专利名称：数字音频数据播放器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及便携式音响装置，特别是一种不用磁带或光盘的电脑平台支持的数字音效格式播放器。
现在市场上销售的随身听其音乐载体是磁带或光盘，这就使得它的重量和体积不可能进一步缩小，而且操作起来也很不方便，既然是随身听，又要随身带着磁带，而且更换磁带也很麻烦。
本实用新型的目的即在于针对现有的用磁带或光盘作载体的随身听所存在的不足之处，包括其重量和体积不可能进一步缩小，以及操作、更换磁带的麻烦等等，而提供一种数字音频数据播放器，即MP3播放器。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种数字音频数据播放器，主要由上盖(1)和下盖(2)组合而成，在下盖(2)内装有主电路板(3)和存储电路板(4)，并装有电池(5)，在上盖(1)的上面设置有Mode按键(7)和Enter按键(8)，并设有液晶显示窗口(9)，在下盖(2)的边部有与PC机的接口(10)，并设有功能键(11)、(12)、(13)、(14)、(15)和耳机插接口(16)。主电路板(3)上的电路由显示电路、主控电路、数字音频处理电路、电路供电电路和按键电路组成，其中主控电路采用8位微处理器作为核心单元，通过12C标准接口与显示电路连接，通过8位数据总线和存储电路相连，通过SP1总线与数字音频电路相连。所说的数字音频处理电路以MP3解码处理芯片STAO13为核心器件，并与数模转换电路CS4340和音频信号放大电路相接。存储电路板(4)上的电路由基本存储芯片和读写控制逻辑电路组成，基本存储芯片由4片正贴的集成芯片AM30LV0064DJ40E2C和4片反贴的集成芯片AM30L_R组成，读写逻辑控制电路由1片74174和1片74LS138组成。
本实用新型具有以下优点和效果1、本实用新型的数字音频数据播放器又称为MP3，MP3(MPEG Layer3)是一种电脑平台支持的数字音效格式，它通过削减多数人耳朵听不到的声音信号，将音频信号压缩到原来的十二分之一。这意味着MP3文件的尺寸更小，而且听起来几乎与CD拥有相同的音质。它是CD(激光唱片)以及所有录制和销售CD公司的终结者。MP3音乐数据播放器就是播放这种压缩的电脑音乐数据的设备，以下简称为MP3MAN，我们采用最新的音频信号处理芯片，设计出这种能随身携带的播放器，实现了脱离计算机播放音乐数据的构想。该产品促进了MP3音乐数据广泛流传，标志着新音乐时代的到来，产品有极强的市场潜力和效益。
2、本实用新型不但体积小、重量轻，而且具有功能齐全，便于携带，使用和操作非常方便等方面的优点(一)、MP3MAN的功能1.存储连续播放45～90分钟的MP3音乐数据；2.选曲功能播放，暂停，快进，快倒，停止，循环播放；3.曲目浏览功能；4.液晶显示功能播放剩余时间，音量，各种设置状态；5.高重低音调节功能；6.通过计算机上载下载MP3音乐数据；7.数字录音功能，FM音频收音功能；8.可作便携式计算机数据存储盘。
(二)、播放器技术指标1.外观尺寸不大于60×85×15mm，重量70克；2.供电电源两节7号碱性电池，连续工作时间不少于10小时；3.输出功率5mW；4.输出信噪比90分贝；5.音源可以从计算机、互联网或CD、MP3光盘方便地获取。
(三)、PC机上管理软件功能描述1.支持从文件窗口用鼠标拖放MP3文件到MP3MAN；2.自动完成MP3文件的检测和排序等工作；3.任意编辑MP3MAN播放顺序；4.支持在电脑上播放MP3音乐；5.MP3文件制作，能实现CD到MP3的转换。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型数字音频数据播放器的外形图图2是本实用新型数字音频数据播放器的内部结构图图3是图1的A向视图图4是主电路板电路图图5是存储电路板电路图图6是产品的连接示意图
以下结合附图和实施例作进一步说明图1～3所示的数字音频数据播放器是本实用新型的一个实施例，它主要由上盖1和下盖2组合而成，在下盖2内装有主电路板3和存储电路板4，并装有电池5，在上盖1的上面设置有Mode按键7和Enter按键8，并设有液晶显示窗口9，在下盖2的边部设有电源开关6及与PC机的接口10，并设有功能键11、12、13、14、15和耳机插接口16，上述各按键、接口和键均与电路板上的设置相对应。由图1～3所示只说明本实用新型结构上的一个实施方案，它的外形是长方形的，本实用新型还可以有其它各种不同形状和结构布置的实施方案，例如将上盖和下盖制成方形的或圆形的、椭圆形的、扇形的等等，而内部的主电路板、存储电路板、电池的位置也可作相应的变化。
本实用新型的数字音频数据播放器的核心关键是电路设计，在说明电路设计前需简要介绍其原理。
一、MP3音频文件的原理MP3全称是MPEG Layer3，狭义的讲就是以MPEG Layer3标准压缩编码的一种音频文件格式。谈到MP3音乐首先得涉及到ISO/MPEG标准。VCD就是应用MPEG编码压缩的动态视频流文件。由于MPEG编码的高压缩率，本来需要极大的存储空间的音视频数据在一张普通容量光盘上就可以放下了。一张VCD光盘最多可以保存74多分钟的活动画面，而且它的画质可以达到VHS录像带的水平，音质可以达到CD的水平。
由于音频是多媒体的重要组成部分，因此在ISO/MPEG标准里就包含了音频压缩方面的标准。ISO/MPEG音频压缩标准里包括了三个使用高性能音频数据压缩方法的感知编码方案(perceptual coding schemes)。按照压缩质量(每Bit的声音效果)和编码方案的复杂程度分别是Layer 1，Layer 2，Layer 3。所有这三层的编码采用的基本结构是相同的。它们在采用传统的频谱分析和编码技术的基础上还应用了子带分析和心理噪声感知模型理论。也就是通过研究人耳和大脑听觉神经对音频失真的敏感度，在编码时先分析声音文件的波形，利用过滤器找出噪音电平(Noise Level)，然后滤去人耳不敏感的信号，通过矩阵量化的方式将余下的数据每一位打散排列，最后编码形成MPEG的文件。MPEG语音编码具有很高的压缩率，我们通过计算可以知道一分钟CD音质(44100Hz*16Bit*2Stereo*60Second)的WAVE文件如果未经压缩需要10兆左右的存储空间。而MPEG Layer 1和Layer 2这两层的压缩率分别可达1∶4；1∶6～8。而MPEG Layer 3的压缩率更是高达1∶10～12，也就是说一般1分钟的CD音质的音乐经过MPEG Layer 3压缩编码可以压缩到1兆左右而基本保持不失真。这也就是说我们所说的MP3音乐文件。具体的三层压缩比率参见下表MPEG编码等级 压缩比率 数字流码率Layer 11∶4 384kbit/sLayer 21∶6至1∶8192～256kbit/sLayer 31∶10至1∶12 128～154kbit/s由此可见，它是采用了最新的高科技手段才实现的。
PC机上的WAV文件大多数是以PCM编码方式来保存声音数据。对于高保真的音乐可以采用44.1KHz采样频率，16Bit量化的数字化标准。这样的WAV文件的音质与CD是一样的。如果通过适当的工具软件来截取CD上的数字音频并保存为CD音质的WAV文件，然后进行MPEG Layer3的压缩编码形成MP3文件，再用合适的解码软件对MP3解码，那么就可以形成一个节约大量存储空间，保持CD音质的整体解决方案。实际上采用MP3格式，在一张普通的光盘上能保存相当于10～12张CD上的音乐，使个人拥有一个音乐资料库的梦想成为现实。
二、电路技术说明本播放器电路共由两块板组成主电路板和存储电路板。
(1)主电路板电路由如下电路部分组成1.显示电路 2.主控电路 3.数字音频处理电路 4.电路供电电路5.按键电路重要电路描述1.主控电路主控电路主要采用MOTOLORA公司的68HC908GP32(QFP)八位微处理器作为核心单元。本核心单元通过三种总线与其它四部分电路相连。通过12C标准接口与显示电路连接实现数据传输。通过八位数据总线(data_bus)和存储电路板相连，把原始数字音频数据送往数字音频处理单元，实现数字信号与音频信号的转换。
2.数字音频处理电路核心器件采用意法公司的STAO13和CRISTAL公司的CS4340，该器件主要完成MP3数据解码处理，其作用是整个设备的核心。整个电路的连接结构以MP3解码处理芯片STAO13为核心器件，并与数模转换电路CS4340和音频信号放大电路相接，构成一个完整的MP3数据转换成音频数据的电路。音频数字信号(MP3数据)进入STAO13，通过解码处理电路的信号解压处理，产生解压后的音频数字信号(PCM信号)。PCM信号经过匹配输入CS4340进行数模转换，输出模拟音频信号，此信号经音频放大器TDA2822D放大输出到耳机。
(2)存储电路板由如下电路部分组成基本存储芯片和读写控制逻辑电路组成。基本存储芯片由4片AMD公司的正贴FRASH集成芯片AM30LV0064DJ40E2C和4片反贴FRASH集成芯片AM30L_R组成。相关还可以采用三星公司8MBYTE，16MBYTE的FRASH内存。读写逻辑控制电路由1片74174和1片74LS138组成。电路结构为以存储芯片为核心，辅以逻辑控制电路。
元件清单对照表
权利要求1.一种数字音频数据播放器，主要由上盖(1)和下盖(2)组合而成，其特征在于在下盖(2)内装有主电路板(3)和存储电路板(4)，并装有电池(5)，在上盖(1)的上面设置有Mode按键(7)和Enter按键(8)，并设有液晶显示窗口(9)，在下盖(2)的边部有与PC机的接口(10)，并设有功能键(11)、(12)、(13)、(14)、(15)和耳机插接口(16)。
2.根据权利要求1所述的数字音频数据播放器，其特征在于主电路板(3)上的电路由显示电路、主控电路、数字音频处理电路、电路供电电路和按键电路组成，其中主控电路采用8位微处理器作为核心单元，通过12C标准接口与显示电路连接，通过8位数据总线和存储电路相连，通过SP1总线与数字音频电路相连。
3.根据权利要求2所述的数字音频数据播放器，其特征在于所说的数字音频处理电路以MP3解码处理芯片STAO13为核心器件，并与数模转换电路CS4340和音频信号放大电路相接。
4.根据权利要求1所述的数字音频数据播放器，其特征在于存储电路板(4)上的电路由基本存储芯片和读写控制逻辑电路组成，基本存储芯片由4片正贴的集成芯片AM30LV0064DJ40E2C和4片反贴的集成芯片AM30L_R组成，读写逻辑控制电路由1片74174和1片74LS138组成。
专利摘要一种数字音频数据播放器,主要由上盖(1)和下盖(2)组合而成,在下盖(2)内部装有主电路板(3)和存储电路板(4),并装有电池(5),主电路板(3)上的电路由显示电路、主控电路、数字音频处理电路、电路供电电路和按键电路组成。本实用新型是一种电脑平台支持的数字音效格式,将音频信号压缩到原来的十二分之一使MP3文件的尺寸更小,而且听起来与CD拥有相同的音质,这种能随身携带的播放器,实现了脱离计算机播放音乐数据的构想,产品具有极强的市场潜力和巨大的效益。
文档编号G11C7/00GK2393198SQ99248810
公开日2000年8月23日 申请日期1999年10月25日 优先权日1999年10月25日
发明者娄大富, 阎立财, 刘晓伟, 李伟昌 申请人:娄大富