一种音频处理器及音频处理方法与流程

电子通信装置的制造及其应用技术1.本发明涉及音频设备技术领域，具体涉及一种音频处理器及音频处理方法。背景技术：2.目前的音频专业处理芯片和相关算法基本掌握在国外大厂手中，国内厂家想买也买不到，特别是顶级dsp芯片(如weiss,rme,雅马哈，sony等)，这就让国内的音频产品和音频处理电路的发展停滞不前，从而不能生产出带有数字音色处理电路的音频处理设备或产品，整体档次和声音质量明显不如国外顶级厂商的设备或产品。3.然而目前国际同类音频处理器虽然在算法上有一定优化，但是依旧很难将音频信号处理到理想状态，主要由于目前的数字音频系统容易出现数据误码，带内群时延过高以及有益音质的偶次谐波丧失，劣化音质的奇次谐波过高等情况，即使处理过的音频信号也会使得听感存在毛刺，不润泽，不通透，以及缺乏鲜活、自然、真实感的听感和音效。4.因此，针对以上弊端，特设计出全新架构的此款处理设备。技术实现要素：5.针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种音频处理器及音频处理方法，具有结构新颖、成本适中、可靠性高、信号处理方式灵活，以及有效提高输出音质音效的效果。6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种音频处理器，包括有本体，所述本体包括有相适配的第一控制模块、第二控制模块、信号转换模块、第三控制模块以及信号输出模块，第二控制模块包括有第二控制芯片u8以及与外部输入信号相连接的信号输入接口，第二控制模块将外部输入信号进行处理并传输给信号转换模块，信号转换模块包括有依次电性连接的数模转换子模块、模拟处理子模块和模数转换子模块，信号转换模块将第二控制模块传输来的信号依次通过数模转换子模块、模拟处理子模块和模数转换子模块，从而将数字信号转换为模拟信号，再对模拟信号进行放大滤波校准以及激励处理，最后再转换回数字信号并传输给第三控制模块，第三控制模块包括有与第二控制芯片u8相互电性连接的第三控制芯片u10，第三控制模块通过第三控制芯片u10对模拟信号进行处理再通过信号输出模块输出音频信号。7.本发明进一步设置为：所述第一控制模块包括有第一控制芯片u4以及与第一控制芯片u4电性连接的第一控制电路，第一控制芯片u4设置为stm32f103c8t6型单片机，第一控制芯片u4与所述第二控制芯片u8相互电性连接。8.本发明进一步设置为：所述第二控制芯片u8和第三控制芯片u10均设置为ep20k160etc144-3型单片机。9.本发明进一步设置为：所述数模转换子模块和模数转换子模块分别设置有数模转换芯片u1和模数转换芯片u9，数模转换芯片u1设置为es9028qm型高性能dac转换器，模数转换芯片u9设置为es9822型高性能adc转换器，数模转换芯片u1和模数转换芯片u9分别将传输的数字信号转换为模拟信号和传输的模拟信号转换为数字信号。10.本发明进一步设置为：所述模拟处理子模块包括有相互电性连接的第一处理电路、第二处理电路、第三处理电路和第四处理电路，且第一处理电路、第二处理电路、第三处理电路和第四处理电路的两端通过继电器k1、k2分别与所述数模转换子模块和模数转换子模块相互电性连接，继电器k1、k2进行切换选择第一处理电路、第二处理电路、第三处理电路和第四处理电路中的一种或多种对模拟信号进行处理，且继电器k1、k2均与所述第二控制模块相互电性连接。11.本发明进一步设置为：所述本体还包括有第一存储模块和第二存储模块，第一存储模块和第二存储模块分别设置有存储芯片u11、u12，存储芯片u11、u12均设置为hy57v561620ct-h型存储器且分别与所述第二控制芯片u8和第三控制芯片u10相互电性连接。12.本发明进一步设置为：所述信号输出模块包括有dsd信号输入接口i、dsd信号输出接口ii、spfid信号输出接口、pcm信号输出接口i和pcm信号输出接口ii。13.本发明进一步设置为：所述第一控制模块还设置有与所述第一控制芯片u4相互电性连接的控制器接口和显示屏接口，控制器接口和显示屏接口上分别连接有飞梭控制器和oled显示屏。14.综上所述，本发明具有以下有益效果：15.通过将输入信号转换为模拟信号，并对模拟信号进行对模拟信号进行放大滤波校准以及激励处理，再转换回数字信号进行输出音频信号，代替单纯的数字算法提升音质的效果，避免了单纯的数字程序运算模式处理后的音频信号听感会存在声音呆板，音效单一，以及无法对音频信号进行多级个性算法处理的弊端。16.另一方面，本发明提供了如下技术方案：一种基于音频处理器的音频处理方法，包括如下步骤：17.步骤1、第一控制模块中第一控制芯片u4控制第二控制模块中的第二控制芯片u8进行开始工作；18.步骤2、第二控制模块中的第二控制芯片u8通过信号输入接口接收外部的传输信号，传输信号包括iis、dsd、spdif信号，第二控制芯片u8对外部的传输信号进行时钟同步、fifo和纠错处理，然后输送给信号转换模块；19.步骤3、信号转换模块通过数模转换子模块、信号处理子模块和模数转换子模块对传输的信号转换为模拟信号、信号处理以及再次转换为数字信号，信号处理子模块中的信号处理方式可以选择切换；20.步骤4、第三控制模块中的第三控制芯片u10对信号转换模块传递信号进行接收并通过信号输出模块进行输出，同时第三控制芯片u10与第二控制芯片u8进行信息交互反馈；21.其中，步骤3中，22.1)数模转换子模块：将第二控制芯片u8处理传送的数字信号转换为模拟信号；23.2)信号处理子模块：将模拟信号通过第一处理电路、第二处理电路、第三处理电路和第四处理电路中的一种或多种，使得模拟信号可以进行放大滤波校准以及激励中一种或多种的组合处理；24.3)模数转换子模块：将模拟信号再重新转换为数字信号；25.4)信号处理子模块进行信号处理时，第二控制芯片u8通过控制继电器k1、k2接通方式，从而对信号处理模式进行切换选择。26.本发明进一步设置为：在步骤1中，第一控制芯片u4通过控制器接口和显示屏接口上分别与飞梭控制器和oled显示屏实现信息交互。27.综上所述，本发明具有以下有益效果：28.1、通过第二控制模块、信号转换模块和第三控制模块的相互配合，将外部输入信号在第二控制模块中进行简单的处理，再在信号转换模块中多种处理方式进行处理，最后第三控制模块简单处理再输出，避免了单纯算法电路的音效处理器很难针对传统数字音频的数字失真带来的数码声进行有效的处理，特别是带内群时延过大、偶次谐波丧失，奇次谐波过度，听感毛刺，不润泽，不通透等现象进行有效处理。29.2、结构新颖，音频信号处理方式灵活多变，针对性强，可以作为解码器，数字录音机，前级放大器，纯模拟音效处理器等使用一机多用，使用搭配更灵活，有效提高此台音频处理设备在整个录放音过程中的使用价值，因此有效提高数字音源效果，并且去除数字音频中因为时钟和数码误差产生的所谓数码声对音质的劣化效果。附图说明30.图1为本发明的电路原理图。31.图2为图1中第一处理电路的局部放大示意图。32.图3为图1中第二处理电路的局部放大示意图。33.图4为图1中第三处理电路的局部放大示意图。34.图5为图1中第四处理电路的局部放大示意图。35.图6为本发明的原理框图。具体实施方式36.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。37.如图1到5所示，本发明提供了如下技术方案：一种音频处理器，包括有本体，所述本体包括有相适配的第一控制模块、第二控制模块、信号转换模块、第三控制模块以及信号输出模块，第二控制模块包括有第二控制芯片u8以及与外部输入信号相连接的信号输入接口，第二控制模块将外部输入信号进行处理并传输给信号转换模块，信号转换模块包括有依次电性连接的数模转换子模块、模拟处理子模块和模数转换子模块，信号转换模块将第二控制模块传输来的信号依次通过数模转换子模块、模拟处理子模块和模数转换子模块，从而将数字信号转换为模拟信号，再对模拟信号进行放大滤波校准以及激励处理，最后再转换回数字信号并传输给第三控制模块，第三控制模块包括有与第二控制芯片u8相互电性连接的第三控制芯片u10，第三控制模块通过第三控制芯片u10对模拟信号进行处理再通过信号输出模块输出音频信号；所述第二控制芯片u8和第三控制芯片u10均设置为ep20k160etc144-3型单片机；外部输入的信号经过第二控制芯片处理后再通过数模转换模块转换为模拟信号，并对模拟信号进行对模拟信号进行放大滤波校准以及激励处理，处理方式受第二控制模块控制的继电器k1、k2的动作下进行切换选择，避免单纯数字处理，提高音质音效后再转换回数字信号进行输出音频信号。38.所述第一控制模块包括有第一控制芯片u4以及与第一控制芯片u4电性连接的第一控制电路，第一控制芯片u4设置为stm32f103c8t6型单片机，第一控制芯片u4与所述第二控制芯片u8相互电性连接，第一控制芯片u4和第二控制芯片u8相互电性连接使得两者之间的信息可以相互传递，第一控制芯片u4能根据第二控制芯片u4的反馈信息进行处理修正，从而提高音频处理器输出的音质。39.所述数模转换子模块和模数转换子模块分别设置有数模转换芯片u1和模数转换芯片u9，数模转换芯片u1设置为es9028qm型高性能dac转换器，模数转换芯片u9设置为es9822型高性能adc转换器，数模转换芯片u1和模数转换芯片u9分别将传输的数字信号转换为模拟信号和传输的模拟信号转换为数字信号，以便模拟处理子模块对信号进行处理，提高音频处理器输出的音质。40.所述模拟处理子模块包括有相互电性连接的第一处理电路、第二处理电路、第三处理电路和第四处理电路，且第一处理电路、第二处理电路、第三处理电路和第四处理电路的两端通过继电器k1、k2分别与所述数模转换子模块和模数转换子模块相互电性连接，继电器k1、k2进行切换选择第一处理电路、第二处理电路、第三处理电路和第四处理电路中的一种或多种对模拟信号进行处理，且继电器k1、k2均与所述第二控制模块相互电性连接，继电器j1和j2进行切换选择时可以选择不同的处理电路，使得信号经过模拟处理子电路处理后能产生多种处理结果，从而达到多种音效的效果，提高音频处理器的整体性能。41.所述本体还包括有第一存储模块和第二存储模块，第一存储模块和第二存储模块分别设置有存储芯片u11、u12，存储芯片u11、u12均设置为hy57v561620ct-h型存储器且分别与所述第二控制芯片u8和第三控制芯片u10相互电性连接，通过设置第一存储模块和第二存储模块以提高第二控制芯片u8和第三控制芯片u10的工作性能，便于对信号进行处理。42.所述信号输出模块包括有dsd信号输入接口i、dsd信号输出接口ii、spfid信号输出接口、pcm信号输出接口i和pcm信号输出接口ii，信号输出模块通过dsd信号输入接口i、dsd信号输出接口ii输出2路dsd信号，通过pcm信号输出接口i和pcm信号输出接口ii输出2路pcm信号，使得音频处理器可以输出多路信号便于用户进行使用。43.所述第一控制模块还设置有与所述第一控制芯片u4相互电性连接的控制器接口和显示屏接口，控制器接口和显示屏接口上分别连接有飞梭控制器和oled显示屏，飞梭控制器通过控制器接口与第一控制芯片u4进行信号连接，使得飞梭控制器能对第一控制模块进行控制进而对音频处理器整体工作状态进行控制，oled显示用于显示音频处理器工作状态和各项参数，便于用户进行人机交互和控制。44.综上所述，本发明具有以下有益效果：45.通过将输入信号转换为模拟信号，并对模拟信号进行对模拟信号进行放大滤波校准以及激励处理，再转换回数字信号进行输出音频信号，代替单纯的数字算法提升音质的效果，避免了单纯的数字程序运算模式处理后的音频信号听感会存在声音呆板，音效单一，以及无法对音频信号进行多级个性算法处理的弊端。46.另一方面，如图6所示，本发明提供了如下技术方案：一种基于音频处理器的音频处理方法，包括如下步骤：47.步骤1、第一控制模块中第一控制芯片u4控制第二控制模块中的第二控制芯片u8进行开始工作；第一控制芯片u4通过控制器接口和显示屏接口上分别与飞梭控制器和oled显示屏实现信息交互，用户可以通过飞梭控制器对音频处理器进行控制；48.步骤2、第二控制模块中的第二控制芯片u8通过信号输入接口接收外部的传输信号，传输信号包括iis、dsd、spdif信号，第二控制芯片u8对外部的传输信号进行时钟同步、fifo和纠错处理，然后输送给信号转换模块；49.步骤3、信号转换模块通过数模转换子模块、信号处理子模块和模数转换子模块对传输的信号转换为模拟信号、信号处理以及再次转换为数字信号，信号处理子模块中的信号处理方式可以选择切换；50.步骤4、第三控制模块中的第三控制芯片u10对信号转换模块传递信号进行接收并通过信号输出模块进行输出，同时第三控制芯片u10与第二控制芯片u8进行信息交互反馈；51.其中，步骤3中，52.1)数模转换子模块：将第二控制芯片u8处理传送的数字信号转换为模拟信号；53.2)信号处理子模块：将模拟信号通过第一处理电路、第二处理电路、第三处理电路和第四处理电路中的一种或多种，使得模拟信号可以进行放大滤波校准以及激励中一种或多种的组合处理；54.3)模数转换子模块：将模拟信号再重新转换为数字信号；55.4)信号处理子模块进行信号处理时，第二控制芯片u8通过控制继电器k1、k2接通方式，从而对信号处理模式进行切换选择。56.综上所述，本发明具有以下有益效果：57.1、通过第二控制模块、信号转换模块和第三控制模块的相互配合，将外部输入信号在第二控制模块中进行简单的处理，再在信号转换模块中多种处理方式进行处理，最后第三控制模块简单处理再输出，避免了单纯算法电路的音效处理器很难针对传统数字音频的数字失真带来的数码声进行有效的处理，特别是带内群时延过大、偶次谐波丧失，奇次谐波过度，听感毛刺，不润泽，不通透等现象进行有效处理。58.2、结构新颖，音频信号处理方式灵活多变，针对性强，可以作为解码器，数字录音机，前级放大器，纯模拟音效处理器等使用一机多用，使用搭配更灵活，有效提高此台音频处理设备在整个录放音过程中的使用价值，因此有效提高数字音源效果，并且去除数字音频中因为时钟和数码误差产生的所谓数码声对音质的劣化效果。59.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。









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