[发明专利]一种基于区域分布式音箱的音频播放系统

说明书

本发明公开了一种基于区域分布式音箱的音频播放系统，包括位于中控端的音频源、音频控制设备，位于终端的主音箱和多个扬声器；音频控制设备通过音频接口和控制接口连接音频源，通过中控端接口模块以同轴线为传输线，采用星型拓扑结构分别连接各个位于终端的主音箱；主音箱连接多个副音箱形成多声道的音频播放设备；同轴线中同时传输音频、控制、电源三种信号。本发明布线容易施工方便，多声道音频播放，音质佳，用户体验好，音频数据流传输稳定，抗干扰性强，且避免了自身信号抖动对音质的影响，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种音频播放设备，具体是一种基于区域分布式音箱的音频播放系统。

背景技术

在学校、商场、医院等场所，往往人多嘈杂，很难让人安静。这种情况下，依靠管理者的强制约束收效甚微，但社会实验表明，如果在这些公共场所播放舒缓的音乐，往往能使人平静下来，自觉地不再大声喧哗制造噪音，从而使整个环境变得使人感到舒适。

特别的，在一些高档酒店，高级会所，或者私立医院的高级病房的公共区域，由于客户群体消费能力较高，对背景音乐的要求也相应提高，主要表现为对音质的要求。因此，传统的双声道立体声音频系统，已经不能满足这些需求，需要高保真多声道的高音质音频系统。

因此，需要在这样的公共区域中部署音频控制系统以及扬声设备，相对于各个子区域使用完全独立的音频设备，使用集中式的音频控制系统更有优势。 此外，还要解决音频长距离传输过程中，信号衰减或失真对音质的影响。另外，传输音频信号的同时，控制信号和电源信号也需要同时传输。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题，所提供了一种基于区域分布式音箱的音频播放系统。

本发明是按照以下技术方案实施的。

一种基于区域分布式音箱的音频播放系统，包括位于中控端的音频源、音频控制设备，位于终端的主音箱和多个扬声器；

所述音频控制设备通过音频接口和控制接口连接音频源，通过中控端接口模块以同轴线为传输线，采用星型拓扑结构分别连接各个位于终端的主音箱；

所述音频控制设备包括以FPGA芯片为核心的控制平台、中控端接口模块、电源模块，FPGA芯片内部设有多个逻辑模块，包括音频输入模块、控制输入模块、编码模块、解码模块；所述音频输入模块中的音频采样模块分离出音频时钟Audio_CLK，并将其传输给倍频模块，倍频模块以Audio_CLK为基准，生成多种频率的时钟信号，包括向控制输入模块中的控制采样模块输出的参考时钟Ref_CLK_1，向中控端接口模块输出的参考时钟Ref_CLK_2；所述编码模块采用分时复用的方式，将音频数据和控制数据编码为一组复合数据流；中控端接口模块内部设有两组带通滤波器和一个耦合变压器T1；编码模块的差分输出端通过一个带通滤波器连接耦合变压器T1的次级绕组，耦合变压器T1的中心抽头通过另一个带通滤波器连接解码模块输入端；

所述主音箱包括以FPGA芯片为核心的控制平台，终端接口模块，电源模块；FPGA芯片内部设有多个逻辑模块，包括编码模块和拆分复合数据流的数据流解码模块，拆分得到的控制数据流经协议解析模块传输给主控模块；拆分得到的音频数据流通过音频输出接口发送给音频DAC；音频DAC的输出通道连接扬声器；终端接口模块内部设有两组带通滤波器和一个耦合变压器T2；数据流解码模块的差分输入端通过一个带通滤波器连接耦合变压器T2的次级绕组，耦合变压器T2的中心抽头通过另一个带通滤波器连接编码模块输出端；

位于中控端和终端的耦合变压器的初级绕组的差分正极分别通过隔直电容C1、C2连接对外接口连接器J1、J2，差分负极分别通过匹配电阻R1、R2连接地网络；C1与J1相连的一端，还通过低通滤波器连接电源输出端；C2与J2相连的一端，还通过低通滤波器连接电源输入端。

所述用于连接中控端和终端设备的同轴线特征阻抗为50欧姆或75欧姆，差分匹配电阻R1、R2的阻值与同轴线的阻抗相等。