[发明专利]并联扩展式多路音频交换混合系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种音频信号交换混合的装置，特别是一种并联扩展式多路音频交换混合系统。

背景技术

现有的交换矩阵一般采用专用集成电路来实现，其交换容量小(一般为8X8以内)，并且在音频信号的混合上没有成熟的解决方案。一个多输入输出的交换系统可以抽象为一个矩阵M，其输入和输出信号抽象为两个向量(x，y)，系统实现的功能就是将输入向量通过矩阵的运算转换为输出向量：

对于一个音频交换混合系统，矩阵M中各元素的值即代表了某路输入与某路输出的对应关系，以及音量信号。最终，单独的某路输出信号y_j可以表示为：

y_j＝m_j1x₁+m_j2x₂+m_j3x₃+…+m_jnx_n；

一个容量为n×m的矩阵可以实现n路输入到m路输出的交换。一般地，为了实现矩阵容量的扩展，需要将多个矩阵级联。如图1所示，将一个n×n矩阵扩展为2n×2n矩阵，需要使用4个n×n矩阵(A、B、C、D)，以及两组信号选择器(K1、K2)。以此类推，扩展成3n×3n矩阵需要使用9个n×n矩阵，扩展成4n×4n矩阵需要使用16个n×n矩阵。使用此类方式实现矩阵容量扩展无疑会造成设备资源的浪费，包括增加矩阵间的信号连线、开关等。因此现有大部分交换矩阵芯片没有或者只有部分混合功能，只能实现一定数量内的信号混合。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，减少容量扩展使用的各种资源，提供一种并联扩展式多路音频交换混合系统。

技术方案：本发明公开了一种并联扩展式多路音频交换混合系统，包括两个以上音频交换混合器，以及连接在音频交换混合器之间的数据交换网络；

所述音频交换混合器包括一个音频交换混合矩阵，与矩阵连通的模数转换模块、数模转换模块、输入音量调节模块以及输出音量调节模块；

所述输入音量调节模块用于对音量进行缩小处理；用于对从外部采集到的某一路模数转换模块传来的过大音量进行缩小处理；

所述模数转换模块用于将输入音频交换混合矩阵的串行模拟信号转化为串行数字信号；

所述数模转换模块用于将输出音频交换混合矩阵的串行数字信号转化为串行模拟信号；

所述输出音量调节模块用于对音量进行缩小处理；

所述数据交换网络用于将一个音频交换混合器的发送来的信号传递给另一个音频交换混合器。

本发明中，优选地，所述音频交换混合矩阵包括一组串并联转换模块，与串并联转换模块连通的输入缓存，与输入缓存连通的数据处理单元，与数据处理单元连通的输出缓存，与输出缓存连通的音频混合单元，与音频混合单元连通的并串联转换模块，以及提供全局统一时钟的时钟单元，所述并串联转换模块与所述数模转换模块连通；所述串并联转换模块用于将所述模数转换模块传来的串行数字信号转换为并行数字信号；所述并串联转换模块用于将所述并联数字信号转化为串联数字信号传送给所述数模转换模块；所述音频交换混合矩阵还包括与网络接口单元连接的接收缓存以及发送缓存，所述发送缓存从数据处理单元接收音频数据及其目的地址，送往网络接口单元；所述接收缓存从网络接口单元接收音频数据及其来源地址，数据处理单元按来源地址读取相应音频数据；所述串并联转换模块以及并串联转换模块分别与所述时钟单元连接，时钟单元用于提供统一的全局时钟。

本发明中，优选地，所述数据处理单元内部有一个交换路径表，表内存储了各路输入信号需要送到的目的地址，以及各路输出信号的源地址。

本发明中，优选地，所述音频混合单元包括16路24bit加法器。

本发明中，优选地，所述时钟单元包括系统时钟、位时钟和声道时钟；所述时钟单元采用一个50MHz的时钟信号，通过分频生成系统时钟、位时钟和声道时钟，其中系统时钟f_SCK为25MHz，位时钟f_BCK为6.25MHz，声道频率f_LRCK和采用频率f_S为97.7KHz。