[发明专利]一种基于USB的双通道音频系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于USB的双通道音频系统及其工作方法，特别是涉及一种适用于车载通信指挥系统的基于USB的双通道音频系统及其工作方法。

背景技术

传统的车载通信指挥系统音频处理通道通常使用分离的运算放大器或三级管方式对语音信号进行预处理，仅压缩放大电路通常就需要三块芯片组成，并且需要使用体积庞大的音频耦合变压器等诸多子模块对系统进行扩展，从而实现音频功能。由于车载通信指挥系统子模块众多，智能化和自动化水平要求较高，系统复杂，空间受限等原因，传统的设计技术是无法满足这些要求的。

现有技术中的一种解决方案为：使用现有成熟的技术，采用分离的运算放大器电路和扩展的方法对系统进行改造升级，以达到系统高可靠性，高音质，低失真，高集成度等设计需求和设计目标。实际结果是在整机结构设计和电气设计中出现了系统模块体积大，空间受限，子模块难以安装，难以维护等浅层次问题；同时出现了系统可靠性低，音频电路容易自激和产生爆音，音质差，干扰多，有截止失真，噪声增加，音频功放芯片容易烧坏等深层次问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构更简单的基于USB的双通道音频系统及其工作方法。

本发明采用的技术方案如下：一种基于USB的双通道音频系统，其特征在于：包括分别与PC平台相连的有线信号处理单元、无线信号处理单元和音频处理模块；以及与无线信号处理单元相连的天线。

作为优选，所述有线信号处理单元和无线信号处理单元分别通过CPCI总线与PC平台相连。

作为优选，所述音频处理模块通过USB总线与PC平台相连。

作为优选，所述音频处理模块包括分别与无线信道接点和有线信道接点相连的无线声卡电路和有线声卡电路；所述无线声卡电路包括与第一USB声卡电路相连的第一单模光纤输出接口、第一USB电缆接口电路、第一外部电源控制电路、第一EEPROM模块、第一音频输入接口电路、第一音频输出接口电路、第一HID模块和第一工作指示电路；所述有线声卡电路包括第二USB声卡电路相连的第一单模光纤输出接口、第二USB电缆接口电路、第二外部电源控制电路、第二EEPROM模块、第二音频输入接口电路、第二音频输出接口电路、第二HID模块和第二工作指示电路；所述第一USB电缆接口电路和第二USB电缆接口电路分别与主机的第一USB接口和第二USB接口相连。

基于上述系统的工作方法，具体方法为：信号处理单元接收并处理语音小信号，处理后的语音信号以音频流的形式通过CPCI总线存储在PC平台中，并由PC控制软件通过USB接口将PCM数据送给通道做后续处理；其中，语音播放流程为：一、初始化音频数据收发缓冲区管理程序；二、配置USB设备并初始化USB设备端口；三、检测是否有有线信道语音，如果有则启用有线通道声卡进行语音播放，如果无则启用无线通道声卡进行语音播放；语音采样流程为：一、启动音频数据收发缓冲区管理程序；二、配置USB设备并初始化USB设备端口；检测是否有有线信道语音，如果有则调用有线通道声卡采样程序进行语音处理，如果无则调用无线通道声卡采样程序进行语音处理。

作为优选，无线信道中的音频信息包括通过天线接收的无线音频信号和包括外控盒音频的末端音频信号。

作为优选，所述末端音频信号还包括送话器音频。

作为优选，所述末端音频信号的处理方法为：缓存在PC平台的语音数据通过USB总线送往USB声卡1的PCM语音数据经过DA变换后，以模拟信号方式送往前置放大器进行放大，并经过前置滤波和功率放大后送往音频输出切换电路，由音频输出切换电路分配到主机扬声器输出或者外控盒扬声器输出。

作为优选，所述功率放大器采用BTL方式的无变压器耦合放大器，BTL放大器直接推动扬声器工作。

作为优选，由送话器产生的音频信号通过差分放大和压缩放大后，在USB声卡中进行PCM编码。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对CPCI总线技术、USB总线技术和集成电路技术的综合使用，解决了传统的车载通信指挥系统音频处理通道子模块体积大、功率小、定制难、空间受限、子模块难以安装、难以维护、系统可靠性低的难题。

其进一步的有益效果为：

1、同样的功率输出要求下，由于通过BTL功率放大技术可以从理论上将功率提高到原来的四倍，功率冗余度大大增加，从而提高了系统的稳定性和可靠性，避免了由于过载致使芯片烧毁的问题。