本申请涉及音频传输领域,尤其涉及一种音频系统。
背景技术:
在汽车上,音频系统由喇叭、麦克风、声音传感器、声音降噪模块等部件组成,任意一个或多个部件的集合可以看作音频系统中的音频节点。随着对音频节点的需求的提升,例如多麦克风应用于分音区控制、多麦降噪、多通道喇叭应用于立体声、环绕声等,需要布设的音频线的数量不断攀升,在汽车有限的空间里,不断攀升的音频线既增加了整车的重量,又增加了整齐布线的难度。
为了减少音频线的数量,目前常采用汽车音频总线(Automotive Audio Bus,A2B)的布线方案。A2B采用主从线拓扑关系,音频节点之间采用菊花链的连接形式,即两个音频节点之间通过两根非屏蔽的双绞线连接。
基于A2B方案,音频节点的供电方式有两种。一种是节点本地供电,另一种是幻象供电。节点本地供电是指音频节点本身具有供电能力,即需要在音频节点设置电源,但如果使用电池,则续航能力不够,如果从汽车主控取电,则同样会导致音频线的数量过多。幻象供电是指通过双绞线连接的两个音频节点,一个音频节点为另一个音频节点供电,电流和音频信号都通过上述双绞线传输。因为电流和音频信号都通过双绞线传输,所以,音频节点中的音频处理芯片需要承受后续节点的供电电流,因此,供电电流的强度受限(如最大电流为300毫安)。
可见,现有的汽车内的音频节点的取电方式,不能在减少布线数量的情况下,保证较高的续航能力和供电能力。
技术实现要素:
本申请提供了一种音频系统,目的在于解决如何在减少布线数量的情况下,保证较高的续航能力和供电能力的问题。
为了实现上述目的,本申请提供了以下技术方案:
一种音频系统,包括:
音频总线以及多个音频节点;
所述多个音频节点中的音频节点i与音频节点i-1通过所述音频总线连接,其中,i=1、2……N,N为大于1的整数;
所述音频总线中包括信号线和电源线,所述电源线用于所述音频节点i-1 为所述音频节点i供电;所述信号线用于传输音频信号。
可选的,所述信号线包括:
第一信号线和第二信号线,所述第一信号线与所述第二信号线采用双绞方式设置;
所述第一信号线用于传输所述音频信号的正信号,所述第二信号线用于传输所述音频信号的负信号。
可选的,所述信号线采用A2B汽车音频总线,所述电源线与所述信号线分离布置。
可选的,所述音频节点中包括第一总线接口;
所述第一总线接口为即时插拔结构;
所述音频总线上设置第二总线接口,所述第二总线接口为与所述第一总线接口对应的即时插拔结构。
可选的,所述音频节点中包括:
电压转换器;
所述电压转换器用于将从其它音频节点获取的供电电压值转换为所述音频节点适用的电压值。
可选的,所述音频节点包括:
一个音频主节点和多个音频从节点;
音频从节点0使用所述音频总线与所述音频主节点相连,所述音频主节点为所述音频从节点0供电;
音频从节点j-1与音频从节点j通过所述音频总线连接,所述音频从节点 j-1为所述音频从节点j供电,其中,j=2、3……M,M为大于2的整数。
可选的,所述音频节点包括:
电源引脚、第一信号引脚、第二信号引脚和接地引脚;
所述音频节点i与所述音频节点i-1的所述电源引脚通过所述电源线相连;
所述音频节点i与所述音频节点i-1的所述第一信号引脚通过第一信号线相连,所述音频节点i与所述音频节点i-1的所述第二信号引脚通过第二信号线相连,所述信号线包括所述第一信号线和所述第二信号线;
所述音频节点i与所述音频节点i-1的所述接地引脚通过接地线相连,所述音频总线包括所述接地线。
可选的,所述音频主节点的供电上限容量依据所述音频从节点的数量和每个音频从节点的功耗确定。
可选的,所述音频总线中线缆的直径依据所述供电上限容量确定。
可选的,所述音频主节点从所述音频系统的供电电源取电。
本申请所述的音频系统,音频节点i与音频节点i-1通过音频总线连接,音频总线包括信号线和电源线,信号线用于传输音频信号,电源线用于音频节点i-1为音频节点i供电。基于上述供电结构,因为供电与信号传输分离,所以,在一个音频节点为另一个音频节点供电的情况下,音频节点中的音频芯片无需承受供电电流,因此,在减少布线数量的情况下,音频系统具有较高的供电能力和续航能力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种音频系统的结构示意图;
图2为本申请实施例公开的一种音频系统的实例图。
具体实施方式
本申请公开的音频系统,可以为汽车中的音频系统,但汽车仅为应用场景的一个示例,本申请所述的音频系统,还可以应用在适用于音频节点的其它应用场景中。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例公开的一种音频系统,包括:音频总线1以及多个音频节点2。
其中,音频总线1用于连接音频节点x。
本实施例中,将音频节点x中的音频节点i与音频节点i-1通过音频总线 2连接,其中,i=1、2……N,N为大于1的整数。即:音频节点0与音频节点1通过音频总线相连,音频节点1与音频节点2通过音频总线相连,……音频节点N-1与音频节点N通过音频总线相连。
如图1中音频总线1的放大图所示,音频总线1包括信号线11和电源线 12。具体的,信号线11用于传输相连的音频节点之间交互的音频信号,电源线12用于音频节点i-1为音频节点i供电(布线方向上的相邻两个音频节点)。
本实施例中所述的音频信号,遵循现有的音频信号协议,基于该协议,进一步的,信号线11包括第一信号线和第二信号线(图1中未画出)。第一信号线用于传输音频信号的正信号,第二信号线用于传输音频信号的负信号。第一信号线和第二信号线采用双绞线的形式,进一步的,采用无屏蔽双绞线的形式,并且绞距与阻抗要满足现有的音频信号协议的要求。
可选的,音频总线1中还包括:接地线13,用于音频节点i-1与音频节点 i接地。
因为图1所示的音频系统中的音频节点为其它音频节点供电,因此,可以无需从主控为每个音频节点供电,所以,能够减少布线数量。
与现有的A2B方案的区别在于,本实施例中,因为音频总线1包括信号线11和电源线12,将信号传输和供电线路分开设置,而不再使用同样的线路进行信号传输和供电,因此,为下个音频节点供电而产生的供电电流无需通过音频处理芯片,即音频处理芯片仅需承受音频节点本地的电流,而无需承受其它音频节点的供电电流,所以,即使供电电流超过音频处理芯片的承受力,也不会对音频处理芯片造成影响。
并且,因为无需采用本地供电模式,因此,需要在音频节点设置电源,所以,主要一个音频节点从主控获得电能即可,因此能够保证足够的续航能力。综上,本实施例所述的音频系统,在减少布线数量的情况下,具有较高的供电能力和续航能力。
下面以N=3为例,对图1所示的结构进行更为详细的说明。
图2中,音频系统包括3个音频节点,具体的,包括一个音频主节点和两个音频从节点,为了便于区分,以下将两个音频从节点分别称为音频从节点0和音频从节点1。
音频主节点具有四个引脚,分别为:电源引脚、信号正引脚、信号负引脚和接地引脚。
音频从节点0和音频从节点1的引脚数量及类型均与音频主节点相同。
音频从节点0使用音频总线与音频主节点相连,具体的,音频从节点0 的电源引脚通过音频总线中的电源线与音频主节点的电源引脚相连,即音频主节点通过音频总线中的电源线为音频从节点0供电。音频从节点0的信号正引脚通过音频总线中的第一信号线与音频主节点的信号正引脚相连,第一信号线传输正信号。音频从节点0的信号负引脚通过音频总线中的第二信号线与音频主节点的信号负引脚相连,第二信号线传输负信号。音频从节点0 的接地引脚通过音频总线中的接地线与音频主节点的接地引脚相连,接地线使得音频从节点0和音频主节点分别接地。
从上述连接关系可以看出,音频主节点为音频从节点0供电。需要说明的是,音频主节点可以从汽车的主控(即音频系统的供电电源)取电(图2 中未画出)。
音频从节点1与音频从节点0的引脚具体连接关系为:音频从节点1的电源引脚通过音频总线中的电源线与音频从节点0的电源引脚相连,即音频从节点0通过音频总线中的电源线为音频从节点1供电。音频从节点1的信号正引脚通过音频总线中的第一信号线与音频从节点0的信号正引脚相连,第一信号线传输正信号。音频从节点1的信号负引脚通过音频总线中的第二信号线与音频从节点0的信号负引脚相连,第二信号线传输负信号。音频从节点1的接地引脚通过音频总线中的接地线与音频从节点0的接地引脚相连,接地线使得音频从节点1和音频从节点0分别接地。
从上述连接关系可以看出,音频从节点0为音频从节点1供电。
以此类推,在后续需要增加新的音频从节点的情况下,新增的音频从节点从已有的一个音频从节点上取电,新增的音频从节点与向其供电的音频从节点的连接关系,与音频从节点1与音频从节点0的连接关系相同。
需要说明的是,同一个音频节点中相同的引脚,通过内部连线实现直连 (图2中未画出),例如,音频从节点0中的电源引脚与电源引脚直连,因此,两个电源引脚提供的电压相同。
可见,音频主节点从主控取电,音频从节点依次串联,第一个音频从节点从音频主节点取电,并为后一个连接的音频从节点供电,后续音频从节点从前一个连接的音频从节点供电,并为后一个连接的音频从节点供电。
基于上述供电结构,本实施例中,音频主节点的供电上限容量依据音频从节点的数量和每个音频从节点的功耗确定。具体的,音频主节点的供电上限功率大于个音频从节点的功耗之和,实现了供电上限功率的可设计性,不受限于音频信号线限制。音频总线中线缆的直径依据供电上限容量确定。
因为不同音频元件的用电电压不尽相同,因此,音频节点中还可以包括电压转换器,电压转换器一端与电源引脚相连,一端与本地音频元件相连,用于将电源引脚的供电电压值转换为适用于本地音频元件的电压值。具体的,音频主节点中可以包括与电源引脚相连的电压转换器,将从主控的供电电压值(例如16V)转换为自身的音频处理芯片所需的电压值(例如8V)。音频从节点0中的电压转换器将电源引脚的供电电压(例如16V)转换为自身的音频处理芯片所需的电压值(例如5V)。
可选的,为了方便安装以及后续扩展音频从节点,本实施例中,音频节点与总线的接口采用即时插拔结构(图2中未画出)。具体的,音频节点中还包括第一总线接口,第一总线接口为即时插拔结构。音频总线上设置第二总线接口,第二总线结构为与第一总线接口对应的即时插拔结构。举例说明,第一总线接口为USB插孔(或插头,仅借鉴结构,不遵循USB协议)结构,第二总线接口为USB插头(或插孔,仅借鉴结构,不遵循USB协议)结构。或者,第一总线接口为耳机插孔(或插头)结构,第二总线接口为耳机插头 (或插孔)结构。
图2以一个音频主节点和多个音频从节点为例,详细说明了音频系统中的各个元件的具体结构以及供电方式,可以看出,本实施例所述的音频系统,不仅不限数量少、具有较高的供电能力和续航能力,而且,易于安装、便于扩展。
在上述实施例中,音频总线中的信号线与电源线整体制线成为一条,其外形与USB线等相似。然而,在其他的一些实施例中,也可以将所述信号线与电源线分别布置,即电源线与所述信号线分离。在这样的实施例中,所述信号线使用A2B汽车音频总线(当然,也可以不使用,而采用上述实施例中的信号线),电源线则直接为各音频节点供电。
在一应用场景中,汽车内有多个用于声音采集的麦克风,功耗较小,则可以直接由信号线采用幻像供电,而不使用电源线供电,也节省了电压转换的结构设施;所述电源线则主要用于为功耗交大的音频节点供电,例如车内音箱等,当然该电源线也可为功耗小的音频节点供电。应当理解为,具体根据车内音频节点的个数、功耗等设计;本申请提供的技术方案则为设计自由度的提高提供了可实现性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。