地，所述数字化的音频信号可以从外部获得，例如从诸如以某种方式(例如经由 USB(通用串行总线))连接到所述电子装置的记忆棒之类的MP3音乐源获得。当然，所述数 字化的音频信号还可以是使用所述电子装置实现电话呼叫期间接收到的语音信号。所述模 拟音频输出可以是例如所述电子装置的扬声器，或一个或多个外部扬声器或例如经由所述 电子装置的输出插口连接的头戴式耳机。为了根据指定配置把来自一个或多个数字化音频 信号的音频信号切换到某组模拟音频输出，所述电子装置包括如上所述的音频开关。根据 本发明的电子装置优选地可以是具有音频输入和输出的任意消费者电子装置，如播放器或 通信装置或这些装置的组合，例如具有播放音乐文件能力的移动电话。 根据本发明的电子装置的用户优选地可以选择用于特定情况的某种配置。因此， 在本发明的特别优选的实施例中，根据本发明的音频开关还包括配置信号输入，用于配置 第一数字级和/或第二模拟级，使得某些数字化的音频输入信号被切换到一个或多个专用 音频输出端口 。配置信号使得音频混合开关的数字矩阵级和第二模拟级根据某种预定义配 置来实现。例如，数字矩阵级可以被实现为执行以下功能中的一个或多个把直接输入提供 到输出通路，把输入交换到输出，或者把输入复制到两个输出。换言之，数字矩阵级可以根 据不同配置以不同方式运行。按照类似的方式，可以配置第二模拟级使得单个输入被复制 到多于一个输出，或者多于一个输入被累加到单个输出。第二模拟级还可以实现为允许在 输出对上的差分输出，例如准许一对扬声器被连接为桥接负载。第二模拟级中的这种不同 的可编程连接准许其根据不同配置以不同方式运行。因此，电子装置制造商可以以相对少 的代价就能够配置音频混合开关来为潜在用户提供某些功能。第二模拟级实际上是模拟开 关矩阵，并且有时可以如此称呼。用于该单元的另一术语是"模拟前端"，这是因为它表示把 模拟信号输出到再现装置(如扬声器)之前的末级。 用户所选择或激活的真实配置会根据情况而变化。例如，当用户独自一人时，他可 能会使用耳机来收听其电子装置所接收到的无线广播或者存储在电子装置上的音乐。如果 电子装置是通信装置(如移动电话)，并且正在接收来电，那么用户可能更愿意在呼叫期间 语音信号取代音乐。在不同的情况下，例如，当用户与一群人在一起时，可以使用电子装置 经由外部扬声器来播放音乐，从而使得每个人都能欣赏到音乐。在来电时，用户可能更希望 经由头戴式耳机接听电话，从而这群人中的其他人能继续收听音乐，同时该用户能处理电 话会话。使用不同的配置，来自呼入电话的语音信号可以选择到外部扬声器的路径，使得其 他收听者也能听到呼叫者所说的话。可选地，在使用该装置来在收听者之间共享音乐的情况下，配置能使得来电呼叫选择到头戴式耳机的路径，从而该装置的用户能听到呼叫者而 听不到音乐，同时其他收听者继续收听音乐而听不到呼叫者。显然，这些配置可以被事先存 储为"偏好设定"，例如在配置步骤中事先存储，以使当出现上述一种情况时，该装置自动执 行音频切换，而无需额外动作。可选地，可以在"运行中"改变该配置，允许用户选择最适合 当前情况的配置。从用户角度来看，这种使用的多样性和简易性使得包括如混合开关的电 子装置尤其具有吸引力。 根据本发明的电子装置优选地包括如通常类型的用户接口，具有显示器、键盘、软 键盘和其他类型的按钮或操纵杆，允许用户指定音频配置。所述电子装置的软件可以为用 户提供其可以选择的许多预定配置。这些配置可以被图示为选项(例如在所述电子装置的 显示器中)，并且用户可以选择一个优选配置。例如，当在连接至所述电子装置的外部扬声 器上播放音乐时，他可以选择来电呼叫总是选择到头戴式耳机的路径。接着，所述电子装置 的配置信号生成单元能够根据用户所做选择来生成配置信号。根据所述电子装置的实现， 用户自己也可以使用所述电子装置的输入形式来定义特定的音频配置。 上述方法的步骤可以通过适当的数字硬件和软件模块来实现。用于把配置应用于 数字矩阵级以及模拟级的软件模块可以运行在微处理器上。包含诸如软件模块的计算机程 序产品可以直接地载入可编程装置(如处理器)的存储器中，以用于根据本发明的电子装 置中或者包括根据本发明的音频混合开关的任何其他装置中。 从结合附图考虑的以下具体描述来看，本发明的其他目的和特征将会变得明显。 然而，应当理解，绘制附图仅仅是为了说明的目的并并非是对本发明的限制。


图1示出了根据现有技术已知的音频开关的框图； 图2示出了根据本发明第一实施例的混合音频开关的框图； 图3a是示出了根据第一音频配置在图2的混合音频开关中的多个声道的切换连 接的框图； 图3b是示出了根据第二音频配置在图2的混合音频开关中的多个声道的切换连 接的框图； 图3c是示出了根据第三音频配置在图2的混合音频开关中的多个声道的切换连 接的框图； 图3d是示出了根据第四音频配置在图2的混合音频开关中的多个声道的切换连 接的框图； 图4示出了根据本发明第二实施例的混合音频开关的框图； 图5a示出了根据本发明的实施例的通信装置的示意图； 图5b示意性地示出了图5a的通信装置中根据本发明的混合开关的内含体。
具体实施例方式
在附图中，所有相同标号代表相同对象。附图中所示的对象不必按比例绘制。在附 图中，假定包含所述混合开关的电子装置是通信装置(如移动电话)，在任何情况下这并非 对本发明的限制。通信装置用作一个示例，这是因为所述混合开关用于具有从制造商和用户角度来看必须以简单直观的方式来配置的相对多的音频输入和输出的这种装置最有利。
图1示出了根据现有技术方案已知的音频开关100的框图。该音频开关IOO包括 多个输入端口 10、11、12、13，用于从一对立体声输入声道接收输入信号CH1L、 CH1R、 CH2L、 CH2R，以及数模转换器31、32，每个输入声道使用一个。数模转换器31、32输出的模拟音频 信号33、34、35、36在模拟开关矩阵101中被选择连接或切换到期望的音频输出端口 301、 302、303、304、305、306、307，从而分别作为模拟音频输出信号HFR1、 HFR2、 HFR3、 HFR4、 RCV、 EAR1、EAR2输出，进而适当连接到扬声器50、51、扬声器/听筒52或头戴式耳机53。这里， 所用符号表示标准惯用縮写，其中"HFR"表示"免提"，"RCV"表示"听筒"，"EAR"表示"耳 机"。然而，本发明绝非限制于在这种装配中使用。为了能够确定任意模拟信号33、34、35、 36到任意期望的输出端口 301、302、303、304、305、306、307的路径，模拟开关矩阵101必须 被实现为包括所有必要的单元连接(unitary co皿ection)。单元连接是输入和输出之间的 专用连接或硬件接线连接。可用配置越多，需要越多的单元连接。因为大量的所需连接，现 有技术的这种音频开关一般制造和检验花费很高。在所示的实现中，需要大量单元连接以 能够把输入信号CH1L、 CH1R、 CH2L、 CH2R切换到七个输出端口 301、302、303、304、305、306、 307中的任意一个。显然，对于包含多于在此示出的仅仅四个输入端口的完全模拟实现来 说，会需要数量更多的单元连接。而且，所需的大量硅面积意味着这种开关体积大，不适于 在现代小型化装置中使用。 图2示出了根据本发明实施例的混合音频开关1。这里，所述混合开关1包括第一 数字矩阵级2和具有多个音频输出端口 301、302、303、304、305、306、307的第二模拟级3，用 于输出模拟音频输出信号HFR1、 HFR2、 HFR3、 HFR4、 RCV、 EAR1、 EAR2。如本领域技术人员所 公知，所述混合开关的实际音频输出信号HFR1、 HFR2、 HFR3、 HFR4、 RCV、 EAR1、 EAR2在经过 扬声器输出声音之前一般需要缓存或放大。为了清楚起见，在附图中没有示出必需的放大 器。输入信号CH1L、CH1R、CH2L、CH2R在输入端口 10、11、12、13进入音频开关1。使用常用 符号命名输入信号CH1L、CH1R、CH2L、CH2R，这是因为这些通常是立体声音频声道。通常，在 应用中的立体声信号与这些输入信号一样的情况下，哪个信号选择到"左声道"或"右声道" 的音频输出可以是任意的，这是由于这些信号中产生的立体声收听效果是不同的。尽管仅 示出了两个立体声输入声道，但是显然本发明并不限于两个输入声道，并且所述混合开关l 可以实现为处理更多或更少数量的输入。同样音频输出的数量也可以更多或更少，在该示 例实施例中音频输出数量为7。清楚的是，所述混合开关1可以实现为具有更多或更少的音 频输出。 在音频混合开关1的该实施例中，第一数字矩阵级2包括三个多路复用器级20、 21、22。按照电路图惯例，该信号流将被理解为从"左声道到右声道"，即，信号在示图左侧 "进入"并且在右侧"出去"。这种惯例允许在数字级20、21、22中用虚线绘制，而不需要通常 表示信号方向流的箭头。两个第一级20、21每一个都具有两个信号输入和两个信号输出。 信号输入中的任意一个可以切换到信号输出中的任意一个，如虚线所示。以下数字多路复 用器级22具有稍微不同的功能。该级22具有两个声道输入，S卩，该模块22的每个输入实
际上是一个具有"左声道"和"右声道"信号分量的声道。每个声道输入被切换到该模块22 的声道输出中的任意一个。而且，该模块22中的虚线表示每个输入可以获得的到输出的路 线。该模块22的输入和输出处的实线框强调整个声道被切换而不仅仅是信号被切换的事
8实。模块22的输出在输出端口 23、24、25、26处离开第一数字矩阵级2，分别作为数字级输 出信号DS1L、DS1R、DS2L、DS2R，并且进入随后的模拟单元30。第一数字矩阵级2的输出端 口 23、24、25、26的实现取决于第一数字矩阵级2是实现为单机实体还是如在该示例中实现 为在混合开关1中与模拟单元2集成。 所述模拟单元30包括一对数模转换器31、32和第二模拟级3。如图所示，数字级 输出信号DS1L、 DS1R、 DS2L、 DS2R选择到数模转换器对31、32的输入的路径。每个数模转 换器31、32都可以处理两个输入信号，从而在该实施例中，最多可以获得四个模拟音频信 号33、34、35、36。从数字信号DS1L获得模拟信号33，从数字信号DS1R获得模拟信号24， 以此类推。这些模拟音频信号33、34、35、36被选择到第二模拟级3或模拟切换矩阵3的路 径。实现第二模拟级3，使得模拟音频信号33、34、35、36中的每一个可以选择到一个或多个 输出端口 301、302、303、304、305、306、307的路径，并且由此产生相应的模拟音频输出信号 HFR1、 HFR2、 HFR3、 HFR4、 RCV、 EAR1、 EAR2。由于数字矩阵级2处理大部分切换功能，所以第 二模拟级3仅需要提供少量的单元连接。以图示为例，与完全模拟切换方案相比，单元连接 数量减小了 30%，如模块3中的虚线所示。与图1的模拟前端101的对比表明了所需单元 连接数量的明显减小。当前配置(即选择通过数字矩阵级2和第二模拟级3的路径的激活 信号)由配置信号生成单元4所指定，其将配置信号40提供给数字矩阵级2，而把另一配置 信号41提供给第二模拟级3。 以下的图3a至图3d示出了如何能够使用音频混合开关1针对不同配置来确定数 字输入音频信号到模拟音频输出的路径。这些示图仅示出了许多可能的配置中的一些。显 然，通过第一数字矩阵级2和第二模拟级3的适当设计能够获得任意数量的可能配置。尽 管在图中没有示出，但是假定并入了音频混合开关l的装置是移动电话。在图中没有示出 装置的使用者以及任何其他收听者。图中示出的声学组件(扬声器50、51，扬声器/听筒 52，头戴式耳机53)可以结合到该装置中或者从外部与该装置相结合，如清楚绘制的那样。 每个示图都示出了不同的配置，如上所述，根据当前情况，针对用户随后选择或自动激活， 制造商可以预先确定这些配置。在每种情况下，如图2所示的配置信号生成单元指定当前 的激活配置。实线表示每种配置中音频信号行进的通路。 图3a示出了第一音频配置。所述数字矩阵级2被配置成使来自单个音频源9 (例 如包括MP3音乐文件专辑的存储器)的数字化的输入信号CH1L、CH2R选择到两个数模转换 器31、32的路径。第二模拟级3被配置成将数模转换器31、32的输出33、34、35、36传送到 输出301、302、303、304，从而为一对立体声扬声器50、51产生扬声器信号HFR1、HFR2、HFR3、 HFR4，并且传送到输出306、307以产生头戴式耳机信号EAR1、 EAR2。这种配置允许来自单 个音频源9的音频文件在多于一个输出(即，立体声扬声器50、51和头戴式耳机53)播放。 以此方式，用户能通过头戴式耳机53的耳机收听音乐，并且音乐也可以通过双声道扬声器 50、51输出使得其他收听者也可以欣赏到音乐。 图3b示出了类似的配置。这里，当移动电话在立体声回放应用中使用其两个嵌 入式扬声器时，连接音频输出端口 301、302、303、304使得相关的模拟音频输出信号HFR1、 HFR2、HFR3、HFR4选择到免提装置的扬声器50、51的路径。在该示例中，免提装置的扬声器 50、51被连接成桥接负载从而增加了功率输出并且因此增大了音频输出的音量。另外，该实 施例包括数字矩阵级2之前的混合单元7。数字矩阵级2被配置成使得第一音频声道RT的输入信号CH1L、 CH1R选择到第二数模转换器32的路径(并且因此选择到输出306、307的 路径从而产生头戴式耳机53的模拟信号EAR1、 EAR2)，以及第二音频声道CH2的输入信号 CH2L、 CH2R选择到第一数模转换器31的路径(并且因此选择到输出301、302、303、304的 路径从而产生桥接负载的模拟信号HFR1、HFR2、HFR3、HFR4)。然而在该配置中，表示来电的 铃声曲调RT从存储器8获得并且在混合单元7中与音乐CH2混合，并且所得到的混合后的 声道信号CH1L、CH1R被传送到数字矩阵级2。使用该配置，用户可以使用头戴式耳机53听 到叠加在音乐上的铃声曲调，同时任何其他收听者通过扬声器50、51仅听到音乐而不会受 到铃声的打扰。 图3c示出了第三音频配置，表明第二模拟级的累加能力。这里，用户通过听筒52 在移动电话上进行通话。呼入语音作为单声道信号CH2L被接收。使用图示的配置，语音信 号CH2L也可以选择到免提支架的输出扬声器50、51 (连接作为桥接负载)的路径，使得其 他收听者也可以听到用户的通话对方所说的话。 在该配置中，数字矩阵级2将声道输入CH2L复制从而产生"左声道"信号210和 "右声道"信号211，并且这些信号再由数字矩阵级2的声道切换级22切换到模拟单元30的 两个数模转换器31、32。第一数模转换器31的输出选择到输出301、302、303、304的路径从 而产生免提扬声器50、51的模拟信号HFR1、 HFR2、 HFR3、 HFR4。第二数模转换器32的输出 被累加至输出305从而产生听筒52的模拟信号RCV。 在图3d所示的第四音频配置中，进一步利用了具有混合开关的装置的音乐再现 能力。在该配置中，使用源自存储器9的立体声信号的左声道分量和右声道分量CH2L、CH2R 来在低音计算单元7中计算附加的低音信号CH1L。数字矩阵级2为所述左声道分量和右声 道分量CH2L、CH2R选择到第一数模转换器31的路径。数模转换器31的输出再被传送到输 出301、302从而产生模拟输出信号HFR1、 HFR2，所述模拟输出信号HFR1、 HFR2经由外部缓 冲器55连接到连接成桥接负载的一对立体声扬声器50、51。附加扬声器54通过模拟输出 信号HFR3、 HFR4连接到第二模拟级3的输出303、304。该扬声器54被馈送第二数模转换 器32的输出，S卩，计算出来的低音信号。使用该配置，可以使用小型装置进行相对强大的音 频再现。 图4示出了图2中说明的混合开关1的进一步开发成果1'。这里，输入声道在集 成片内声音(IIS)模块43、44中经过处理并且被传送到混合开关1。数字矩阵级2'的第 一切换级29之后是滤波器模块27，用于对第一级29切换的IIS串行总线信号执行比特流 校验和滤波。以此方式，确保切换信号更好的品质。第一级29还可以使得输入回送(loop back)以用于测试。而且，该滤波器模块27的功能允许执行一个或多个输入信号的回送， 以允许进行数字矩阵级2'的大规模的测试。所述滤波器模块27的输出被传送到声道开关 22'，其功能类似于图2和图3a至图3d所示的混合开关2的第二切换级22的功能。附加 的模数模块28可以把例如到模拟级3的一个输出的模拟信号回送通过数字矩阵级2'的声 道切换级22'。在产品检验过程中，这对于通信装置的制造商来说是有用的。
图5a示出了根据本发明的通信装置5。所示装置5是具有常用用户接口的移动电 话5，该用户接口包括作为输入形式的键盘60、导航按钮61和麦克风65。移动电话的输出 形式是显示器62和内置扬声器63。移动电话5还具有输出插孔64，使得装置5可以连接 到各种配件，如头戴式耳机(图中未示出)。这里仅示出最基本的移动电话5，但是很明显还暗含了更复杂的通信装置，如移动数字助理(MDA) ，Blackberry⑧等。 图5b示出了图5a的通信装置的概况，还示意性地示出了本发明的混合开关1 。装 置5包括用于存储MP3音乐文件的存储器9以及用于存储铃声的存储器8。这些存储器提 供了可以输入到如上所述的混合开关的立体声数字音频信号。由天线66示出的移动通信 接口允许连接到互联网，所述互联网还可以被看作是由混合开关1处理的立体声数字信号 源。当然，会话期间接收到的语音输入也为数字化音频信号源。为了清楚起见，示图中未示 出这些信号至混合开关1的连接。使用上述用户接口组件，装置5的用户可以选择期望的 当前配置，例如从显示器上示出的菜单来选择。接着，配置单元4产生用于混合开关1的数 字开关和模拟开关的配置信号40、41。混合开关l的输出端口 301、302、303、304、305、306、 307可以连接到信号总线67，信号总线67进而以通常方式连接到输出插孔64，如本领域技 术人员已知的那样。根据所选的配置，来自所选(多个)源8、9、66的模拟音频信号或接收 到的语音随后经由输出插孔64选择到期望的目标装置(如外部扬声器或头戴式耳机)的 路径。 尽管以优选实施例及其变型的形式披露了本发明，但是应当理解，在不脱离本发 明的范围的情况下可以对本发明作出各种其他的修改和变型。例如，本发明可以用于配置 对于终端用户不可用的装置中。 为了清楚起见，应当理解，贯穿该申请使用的"一"或"一个"并不排除多个，"包含" 并不排除其他步骤或元素。除了另外声明之外，"单元"或"模块"可以包括多个单元或模 块。
权利要求
一种用于执行音频信号切换的音频开关(1，1’)，其包括-多个输入端口(10，11，12，13)，用于获得数字化的音频输入信号(CH1L，CH1R，CH2L，CH2R)；-多个输出端口(301，302，303，304，305，306，307)，用于输出多个模拟音频输出信号(HFR1，HFR2，HFR3，HFR4，RCV，EAR1，EAR2)；-第一数字矩阵级(2，2’)，用于根据指定配置把从一个或多个输入端口(10，11，12，13)得到的数字化的音频输入信号(CH1L，CH1R，CH2L，CH2R)切换到多个数字级输出端口(23，24，25，26)中的任意一个，从而产生多个数字级输出信号(DS1L，DS1R，DS2L，DS2R)；-多个数模转换器(31，32)，连接到第一数字矩阵级(2，2’)的数字级输出端口(23，24，25，26)，用于对多个数字级输出信号(DS1L，DS1R，DS2L，DS2R)执行数模转换，从而获得多个模拟音频信号(33，34，35，36)；以及-第二模拟级(3)，用于根据指定配置把多个模拟音频信号(33，34，35，36)切换到一个或多个模拟音频输出端口(301，302，303，304，305，306，307)。
2. 根据权利要求1所述的音频开关(l，l')，其中第一数字矩阵级(2，2')包括多个数 字多路复用器开关(20， 21， 22， 22， ，29)。
3. 根据权利要求2所述的音频开关(l，l')，其中第一数字矩阵级(2，2')的多个数字 多路复用器开关(20， 21， 22， 22'，29)被级联布置。
4. 根据前述任一权利要求所述的音频开关(l，l')，包括混合单元(7)，用于对至少两 个数字化的音频输入声道(CH2，RT)进行混合以提供用于数字多路复 用器开关(20)的数字 化的音频输入信号(CH1L， CH1R)。
5. 根据前述任一权利要求所述的音频开关(l，l')，包括配置信号输入(40,41)，用于 向第一数字矩阵级(2，2')和/或第二模拟级(3)施加指定配置，从而将指定的数字化的音 频输入信号(CH1L，CH1R，CH2L，CH2R)切换到指定的音频输出端口 (301， 302， 303， 304， 305， 306,307)。
6.根据前述任一权利要求所述的音频开关(i，r )，其中在单个实体中实现第一数字矩阵级(2，2')、多个数模转换器(31， 32)以及第二模拟级(3)。
7. —种电子装置(5)，包括_多个数字化音频输入信号源(8， 9， 66);-多个模拟音频输出端口 (301， 302， 303， 304， 305， 306， 307);以及 -根据权利要求1-5中任一所述的音频开关(l，l')，用于根据指定配置把一个或多个 数字化的音频输入信号切换到一个或多个音频输出端(301， 302， 303， 304， 305， 306， 307)。
8. 根据权利要求7所述的电子装置(5)，包括 -用户接口 (60，61)，允许用户来指定配置；以及 -配置信号生成单元(4)，用于根据指定配置生成配置信号(40,41)。
9. 一种执行音频信号切换的方法，所述方法包括-在多个输入端口 (10， 11， 12， 13)上获得多个数字化的音频输入信号(CH1L， CH1R， CH2L， CH2R);-根据指定配置把第一数字矩阵级(2， 2')中从一个或多个输入端口 (10， 11， 12， 13) 得到的数字化的音频输入信号(CH1L， CH1R， CH2L， CH2R)切换到多个数字级输出端口 (23，`24，25，26)中的任意一个，从而产生多个数字级输出信号(DS1L，DS 1R， DS2L， DS2R);-对多个数字级输出信号(DS1L， DS1R， DS2L， DS2R)执行数模转换，从而获得多个模拟 音频信号(33， 34， 35， 36);以及_根据指定配置把第二模拟级(3)中的多个模拟音频信号(33， 34， 35， 36)切换到一个 或多个模拟音频输出端口 (301 ，302， 303， 304， 305， `306， 307)。
全文摘要
本发明涉及一种用于执行音频信号切换的音频开关(1，1’)，该音频开关(1，1’)包括多个输入端口(10，11，12，13)，用于获得数字化的音频输入信号(CH1L，CH1R，CH2L，CH2R)；多个输出端口(301，302，303，304，305，306，307)，用于输出多个模拟音频输出信号(HFR1，HFR2，HFR3，HFR4，RCV，EAR1，EAR2)；以及第一数字矩阵级(2，2’)，用于根据指定配置把从一个或多个输入端口(10，11，12，13)得到的数字化的音频输入信号(CH1L，CH1R，CH2L，CH2R)切换到多个数字级输出端口(23，24，25，26)中的任意一个，从而产生多个数字级输出信号(DS1L，DS1R，DS2L，DS2R)。该音频开关还包括多个数模转换器(31，32)，连接到第一数字矩阵级(2，2’)的数字级输出端口(23，24，25，26)，用于对多个数字级输出信号(DS1L，DS1R，DS2L，DS2R)执行数模转换，从而获得多个模拟音频信号(33，34，35，36)；以及第二模拟级(3)，用于根据指定配置把多个模拟音频信号(33，34，35，36)切换到一个或多个模拟音频输出端口(301，302，303，304，305，306，307)。本发明还描述了执行音频信号切换的方法以及电子装置(5)。
文档编号H04H60/04GK101790861SQ200880100359
公开日2010年7月28日 申请日期2008年7月21日 优先权日2007年7月26日
发明者克劳迪奥·谢特, 让-克洛德·比尼, 贝特朗·勒姆拉特 申请人:Nxp股份有限公司