[发明专利]音频相位检测和自动校正设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种音频设备，特别是一种音频相位检测和自动校正设备。 

背景技术

近年来，随着计算机和多媒体技术的发展，越来越多的数字音频技术被应用到电台和电视台的音频节目制作和播出过程中。电台和电视台为提高播出节目的水平，也越来越重视播出节目的音频质量，采用各种最新的技术和设备来提高节目的音频质量。 

音频信号是一种正弦波。在正弦波中，相位、幅度和频率是正弦波的三个特征量，是反映正弦波任何时刻状态的物理量。相位差是指两个频率相同的正弦波的相位的差，其范围在0°-180°之间，如果相位差为0°，则两个正弦波叠加后信号幅度相加；如果相位差为180°，则两个正弦波叠加后信号幅度相减，这种情况也称为反相。在立体声或双声道音频信号中，左右两个通道的相位对节目的音频质量有着关键的影响。特别是当左右通道的相位相反时，会导致播出节目的音频产生严重失真甚至音量很小。 

在电台和电视台的音频节目制作过程中，造成左右通道相位异常的原因很多，例如，在节目的采集录音时，如果两个麦克风的位置不当，就可能产生相位相加或相减的现象；当麦克风的音频相位相同时，会使两只麦克风的输出相加，导致音量提升而产生回声；当麦克风的音频相位相反时，会使两只麦克风的输出相减，导致输出的音量不足和失真。 

由于音频信号是由一系列不同频率的谐波组成，每个谐波都有特定的相位特征，故音频信号的相位的检测比普通正弦信号的相位检测要复杂很多。当前，有一些专业的音频设备虽然可以对音频相位检测和显示，但无法对相位异常的音频进行自动校正和 处理。因此只能发现问题而不能解决问题。 

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术之不足，提供一种既可以检测音频流的相位并能够自动校正相位异常音频信号的设备。 

上述目的采用下述的技术方案就可以实现：本技术方案的设备包括一个音频信号处理主板、至少一个音频信号接收/发送单板和一个用户界面板； 

其中，音频信号处理主板包括一个微处理器ARM9、一个与微处理器连接的FLASH数据存储芯片及一个SDRAM1数据存储芯片；一个与微处理器连接的可编程逻辑阵列PFGA芯片、一个与可编程逻辑阵列芯片连接的SDRAM2数据存储芯片；微处理器还扩展了以太网接口、USB接口、UART串口和用户界面板的全部驱动端口； 

音频信号接收/发送单板包括一个模拟信号解编码芯片、一个数字信号接收芯片、一个数字信号发送芯片和输入、输出接口； 

用户界面板包括LCD显示器、LED显示器和一个五位按键，五位按键通过微处理器可以设置各种功能模式，LCD显示器、LED显示所设置的各种功能模式及状态； 

数字或模拟音频流由音频信号接收/发送单板的输入接口输入，在音频信号接收/发送单板中进行数字音频信号的调制和解调，并实现格式音频流的编解码，解码成I2S格式数据，送入可编程逻辑阵列芯片的FF T模块单元做快速傅立叶运算，运算结果暂存在SDRAM2数据存储芯片中，微处理器根据运算结果及系统设置参数判断相位的正确与否：若信号正常，微处理器控制发送芯片将重新编码后的数据送出到音频信号接收/发送单板中向外输出；若信号错误，微处理器做反转处理修正，再发送到音频信号接收/发送单板中向外输出。 

上述技术方案中的所说的所说的微处理器是ARM9处理器；所说的可编程逻辑阵列芯片是FPGA芯片；所说的模拟信号解编码芯片是一个高性能，高集成的音频多媒体编解码芯片，分辨率24bit，它可以完成音频信号模拟到数字，数字到模拟的转换，采样频率高达；所说的接收芯片是一个单片集成的解码芯片，它可以接收符合IEC60958，S/PDIF，EIAJ，CP1201或者AES3接口标准数字音频格式的信号，通过它的I2C总线控制端口，可以方便的设置工作模式和读取数据；所说的发送芯片也是一个单片集成的编码芯片，它可以发送符合IEC60958，S/PDIF，EIAJ，CP1201或者AES3接口标准数字音频格式的信号，通过它的I2C总线控制端口，可以方便的设置工作模式和读取数据 

本发明的有益效果是： 

(1)本发明的设备不但可以检测音频流的相位，并且能够自动校正相位异常音频信号的设备，从而保证输出音频信号的相位正常；主要应用在广播电台，电视台数字化安全播出，集音频相位检测，报警，音频相位反相处理等功能为一体的新型数字音频处理设备；