专利名称：录制和播放压缩格式声音文件的音响设备的制作方法
技术领域：
本发明首先是一种可进行数字化控制和处理的音响设备，它的主要特点是对声音的录制、存储和播放。此设备对声音进行录制的同时可进行模/数的转换，然后把声音的数字信号经计算可以某种压缩或不压缩的格式存储在某种介质上当然此设备也能读取在某种介质上以某种压缩或不压缩格式存储的数字信号，并把此数字信号经数/模转换作为声音信号播放出来。
由于本发明的核心部分是可以对大量的模拟或数字信号进行压缩或不压缩存储，因此本发明可通过其外围数据接口，作为一种电信号的记录和提取设备，特别是可作为一种计算机的数据存储和驱动设备。
又由于本发明一种可进行数字化控制和处理的音响设备，因此它可以通过其外围设备接口操纵其它设备或被其它设备所操纵。
本发明的录音及播放部分可分别独立实施，并且都可以配备外围设备接口。
本发明的目的于可在很小的介质上可以存放很多音乐作品，因此它节约了大量做介质的材料，提高了信息的利用率，同时节约了人们很多查询时间、提供了大量声音资料的方便携带等。本发明拥有录制声音压缩文件的功能，这样在单位介质上可以录制更多的声音资料，可以大量地减少录制声音时对载声介质的频繁更换。这些在客观上可以提高全社会的声音录、播效率，节约了社会许多人力和物力，提高人民的生活质量。
依据本发明的一个方面，作为一种可进行数字化控制和处理的音响设备，它包括采集声音信号的输入功能；对输入信号进行模/数转换的功能；根据指令决定对采集后转换的数字信号进行压缩还是不压缩切换的功能；对声音数字信号进行某种指定格式的压缩或不压缩运算的功能；把指定格式的压缩或不压缩的声音信号写入某种介质的功能；从某中介质中读取某种压缩格式的声音信号或不压缩的声音信号，然后解压缩或不解压缩出原声音数字信号的功能；对声音数字信号进行数/模转换的功能；音频信号的播放功能。
依据本发明的另一个方面，作为一种电信号的记录和提取设备，它包括通过外围数据接口把外部设备的电信号采集到设备内的功能；判断采集到的信号是模拟的还是数字的信号的功能；对采集到的模拟信号进行模/数转换的功能；对原信号的某些重要特点进行附属编码的功能；对数字信号进行存储的功能；对采集到的电信号数字化形式根据指令进行某种指定格式的压缩或不压缩运算的功能；把指定格式的压缩或不压缩的电信号写入某种介质的功能；从某中介质中读取某种压缩格式的电信号或不压缩的电信号，然后解压缩或不解压缩出原电信号的功能。通过对原信号编码的识别，确定原信号是模拟还是数字信号的功能；对原信号是模拟信号的数字信号进行数/模转换的功能；通过外围数据接口把原电信号输出到外部设备的功能。
依据本发明的再一个方面，作为一种计算机的数据存储和驱动设备，它包括通过外围设备接口实现与计算机进行通讯的功能；对计算机传过来的数据信号进行某种指定格式的压缩或不压缩运算的功能；把指定格式的压缩或不压缩的数据信号写入某种介质的功能；从某中介质中读取某种压缩格式的数据信号或不压缩的数据信号，然后解压缩或不解压缩出原数据信号的功能。
依据本发明的第4个方面，作为一种数字化、智能化的音响设备，它可以通过其外围设备接口操纵其它设备或被其它设备所操纵，它包括音频信号的录入装置；可扩充的外围设备接口装置；与外围设备数据通讯用的高速缓冲存储器；存储控制命令和数据的存储器；执行命令和运用数据的中心处理单元；数字信号和音频模拟信号的相互转换装置；声音信号的播出装置。
下面将以两幅附图
来图解本发明作为一种可进行数字化控制和处理的音响设备的一个实施例，以更好地说明本发明。
为了完成音响设备的录制、存储和播放压缩格式声音文件的功能，以下几个方面是需要的，如附图一所示1、每个方框内为一个功能模块，箭头线表示功能和数据传递的主要方向，并不是绝对方向。2、整个发明的设计电路框图可分为七大部分供电部分、操作控制台部分、中心控制器部分、数码录音部分、数据读写设备部分、数码放音部分及外围数据接口部分(此部分为可选的附属功能)。各部分内容详述如下(1)、供电部分供电部分负责整个音响设备的供电。(2)、操作控制台部分操作控制台部分是用户手工或遥控输入操作命令的地方。
操作控制台部分至少还可以增加存储、显示一部分命令或对部分命令进行连接编辑，以达到执行组合命令的目的的功能。(3)、中央运算控制器部分为了完成本发明所表达的功能，本发明的电路必须有一个控制和协调各个功能模块的中央运算控制器。这个中央运算控制器是一个数字化的控制、处理和计算中心芯片。中央运算控制器在对操作盘和某些接口的控制过程中，接受或捕捉来自这两者的控制信号；同时，根据一些既定的规则，指挥附属的各个功能模块协同完成指定的功能。有一部分国外电子行业常说的“CPU”也能够完成此项功能。(4)、数码录音部分数码录音部分包括前图所示的声/电转换电路、电信号放大电路、模/数转换电路、数据暂存器1、根据指令、选择对读入数据的压缩格式及对数据压缩运算的功能模块(含不压缩数据的方式)、数据暂存器2六个小部分。再分述如下●声/电转换电路这是录音功能的前端电路，它完成声音信号的采集，及把声音信号转换为电信号的功能。●电信号放大电路声音信号最初转换为电信号的时候往往信号较弱及不稳定，因此需要电信号的放大电路。●模/数转换电路足够强度及稳定的声音信号采集进来以后，因为要对它进行数字处理，所以要进行模/数转换，因此需要模/数转换电路。●数据暂存器1为了存储模拟信号转换来的数字信号，及提供下一步进行压缩运算的单位字节数，需要一个数据暂存区域，这就是数据暂存器1●根据指令、选择对读入数据的压缩格式及对数据压缩运算的功能模块(含不压缩数据的方式)根据从中央运算控制器得到的指令，不断地对数据暂存器中的单位字节数的数字信号进行指定格式的压缩或不压缩，直至数据采集结束。数据暂存器1中有不足单位字节数的数字信号时应该有数据采集的结束标志。●数据暂存器2为了让读写设备能够从容地向介质上写数据(例如有时候出错需要重写等)，及和压缩功能模块在速度上的配合等，用数据暂存器2来暂存压缩功能模块传来的数据是必须的。(5)、数据读写设备部分数据读写设备部分和数据暂存器2接口，在中心运算控制器的控制下完成对规定介质的读写。(6)、数码放音部分数码放音部分包括前图所示的数据暂存器2、对读入数据的格式识别及数据解压缩运算功能模块、数据暂存器1、数/模转换电路、电信号放大电路、电/音转换电路六个小部分。再分述如下●数据暂存器2为了让读写设备能够从容地从介质上读数据(例如有时候出错需要重读等)，及和解压缩功能模块在速度上的配合等，用数据暂存器2来暂存读写设备功能模块读出的数据是必要的。●对读入数据的格式识别及数据解压缩运算功能模块每次对读入数据暂存器2的单位字节的数据进行扫描，以确认读入的声音文件的压缩或不压缩格式，从而可以以一定的算法去还原原始的数字声音文件，直至遇到数据读入的结束标志。对于数据暂存器2中不足单位字节数的数字信号应该有数据读入的结束标志。●数据暂存器1
把上个功能模块还原出来的原始数字声音文件，每次以特定的单位字节数存入数据暂存器1，以做下一步的数/模转换电路的输入。●数/模转换电路把原始数字声音信号转换成相应的音频模拟信号。●电信号放大申路把音频模拟信号放大到足够大的强度，以让它能良好地推动后面的电/音转换电路。●电/音转换电路即喇叭或音箱驱动电路。(7)、外围数据接口部分(此部分为可选的附属功能)外围数据接口部分包括数据缓冲器和外围通讯接口两部分。●数据缓冲器为本发明和外围设备通讯的时候，数据得以暂存和缓冲的地方。●外围通讯接口按照一定的协议及规则在中央运算控制器的控制之下，完成本发明和外围设备的通讯，实现设备间的合作与交流。3、本发明的声音压缩文件的录制部分和声音压缩文件的播放部分可分别独立实现，并且各部分都可根据具体实际情况决定是否配备外围数据接口部分。4、以上3条即是本发明的详细设计方案，若再细化，则有损于本发明的外延。5、本发明的电原理图如用集成电路实现，则附图二就是一种示例。●其中各种器件的采用可以不尽相同，可以根据当时器件发展的情况及本新型是侧重于音质还是侧重于便携等因素具体采用。●电路原理图中的粗黑线是把数字电路的数据总线、地址总线及控制总线三总线画到了一起，因为他们一般都对所涉及到的电路起作用。●本发明中有些功能是隐含在电路之中的，例如数字压缩与解压缩功能就包含在电路对运算程序的执行过程之中。●电路原理图中的某些电路模块，现在已完全可以用一个芯片来代替。例如模/数转换电路也可以用一片AD7710或AD7713等代替，中心处理单元更是可以用一片计算速度较高的CPU。●由于供电和接地是必然的和常识性的行为，而且在本新型中也无什么特殊约定，所以在本电路原理图中就省略了供电电路。6、发明与背景技术相比所具有的有益效果，至少在于以下几个方面●从模拟音响设备到数字音响设备是一个进步，而从单纯的数字音响设备到带有运算能力的压缩数字音响设备，则也是一个具有深远影响的进步。因为只有能够对数字信号进行运算和处理，数字音响设备才真正具有存在的意义。●由于采用了压缩存储，因此，可很大程度的方便使用者以很小的空间去存储很多高保真的声音资料。让使用者便于存放、检索和携带。●由于机内拥有数字化的中心处理单元及压缩存储能力因此便于作微机的外设。7、以上描述出本发明的较佳实施例并不应认为有限定作用，本领域的技术人员在不偏离所附权利要求的范围和精神都可以作出其他的修改和改变。
权利要求
1.一种可进行数字化控制和处理的音响设备，它的特征在于包括采集声音信号的输入功能；对输入信号进行模/数转换的功能；根据指令决定对采集后转换的数字信号进行压缩还是不压缩切换的功能；对声音数字信号进行某种指定格式的压缩或不压缩运算的功能；把指定格式的压缩或不压缩的声音信号写入某种介质的功能；从某中介质中读取某种压缩格式的声音信号或不压缩的声音信号，然后解压缩或不解压缩出原声音信号的功能；对声音数字信号进行数/模转换的功能；音频信号的播放功能。
2.一种电信号的记录和提取设备，它的特征在于包括通过外围数据接口把外部设备的电信号采集到设备内的功能；判断采集到的信号是模拟的还是数字的信号的功能；对采集到的模拟信号进行模/数转换的功能；对原信号的某些重要特点进行附属编码的功能；对数字信号进行存储的功能；对采集到的电信号数字化形式根据指令进行某种指定格式的压缩或不压缩运算的功能；把指定格式的压缩或不压缩的电信号写入某种介质的功能；从某中介质中读取某种压缩格式的电信号或不压缩的电信号，然后解压缩或不解压缩出原电信号的功能；通过对原信号编码的识别，确定原信号是模拟还是数字信号的功能；对原信号是模拟信号的数字信号进行数/模转换的功能；通过外围数据接口把原电信号输出到外部设备的功能。
3.一种计算机的数据存储和驱动设备，它的特征在于包括通过外围设备接口实现与计算机进行通讯的功能；对计算机传过来的数据信号进行某种指定格式的压缩或不压缩运算的功能；把指定格式的压缩或不压缩的数据信号写入某种介质的功能；从某中介质中读取某种压缩格式的数据信号或不压缩的数据信号，然后解压缩或不解压缩出原数据信号的功能。
4.一种数字化、智能化的音响设备，它可以通过其外围设备接口操纵其它设备或被其它设备所操纵，它的特征在于包括音频信号的录入装置；可扩充的外围设备接口装置；与外围设备数据通讯用的高速缓冲存储器；存储控制命令和数据的存储器；执行命令和运用数据的中心处理单元；数字信号和音频模拟信号的相互转换装置；声音信号的播出装置。
全文摘要
本发明是数字信号的压缩技术与音响设备相结合的产物,在数字化控制和处理的过程中,实现音响设备的音频信号数字压缩、存储和播放。本发明同时可具有与外围设备的接口能力。本发明可用在需把大量的声音资料存在较小介质上的场合,也可用作计算机的数据存储和驱动设备,还可用作具有通过其外围设备接口操纵其他设备或被其他设备所操纵的设备。
文档编号G11B20/10GK1233830SQ98125708
公开日1999年11月3日 申请日期1998年12月9日 优先权日1998年12月9日
发明者蔡卫东 申请人:蔡卫东