[发明专利]具有数字级和模拟级的音频开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种执行音频信号切换的音频开关。本发明还涉及一种执行音频信号切换的方法。本发明还描述了一种电子装置。

背景技术

电信学、消费电子学和半导体技术领域的进步引起了对能执行多于一个功能的紧凑型和多功能消费者装置的研发。例如，紧凑型MP3播放器还可以接收无线广播，个人数字助理(PDA)还可以接入互联网，而移动电话还可以用来在外部扬声器上播发音乐。这种发展趋势面向具有很高附加娱乐价值的这类有用装置。

随着设计和制造方面的发展使得诸如扬声器、照相机、用户接口等元件的小型化，上述类型的消费者电子装置也变得越来越紧凑。集成电路设计的进步允许在极小的硅面积上实现许多信号处理功能。已知的用于测试和检验的技术允许在投产之前检验这类复杂的数字电路。尽管数字元件能够非常成功地实现小型化，但是对于模拟元件来说未必是这种情况，模拟元件就其本质来说需要更大的体积。而且，模拟元件的测试和检验也耗费很大成本。模拟电路的另一大劣势在于其不利的功耗，尤其是在电池供电的装置中。因此，对于输出音频信号的任何紧凑型现代消费者电子装置来说，希望使得所包含的模拟电路的数量最小化。在美国专利2004/0178941A1给出的技术工艺方法的一种情况中，通过根据组合规则将数字信号对组合或编码来使数字输入的数量最小化，从而需要较少的模拟连接。虽然减小了数字输入的数量，但是这种技术需要更多的分析开销和额外的时钟信号。而且，编码和解码步骤将向数据通路中引入额外的延迟。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种针对多个输入和输出执行音频切换的经济并且简单的方法，尤其针对上述应用。

为此，本发明提供了一种执行音频信号切换的音频开关，该音频开关包括：多个输入端口，用于获得数字化的音频输入信号；多个音频输出端口，用于输出模拟音频输出信号；以及第一数字矩阵级，用于根据指定配置把从一个或多个输入端口得到的数字级输入切换到多个数字级输出端口中的任意一个，从而产生多个数字级输出信号。该音频开关还包括多个数模转换器，连接到第一数字矩阵级的数字级输出端口，用于对多个数字级输出信号执行数模转换，从而获得多个模拟音频信号；以及第二模拟级，用于根据指定配置把多个模拟音频信号切换到一个或多个模拟音频输出端口。

数字化的音频输入信号可以包括例如MP3音乐、数字化的电话铃音、数字化的电话语音输入等，或者能在消费者电子装置中产生的任何其他数字化的音频信号。所述音频输出端口可以包括用于连接到扬声器(诸如集成在装置中的立体声扬声器或例如用于免提情况下使用的立体声头戴式耳机)的端口。

根据本发明的方法的一个明显优势在于，通过在数字级和模拟级上分配音频开关，与完全模拟的方案相比而言，对制作完成的音频开关运行的验证测试较少。而且，由于与现有技术的音频开关相比，根据本发明的音频开关的模拟级中具有较少的模拟通路，基于开篇中提到的原因，因此能够获得更好的产出率。此外，不同于开篇中提到的现有技术中提出的方法，在用于编码或解码的音频通路中不存在任何附加延迟的情况下接通音频信号。通过减小模拟开关需要实现的功能数量，能够在结合了这种音频开关的装置的功耗方面实现有利的降低。此外，由于数字级可以很紧凑地在硬件中实现，所以使用根据本发明的音频开关可以获得进一步的小型化。而且，对使用诸如组合门电路和多路复用器的半导体逻辑结构单元的数字矩阵级的实现允许数字矩阵级的相对简单的配置，如本领域技术人员能理解的那样。因为根据本发明的音频开关不完全是数字的也不完全是模拟的，而是两者的混合，所以这种音频开关在下文也被称为“混合音频开关”或简称为“混合开关”。

一种执行音频信号切换的适当方法，其包括步骤：获得多个数字化的音频输入信号；并且根据指定配置把第一数字矩阵级中从一个或多个数字化的音频输入信号得到的数字级输入切换到多个数字级输出端口中的任意一个，从而产生多个数字级输出信号。这里，术语“从...得到”仅表示该数字级输入可以是未改变的数字化的音频输入信号(例如来自存储器的MP3输入流)或者多于一个的数字化的音频输入信号的组合(例如与MP3输入流混合的铃音)。随后对多个数字级输出信号执行数模转换从而获得多个模拟音频信号；并且根据指定配置把第二模拟级中的多个模拟音频信号切换到一个或多个模拟输出端口。

从属权利要求和随后的描述具体披露了本发明的有利实施例和特征。