一种网络音频解码器的制作方法

本发明涉及一种网络音频解码器。

背景技术：

随着科学技术不断发展，我国广播电视事业取得了进一步发展，数字化逐渐成为广播发展的必然趋势。音频接收前端设备为广播发射机提供音频源，是广播传输系统中的重要组成部分。现有的音频接收前端设备，有的是通过卫星直播的方式传输音频，在发射机房架卫星天线接收音频，作为发射机的音频源；还有的是通过光纤传输音频，在发射机房放光解码器，解出声音来传输给发射机。但现有的音频接收前端设备需要架设卫星天线或者光缆，使得成本较高、设备体积较大。互联网作为现代信息社会的基础设施，具备多样的传输介质，现代化便捷的上网方式和多种多样的上网设备使得制作一款运用于广播电视发射机房的基于互联网的网络音频解码器成为可能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种网络音频解码器，作为广播发射机房发射机的音频接收前端设备。因此，本发明采用以下技术方案。

一种网络音频解码器，包括网络音频流接收模块和网络音频解码模块；所述网络音频解码模块包括音频转换模块、控制模块、音频输出接口模块和电源模块；

所述网络音频流接收模块包括网口和音频处理模块；

所述音频转换模块包括增益调整电路、差分转换电路、ad转换电路、采样率转换电路和音量检测电路，所述音频转换模块与所述网络音频流接收模块连接；

所述控制模块包括控制芯片，所述控制模块与所述网络音频流接收模块和所述音频转换模块连接；

所述音频输出接口模块包括差分音频输出接口和aes/ebu音频输出接口，所述音频输出接口模块与所述音频转换模块连接。

优选的，所述增益调整电路包括运算放大器和电阻值可调的数控电位器，控制芯片通过控制所述电阻值实现对运算放大器的放大倍数的控制，从而实现对音频信号增益的调整。

优选的，所述差分转换电路与所述增益调整电路连接，将所述增益调整电路输出的单端音频信号转换成差分音频信号；所述差分转换电路与所述差分音频输出接口连接，将所述差分音频信号输出。

优选的，所述ad转换电路包括24位的模数转换器，将差分转换电路输出的模拟音频信号转换为数字音频信号。

优选的，所述采样率转换电路与所述ad转换电路连接，将所述ad转换电路输出的音频信号转换成aes/ebu音频信号；所述采样率转换电路与所述aes/ebu音频输出接口连接，将所述aes/ebu音频信号输出。

优选的，所述音量检测电路包括电压放大电路，所述电压放大电路与所述增益调整电路和控制芯片连接，用于检查所述增益调整电路输出的音频信号的一段时间内的电压幅值的峰值并放大，将放大后的音频信号传输给控制芯片检测音频信号的音量大小。

优选的，其特征在于，所述网络音频解码器包括rs232接口，所述rs232接口与所述控制芯片连接。

优选的，所述网络音频解码模块包括3.5mm耳机接口和gpio接口，所述网络音频流接收模块通过网口从网络获取数字音频流，数字音频流经过音频处理模块处理后通过所述3.5mm耳机接口传输到所述音频转换模块，所述网络音频流接收模块和网络音频解码模块之间的控制信号和状态信号通过所述gpio接口传输。

优选的，所述网络音频解码器包括指示灯、按键和显示屏，所述指示灯、按键和显示屏与所述控制芯片连接。

优选的，所述电源模块包括继电器，所述继电器用于控制所述网络音频流接收模块的上下电。

本发明的有益效果是：本发明采用的网络音频解码器，作为广播发射机的音频接收前端设备，通过网口从互联网获取音频后，经过该网络音频解码器处理后传输给广播发射机，只要有网就可以为发射机提供音频源，使得音频的传输方式变的多样化，防止停播的风险，同时也降低了成本。

附图说明

图1是本发明中网络音频解码器的结构框图。

图2是本发明中网络音频解码器的音频处理模块的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1至图2所示，一种网络音频解码器，包括网络音频流接收模块和网络音频解码模块。网络音频解码模块包括音频转换模块、控制模块、音频输出接口模块和电源模块。网络音频流接收模块包括音频处理模块。音频转换模块包括增益调整电路、差分转换电路、ad转换电路、采样率转换电路和音量检测电路，音频转换模块与网络音频流接收模块连接；控制模块包括控制芯片，控制芯片可以是单片机或cpu等，控制模块与网络音频流接收模块和音频转换模块连接。音频输出接口模块包括差分音频输出接口和aes/ebu音频输出接口，音频输出接口模块与音频转换模块连接。

网络音频流接收模块和网络音频解码模块设置在两块电路板上，网络音频流接收模块和网络音频解码模块上都设置有3.5mm耳机接口和gpio接口。两个模块之间的音频信号通过3.5mm耳机接口传输，控制信号和状态信号通过gpio接口传输。网络音频解码模块为网络音频解码器的核心模块。网络音频流接收模块通过网口从网络获取数字音频流，数字音频流经过音频处理模块处理得到左右声道的单端模拟音频信号并通过3.5mm耳机接口传输到音频转换模块。网络音频流接收模块可以采用树莓派3代b型。

音频转换模块包括增益调整电路、差分转换电路、ad转换电路、采样率转换电路和音量检测电路。增益调整电路包括运算放大器和电阻值可调的数控电位器，其中，运算放大器包括第一运算放大器和第二运算放大器。控制芯片通过控制电阻值实现对运算放大器的放大倍数的控制，从而实现对音频信号增益的调整。增益调整电路输入通过3.5mm耳机接口接入的左右声道的单端模拟音频信号，左声道的单端模拟音频信号通过第一运算放大器，右声道的单端模拟音频信号通过第二运算放大器，对左右声道的单端模拟音频信号增益进行调整后，输出给差分转换电路。差分转换电路将单端模拟音频信号变为差分模拟信号，即将两路单端信号转换为四路差分信号。差分转换电路输出的差分模拟信号分为两路，一路通过差分音频输出接口输出，另一路输入到ad转换电路，差分音频输出接口包括左声道模拟音频输出接口和右声道模拟音频输出接口。ad转换电路将差分模拟信号转换成差分数字信号，ad转换电路采用采样率为192khz的24位的模数转换器，ad转换电路还包括集成电路cs5361及外围电路如晶振及配置电路，晶振为ad转换电路和采样率转换电路产生时钟。差分模拟音频通过ad转换电路转换成差分数字i2s音频信号。采样率转换电路与ad转换电路连接，差分数字i2s音频信号输入到采样率转换电路转换成差分aes/ebu数字音频信号，差分aes/ebu数字音频信号经过aes/ebu音频输出接口输出。采样率转换电路包括集成电路cs8420及外围器件如晶振、配置电路和变压器。

网络音频解码器包括按键、显示屏和rs232接口，按键、显示屏和rs232接口与控制芯片连接。网络音频解码器通过rs232接口与上位机连接。音量检测电路包括电压放大电路，电压放大电路与增益调整电路和控制芯片连接，用于检查增益调整电路输出的音频信号的一段时间内的电压幅值的峰值并放大，将放大后的音频信号传输给控制芯片检测音频信号的音量大小。控制芯片可以把检测的结果显示在显示屏上，当用户发现音频信号的音量过大或过小时，可以通过按钮或上位机来操作控制芯片，控制芯片通过控制增益调整电路的电阻值实现对运算放大器的放大倍数的控制，从而将音频信号的音量调整到合适的范围。音频输出接口模块包括差分音频输出接口和aes/ebu音频输出接口，可以在差分音频输出接口或aes/ebu音频输出接口接上音频分析仪，通过音频分析仪来分析左右声道的音频信号是否平衡或音频信号的音量是否合适，当左右声道的音量不一致，或音频信号的音量偏大或偏小，用户可以通过按钮或上位机来操作控制芯片，控制芯片通过控制增益调整电路的电阻值实现对运算放大器的放大倍数的控制，可以调整第一运算放大器和/或第二运算放大器的放大倍数，从而将音频信号的左右声道的音量调整到一致或将音量调整到合适的范围。也就是说，左右声道的音频增益分别可调。

aes/ebu音频输出接口，输出aes/ebu数字音频，aes/ebu音频输出接口支持24个位宽及192khz的采样率，配置有数字音频变压器可以完全隔离后级接入设备的电位差，避免由于接地问题造成的交流声干扰，防止过高的电位差对设备输入级的损害，实现音频信号的安全传输。增益调整电路具有100个增益值可选，受控制芯片控制，并自动保存其增益值。

电源模块包括继电器，继电器用于控制网络音频流接收模块的上下电，控制信号通过gpio接口传输到网络音频流接收模块，继电器与控制芯片连接。

rs232接口传输波特率和地址可以在本地进行修改，rs232接口传输协议可以适应转换成其他一对多的通信方式如rs485等，rs232接口可以对接广播发射机房的播出控制系统。

网络音频解码器包括rj45网口，rj45网口与网络音频流接收模块连接，rj45网口可以从网络接收数字音频流的同时并可以接受远程系统登录及程序更新等操作。网络音频解码器包括4个usb接口和1个高清hdmi接口，4个usb接口与网络音频流接收模块连接，4个usb接口可以连接usb闪存盘、usb电脑键盘、usb鼠标、usb蓝牙适配器灯usb外接设备，配合高清hdmi接口与电脑显示器连接可以接受用户本地系统登陆及程序更新等操作。网络音频解码器还包括指示灯。指示灯与控制芯片连接，hdmi接口、网口和usb接口与网络音频流接收模块连接。网络音频流接收模块通过网口从网络上获取数字音频信号，hdmi接口可以连接显示器，可以修改网络数字音频信号的获取地址。usb接口可以连接键盘、鼠标等外围设备。指示灯包括：on指示灯，即电源指示灯；syserr指示灯，即系统错误指示灯；net指示灯，即网络状态指示灯；remote指示灯，即遥控指示灯。当网络音频解码器发现网络状态不佳时，网络音频解码器通过gpio口将网络状态信号传输给控制芯片，控制芯片控制net指示灯亮，用户此时可获知网络状态不佳，可通过上位机或按键来操作控制芯片，控制芯片根据指令来控制继电器断电，从而使网络音频流接收模块断电，不再从网络上获取数据，达到节电和节省流量的效果。

本发明采用的网络音频解码器，作为广播发射机的音频接收前端设备，通过网口从互联网获取音频后，经过该网络音频解码器处理后传输给广播发射机，为发射机提供了适合发射机传输的差分模拟音频信号和差分aes/ebu数字音频信号，网络音频解码器离发射机较远时，差分信号也更适合远距离传输。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。