一种移动声卡的手机、系统及实现方法与流程

本发明涉及电子设备领域，尤其涉及的是一种移动声卡的手机、系统及实现方法。

背景技术：

现今，手机等便携式移动终端使用普及率越来越高，移动终端中的消费电子产品所附带的功能广泛地覆盖生活的方方面面，而多媒体功能是消费电子设备用户使用最多的应用，提升消费电子设备中多媒体功能的效果是每个厂家需考虑的问题。

音视频是一个系统设计，提高音频测试各种指标是后端设计非常复杂的系统工程，目前，很多厂家只限于在自己本产品的基础上使用更好的器件，花费更高成本的配件进行提高听赏感受、改善音质。

现有技术中对音视频的效果的改良的成本过高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种移动声卡的手机、系统及实现方法，通过对手机硬件设计扩展高保真音乐输出的手机，解决了现有技术中对音视频效果进行改良的成本过高的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种移动声卡的手机，其中，包括：USB OTG设备、USB解包单元、手机应用处理器、选择器、高保真无损DAC及耳机运放；

所述USB OTG设备连接USB解包单元、手机应用处理器；所述USB解包单元、手机应用处理器分别连接选择器；所述选择器、高保真无损DAC、耳机运放依次连接；

当检测到有设备连接时，所述USB OTG设备对手机进行主从设备的识别；应用处理器根据识别结果调用不同的设备类别ID号并进行对应的操作：当手机为主设备时，手机应用处理器获取相应的ID值并匹配相应的功能操作；当手机为从设备时，手机应用处理器将连接配置切换为USB解包单元与高保真无损DAC连接，将USB解包单元解包后的数字信号输入到高保真无损DAC中转换为模拟信号，并将模拟信号输入到耳机运放中进行功率放大，并输入到耳机扬声器中进行播放。

所述移动声卡的手机，其中，所述系统还包括：第一DC-DC电路、第二DC-DC电路；

所述第一DC-DC电路与高保真无损DAC连接，用于对输入到高保真无损DAC的电压进行降压处理；

所述第二DC-DC电路与耳机运放连接，用于对输入到耳机运放的电压进行降压处理。

所述移动声卡的手机，其中，所述USB OTG设备对手机主从设备的识别：当检测到设备的ID引脚接地时，则设备为主设备；当检测到设备的ID引脚为浮空时，则设备为从设备。

所述移动声卡的手机，其中，所述USB解包单元用于去掉USB协议相关协议信息，还原为传递过来的纯PCM及DSD数据。

所述移动声卡的手机，其中，所述设备类别ID号定义了设备的接口描述符。

所述移动声卡的手机，其中，若一个设备类别为整个设备，则将设备类别ID号保存在接口描述符的设备类值域；若一个设备类别为设备的一个接口，则将设备类别ID号保存在接口描述符的接口类值域。

一种移动声卡的系统，其中，包括：播音设备、如权利要求1-6所述的移动声卡的手机；所述播音设备通过USB线与移动声卡的手机进行连接。

一种移动声卡的手机的实现方法，其中， 包括：

步骤A、当检测到有设备连接时，所述USBOTG设备对手机进行主从设备的识别；

步骤B、应用处理器根据识别结果调用不同的设备类别ID号并进行对应的操作。

所述的移动声卡的手机的实现方法，其中， 所述步骤B具体包括：

B11、当手机为主设备时，手机应用处理器获取相应的ID值并匹配相应的功能操作；

B12、当手机为从设备时，手机应用处理器将连接配置切换为USB解包单元与高保真无损DAC连接，将输入的数字音频信号进行解码、功率放大后进行播放。

所述的移动声卡的手机的实现方法，其中， 所述步骤B12具体包括：

B121、将USB解包单元解包后的数字信号输入到高保真无损DAC中转换为模拟信号；

B122、将模拟信号输入到耳机运放中进行功率放大；

B123、将通过耳机运放输出的模拟信号输入到耳机扬声器中进行播放。

本发明提供了一种移动声卡的手机、系统及实现方法，选用无损的高保真DAC器件以及高品质的耳放或预防放置在多媒体终端设备中，相当于外置高保真的USB声卡，手机的便携性有很大优势；通过对手机硬件设计扩展高保真音乐输出的手机作用，从而实现通过耳机的处理模块相对于原播音设备提升音乐品质以及可选择不同风格高保真无损音质。

附图说明

图1是本发明的移动声卡的手机的结构框图。

图2是本发明的常用设备类别与ID号的对应关系图。

图3是本发明的移动声卡的系统的结构框图。

图4是本发明的移动声卡的手机的实现方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明通过对手机硬件设计扩展高保真音乐输入的手机作用，将音频输出信号通过USB接口送至手机内部，通过手机内部高保真模块进行处理并输出播放，实现对音乐品质的提升。

如图1所示，为本发明中对手机硬件进行改进设计的移动声卡的手机的结构框图，所述手机20包括：USB OTG设备201、USB解包单元202、手机应用处理器203、选择器204、高保真无损DAC205及耳机运放206；

所述USB OTG设备201连接USB解包单元202、手机应用处理器203。USB OTG设备201为两用OTG，允许设备既可以作为主设备，也可以作为从设备，在OTG标准中，可用电缆的连接方式来确定设备为主设备还是从设备。OTG(On-The-Go)，OTG技术是在没有主机的情况下，实现设备间的数据传送。当USB OTG设备201检测到设备的ID引脚接地时，则设备为主设备；当USB OTG设备201检测到设备的ID引脚浮空时，则设备为从设备。USB OTG设备201在完全兼容USB2.0标准的基础上，增加了电源管理功能，且可提供一定的主设备检测能力，支持主设备的通令协议和对话请求协议。本发明中USB OTG设备201用于对手机20进行主从设备的识别。

USB解包单元202、手机应用处理器203分别连接选择器204，选择器204、高保真无损DAC205、耳机运放206依次连接。选择器204进行模块间连接关系的切换选择：当设备类别ID号为主设备的ID号时，将高保真无损DAC205与手机应用处理器203进行连接；当设备类别ID号为从设备的ID号时，将高保真无损DAC205与USB解包单元202进行连接。选择器204的切换操作是根据手机应用处理器203进行控制的。手机应用处理器203根据识别结果调用不同的设备类别ID号并进行对应的操作：当手机为主设备时，获取相应的ID值并匹配相应的功能操作；当手机为从设备时，将USB解包单元202解包后的数字信号输入到高保真无损DAC205中转换为模拟信号，并将模拟信号输入到耳机运放206中进行功率放大，并输入到耳机扬声器30中进行播放。DAC（Digital to analog converter）是数字模拟转换器，将一种数字信号转换为模拟信号的设备。

依附在总线上的设备可以是需要特定的驱动程序的完全定制的设备，也可能属于某个设备类别。设备类别定义了对应设备的接口描述符，设备类别有USB设计论坛设备工作组决定，并分配ID号。一般操作系统为支持设备的运作提供通用驱动程序，即是一个驱动程序可用于所有此种设备类别的设备。

设备类别ID号保存的地址并不相同。若一个设备类型为整个设备，则将设备类别ID号保存在接口描述符的设备类值域；若一个设备类型为设备的一个接口，则将设备类别ID号保存在接口描述符的接口类值域。它们都占用一个字节，最多有253种设备类别。每种设备类别可选支持子类别和协议子定义，用于设备类型的不断修订。

如图2所示，为常用设备类别与ID号的对应关系图。一种设备类别可以对应多种设备，例如设备类别为大容量访问设备，其对应的ID号为0x08，而对应的设备可为U盘、移动硬盘、存储卡读卡器或数码相机。ID号为0x00表示无设备，当接口描述符的设备类值域保存设备类别ID号为0x00时，操作系统会进一步检查每个接口的接口类值的ID号以确定其设备类别。

传输到耳机的音频数字信号是以USB为载体的，主从设备是通过USB接口进行连接的，只有按照USB协议将音频数字信号进行加密成数据包后才能顺利从主设备发送到从设备。音频数字信号输入到从设备端后需将加密的数据包进行解密，去掉之前在主设备加密的与USB协议相关的数据还原成传递过来的纯PCM及DSD数据，该功能通过USB解包单元202实现，该USB解包单元202支持PCM及DSD数据全采样率解包。另外，USB解包单元202直接支持USB2.0标准的USB接口，并且支持两个I2S接口进出，保证了数据高速传输不损失。PCM(Pulse Code Modulation)是脉冲编码调制，DSD(Direct Stream Digital)是直接比特流数字编码。

当设备类别ID号为从设备的ID号时，将高保真无损DAC205与USB解包单元202进行连接。高保真无损DAC205将纯PCM数据通过高精度数字转换器，从数字信号转换成模拟信号，可以最大程度上将数字音频数字信号无损还原成编码前的模拟信号输入到后端耳机运放中。优选的，采样率最高可达384kbps，采样位数为24bit的精度。目前，高保真无损DAC205支持最高采样位数为32bit及以下的数据，最大限度的支持目前能够解码的音频数据。在性能上，高保真无损DAC205的动态范围达到127dB，总失真可以达到-120dB。通过高保真无损DAC205后需将模拟信号输入到耳机运放206中进行放大，将耳机运放206相应的参数进行匹配，目前耳机运放206的信噪比为122dB、动态范围为-117dB，在2V额定电压下可支持600的高阻抗耳机，进一步保证了音频的质量。

所述系统还包括：第一DC-DC电路、第二DC-DC电路；所述第一DC-DC电路与高保真无损DAC连接，用于对输入到高保真无损DAC205的电压进行降压处理；所述第二DC-DC电路与耳机运放206连接，用于对输入到耳机运放的电压进行降压处理。由于USB提供5V的电压输出，为了配合各个模块进行正常工作，需通过DC-DC电路进行降压。比如高保真无损DAC正常工作的电压为3.3V，则需通过第一DC-DC电路将5V电压转为3.3V电压。比如耳机运放正常工作的电压为1.8V，则需通过第二DC-DC电路将高保真无损DAC输出的3.3V电压转为1.8V电压。DC-DC是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置。

基于上述移动声卡的手机，本发明还提供了一种移动声卡的系统，如图3所示，所述系统包括：播音设备10、上述移动声卡的手机20及耳机扬声器30；播音设备10通过USB线与移动声卡的手机20进行连接，耳机扬声器30通过移动声卡的手机20上的耳机插口进行连接。播音设备10一般为CD/DVD等消费电子播音设备，该播音设备10将纯数字信号经过音效等处理后的原始PCM音频数据发送给手机，手机接收该信号并经过解码、功率放大等操作后输入到耳机扬声器进行播放。

基于上述移动声卡的手机，如图4所示，本发明还提供了一种移动声卡的手机的实现方法的流程图，所述步骤具体包括：

当检测到有设备连接时，所述USB OTG设备201对手机进行主从设备的识别；具体的通过USB OTG设备201进行主从设备的识别的方法如上所述。

手机应用处理器203根据识别结果调用不同的设备类别ID号并进行对应的操作。本发明根据手机识别结果，即是手机为主设备还是从设备，进行不同的操作。当手机为主设备时，手机应用处理器203获取相应的ID值并匹配相应的功能操作；当手机为从设备时，手机应用处理器203将连接配置切换为USB解包单元202与高保真无损DAC205连接，将输入的数字音频信号进行解码、功率放大后进行播放。

当手机为从设备时，将读取的ID号写入手机应用处理器203，按照USB协议主动发送ID号给播音设备10，此时的播音设备10与手机进行握手操作并读取设备ID号。本发明中手机当作从设备的音效设备来使用，对照常用设备类别与ID号的对应表，可获取设备ID号为0x01。当读取手机的设备ID号同时，将高保真无损DAC205与手机应用处理器203连接配置切换为USB解包单元202与高保真无损DAC205连接配置。此时，切换了手机的通路，音乐信号通过管理切换至USB通路来实现将手机当作声卡来使用的目的。

当切换为USB解包单元202与高保真无损DAC205连接配置后，将USB解包单元202解包后的数字信号输入到高保真无损DAC205中转换为模拟信号；将模拟信号输入到耳机运放中进行功率放大；将通过耳机运放输出的模拟信号输入到耳机扬声器中进行播放。

综上所述，本发明提供了一种移动声卡的手机、系统及实现方法，选用无损的高保真DAC器件以及高品质的耳放或预防放置在多媒体终端设备中，相当于外置高保真的USB声卡，手机的便携性有很大优势；通过对手机硬件设计扩展高保真音乐输出的手机作用，从而实现通过耳机的处理模块相对于原播音设备提升音乐品质以及可选择不同风格高保真无损音质。当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件（如处理器，控制器等）来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。