專利名稱：音頻發(fā)射芯片、音頻接收芯片和無線麥克風(fēng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子領(lǐng)域，尤其涉及一種音頻發(fā)射芯片、音頻接收芯片和無線麥克風(fēng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人們在會議室、舞臺等較大的空間進(jìn)行交流活動時，因自然聲源(如演講、樂器演奏和演唱等)發(fā)出的聲音能量是有限的，其聲壓級隨著傳播距離的增大而迅速衰減，再加上環(huán)境噪聲的影響，使聲音的傳播距離更短，因此需要使用麥克風(fēng)將聲源的信號放大，有效地提高聲場范圍內(nèi)的聲壓級，增大聲音的傳播距離。麥克風(fēng)分為有線麥克風(fēng)和無線麥克風(fēng)兩種，其中，無線麥克風(fēng)由于攜帶和使用都比較方便，得到廣泛的應(yīng)用。無線麥克風(fēng)的工作原理是采用麥克風(fēng)將來自聲源的聲音信號轉(zhuǎn)化為音頻信號，該音頻信號經(jīng)音頻發(fā)射機(jī)調(diào)制為射頻信號后，通過天線將該射頻信號以電磁波的形式從空中發(fā)射出去。該電磁波通過天線接收后，經(jīng)音頻接收機(jī)進(jìn)行解調(diào)得到音頻信號，該音頻信號傳送至揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)化為聲音。無線麥克風(fēng)傳遞的音頻信號通常為高保真信號，頻率為20Ηζ 20ΚΗζ。
無線麥克風(fēng)除了需要傳輸音頻信號外，還需要傳輸一些輔助信息，比如電池電壓、開關(guān)機(jī)、音量調(diào)節(jié)、燈光系統(tǒng)的操作等信息，從而方便用戶的使用。但是如何在傳輸音頻信號的同時對輔助信息進(jìn)行傳輸，尚沒有有效的解決方案。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種音頻發(fā)射芯片、音頻接收芯片和無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)同時對音頻信號和輔助信息進(jìn)行發(fā)射和接收。
本發(fā)明提供一種音頻發(fā)射芯片，包括
發(fā)射前端處理模塊，用于對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制，將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，得到復(fù)合信號，其中，所述調(diào)制后的輔助信息的頻率與所述音頻信號的頻率不同；
調(diào)制器，用于根據(jù)信道選擇信號，將所述復(fù)合信號調(diào)制為射頻信號；
所述發(fā)射前端處理模塊和所述調(diào)制器集成在單個的集成電路中。
本發(fā)明還提供一種音頻發(fā)射方法，包括
對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制，將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，得到復(fù)合信號，其中，所述調(diào)制后的輔助信息的頻率與所述音頻信號的頻率不同；
根據(jù)信道選擇信號，將所述復(fù)合信號調(diào)制為射頻信號；
上述步驟在單個的集成電路中實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明還提供一種音頻接收芯片，包括
接收前端處理模塊，用于根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；
解調(diào)器，用于對所述接收前端處理模塊輸出的信號進(jìn)行解調(diào)處理，得到復(fù)合信號，其中，所述復(fù)合信號為動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息的疊加，所述調(diào)制后的輔助信息的頻率與所述音頻信號的頻率不同；音頻處理模塊，用于對所述復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號；輔助信息處理模塊，用于對所述復(fù)合信號進(jìn)行濾波和解調(diào)處理，得到輔助信息；所述接收前端處理模塊、所述解調(diào)器、所述音頻處理模塊和所述輔助信息處理模塊集成在單個的集成電路中。本發(fā)明還提供一種音頻接收方法，包括根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；對下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后的信號進(jìn)行解調(diào)處理，得到復(fù)合信號，其中，所述復(fù)合信號為動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息的疊加，所述調(diào)制后的輔助信息的頻率與所述音頻信號的頻率不同；對所述復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號；對所述復(fù)合信號進(jìn)行濾波和解調(diào)處理，得到輔助信息；上述步驟在單個的集成電路中實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還提供一種具有音頻發(fā)射芯片的便攜設(shè)備，包括信道選擇接口 ；音頻信號輸入接口 ；前述音頻發(fā)射芯片；射頻信號輸出接口。本發(fā)明還提供一種具有音頻接收芯片的便攜設(shè)備，包括射頻信號輸入接口 ；信道選擇接口 ；前述的音頻接收芯片；音頻信號輸出接口 ；輔助信息輸出接口。本發(fā)明還提供一種無線通信系統(tǒng)，包括音頻發(fā)射機(jī)和音頻接收機(jī)，所述音頻發(fā)射機(jī)包括前述的音頻發(fā)射芯片，所述音頻接收機(jī)包括前述的音頻接收芯片。本發(fā)明還提供一種無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，包括麥克風(fēng)、音頻發(fā)射機(jī)和音頻接收機(jī)，所述音頻發(fā)射機(jī)包括前述的音頻發(fā)射芯片，所述音頻接收機(jī)包括前述的音頻接收芯片。在本發(fā)明中，在發(fā)射端，首先，對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制，將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，然后根據(jù)信道選擇信號，將疊加后的信號調(diào)制為射頻信號，從而實(shí)現(xiàn)了音頻信號和輔助信號的同時發(fā)射。在接收端，首先，根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，對處理后的信號進(jìn)行解調(diào)處理，得到復(fù)合信號，然后，對復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號，對復(fù)合信號進(jìn)行濾波和解調(diào)處理，得到輔助信息，從而同時實(shí)現(xiàn)了音頻信號和輔助信息的接收。CN 102932704 A書明說3/10 頁


圖I為本發(fā)明音頻發(fā)射芯片第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明音頻發(fā)射芯片第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為本發(fā)明音頻發(fā)射芯片第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為本發(fā)明音頻發(fā)射方法第一實(shí)施例的流程示意圖
圖5為本發(fā)明音頻發(fā)射方法第二實(shí)施例的流程示意圖
圖6為本發(fā)明音頻發(fā)射方法第三實(shí)施例的流程示意圖
圖7為本發(fā)明音頻發(fā)射方法第四實(shí)施例的流程示意圖
圖8為本發(fā)明具有音頻發(fā)射芯片的便攜設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明音頻接收芯片第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖10為本發(fā)明音頻接收芯片第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
圖11為本發(fā)明音頻接收芯片第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
圖12為本發(fā)明音頻接收方法第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
圖13為本發(fā)明音頻接收方法第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
圖14為本發(fā)明音頻接收方法第三實(shí)施例的流程示意圖
圖15為本發(fā)明音頻接收方法第四實(shí)施例的流程示意圖
圖16為本發(fā)明具有音頻接收芯片的便攜設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖17為本發(fā)明無線通信系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖18為本發(fā)明無線麥克風(fēng)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
如圖I所示，為本發(fā)明音頻發(fā)射芯片第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該音頻發(fā)射芯片可以包括發(fā)射前端處理模塊11和調(diào)制器12。發(fā)射前端處理模塊11和調(diào)制器12集成在單個的集成電路中，該集成電路可以采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝、BiCMOS工藝或任何其他想要采用的工藝或工藝的組合來實(shí)現(xiàn)。
其中，發(fā)射前端處理模塊11用于對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制，將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，得到復(fù)合信號，其中，調(diào)制后的輔助信息的頻率與音頻信號的頻率不同。調(diào)制器12用于根據(jù)信道選擇信號，將復(fù)合信號調(diào)制為射頻信號。
具體地，音頻信號的頻率范圍為20Hz 20KHz，從(Γ20Ηζ、以及20kHz以上的頻段為空閑頻段，根據(jù)無線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，可以借助該空閑頻段發(fā)送輔助信息。例如調(diào)制后的輔助信息所占的頻率范圍為30KHC40KHZ，這樣與音頻信號的頻率范圍有一定的間隔，減小干擾。另外，發(fā)射前端處理模塊11對輔助信息進(jìn)行調(diào)制時，可以采用二進(jìn)制相移鍵控(Binary Phase Shift Keying,簡稱BPSK)調(diào)制、幅移鍵控(amplitude shift keying,簡稱ASK) 調(diào)制、頻移鍵控(frequency shift keying,簡稱FSK)調(diào)制或任何其他想要采用的調(diào)制方式。調(diào)制器12可以為頻率調(diào)制器或幅度調(diào)制器，例如頻率綜合器(synthesizer)、鎖相環(huán)坐坐寸寸ο
對于高動態(tài)范圍的發(fā)射端，以最大音頻信號作為參考，音頻信號的幅度最低能6到-IlOdBfs,而無線傳輸系統(tǒng)的噪聲的幅度一般有-60dBfs，如果不做任何處理，音頻小信號將淹沒在噪聲中。音頻壓擴(kuò)技術(shù)在發(fā)射端將音頻小信號放大，增益與小信號幅度有關(guān)，信號越小，增益越大。比如，將-IlOdBFS的音頻信號放大到-55dBFS，-80dBFS的音頻信號放大到-40dBv，OdBFS的信號仍然保持OdBv。這樣，發(fā)射端最小信號也有_55dBFSv，高于-60dBv的噪聲，音頻信號動態(tài)范圍得到保證。與此對應(yīng)，在接收端將接收信號乘以相應(yīng)的擴(kuò)展增益以還原音頻信號，擴(kuò)展增益與接收到的信號幅度有關(guān)，信號越小，擴(kuò)展增益越低，比如，-55dBv信號擴(kuò)展到-llOdBv，-40dBv的信號擴(kuò)展到-80dBv，0dBv信號仍然保持OdBv0在本實(shí)施例中，發(fā)射前端處理模塊11對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制，將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，然后，調(diào)制器12根據(jù)信道選擇信號，將疊加后的信號調(diào)制為射頻信號，從而實(shí)現(xiàn)了音頻信號和輔助信號的同時發(fā)射。再參見圖I，本實(shí)施例在包括發(fā)射前端處理模塊11和調(diào)制器12的基礎(chǔ)上，還可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器13，與發(fā)射前端處理模塊11連接，用于對音頻信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的音頻信號發(fā)送給發(fā)射前端處理模塊11。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器13與發(fā)射前端處理模塊11和調(diào)制器12 —同集成在集成電路中。再參見圖I，本實(shí)施例在包括發(fā)射前端處理模塊11和調(diào)制器12的基礎(chǔ)上，或者在包括發(fā)射前端處理模塊11、調(diào)制器12和模數(shù)轉(zhuǎn)換器13的基礎(chǔ)上，還可以包括功率放大器14，連接在調(diào)制器12的輸出端，用于對調(diào)制器12輸出的射頻信號進(jìn)行功率放大。功率放大器14的增益可以是固定值，也可以是可調(diào)的。功率放大器14與發(fā)射前端處理模塊11和調(diào)制器12 —同集成在單個的集成電路中，或者功率放大器14與前端處理模塊11、調(diào)制器12和模數(shù)轉(zhuǎn)換器13 —同集成在單個的集成電路中。進(jìn)一步地，再參見圖I，發(fā)射前端處理模塊11可以包括動態(tài)范圍收縮單元111、輔助信息調(diào)制器112和加法器113。加法器113分別與動態(tài)范圍收縮單元111和輔助信息調(diào)制器112連接。其中，動態(tài)范圍收縮單元111用于對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理；輔助信息調(diào)制器112用于對輔助信息進(jìn)行調(diào)制；加法器113用于將動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加。如圖2所示，為本發(fā)明音頻發(fā)射芯片第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與上一實(shí)施例的不同之處在于，發(fā)射前端處理模塊11除了可以對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮外，還可以在動態(tài)范圍收縮之前對音頻信號進(jìn)行預(yù)加重處理，此時，發(fā)射前端處理模塊11中還可以包括預(yù)加重單元114，連接在動態(tài)范圍收縮單元111的輸入端，用于對音頻信號進(jìn)行預(yù)加重處理。此時，動態(tài)范圍收縮單元111用于對預(yù)加重處理后的音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理。如圖3所示，為本發(fā)明音頻發(fā)射芯片第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與上一實(shí)施例的不同之處在于，發(fā)射前端處理模塊11在動態(tài)范圍收縮之后對音頻信號進(jìn)行預(yù)加重處理，預(yù)加重單元114連接在動態(tài)范圍收縮單元111的輸出端，用于對收縮處理后的音頻信號進(jìn)行預(yù)加重處理；此時，加法器113用于將預(yù)加重處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行置加。如圖4所示，為本發(fā)明音頻發(fā)射方法第一實(shí)施例的流程示意圖，可以包括如下步CN 102932704 A書明說5/10 頁驟
步驟41、對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制，將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，得到復(fù)合信號；
其中，調(diào)制后的輔助信息的頻率與音頻信號的頻率不同。
步驟42、根據(jù)信道選擇信號，將復(fù)合信號調(diào)制為射頻信號；
在步驟42中，可以采用頻率調(diào)制或幅度調(diào)制的方式，將復(fù)合信號調(diào)制為射頻信號。
可選地，步驟42之后還可以包括如下步驟
步驟43、對射頻信號進(jìn)行功率放大。
其中，步驟41可以由圖I中的發(fā)射前端處理模塊11來執(zhí)行，步驟42可以由圖I 中的調(diào)制器12來執(zhí)行，步驟43可以由圖I中的功率放大器14來執(zhí)行。
本實(shí)施例先對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制，將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加得到復(fù)合信號，然后根據(jù)信道選擇信號，將復(fù)合信號調(diào)制為射頻信號，從而實(shí)現(xiàn)了音頻信號和輔助信號的同時發(fā)射。
如圖5所示，為本發(fā)明音頻發(fā)射方法第二實(shí)施例的流程示意圖，在圖4所示流程示意圖的基礎(chǔ)上，步驟41之前還可以包括如下步驟
步驟51、對音頻信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
步驟51可以由圖I中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器13來執(zhí)行。
如圖6所示，為本發(fā)明音頻發(fā)射方法第三實(shí)施例的流程示意圖，與圖4所示流程示意圖的不同之處在于，步驟41具體可以為如下步驟
步驟61、對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理和預(yù)加重處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制， 將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，得到復(fù)合信號。
在步驟61中，可以先對音頻信號進(jìn)行預(yù)加重處理，再對預(yù)加重處理后的音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，該過程可以由圖2所示的發(fā)射前端處理模塊11來執(zhí)行；或者，先對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，然后再對動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號進(jìn)行預(yù)加重處理，該過程可以由圖3所示的發(fā)射前端處理模塊11來執(zhí)行。
如圖7所示，為本發(fā)明音頻發(fā)射方法第四實(shí)施例的流程示意圖，與圖5所示流程示意圖的不同之處在于，步驟41具體可以為如下步驟
步驟61、對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理和預(yù)加重處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制， 將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，得到復(fù)合信號。
在步驟61中，可以先對音頻信號進(jìn)行預(yù)加重處理，再對預(yù)加重處理后的音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，該過程可以由圖2所示的發(fā)射前端處理模塊11來執(zhí)行；或者，先對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，然后再對動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號進(jìn)行預(yù)加重處理，該過程可以由圖3所示的發(fā)射前端處理模塊11來執(zhí)行。
如圖8所示，為本發(fā)明具有音頻發(fā)射芯片的便攜設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，可以包括信道選擇接口 81、音頻信號輸入接口 82、音頻發(fā)射芯片83和射頻信號輸出接口 84。信道選擇接口 81、音頻信號輸入接口 82和射頻信號輸出接口 84分別與音頻發(fā)射芯片83連接。
其中,信道選擇接口 81用于輸入信道選擇信號；音頻信號輸入接口 82用于輸入音`8頻信號；音頻發(fā)射芯片83用于對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制， 將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加得到復(fù)合信號，根據(jù)信道選擇信號，將復(fù)合信號調(diào)制為射頻信號，其中，調(diào)制后的輔助信息的頻率與音頻信號的頻率不同；射頻信號輸出接口 84用于輸出射頻信號。
進(jìn)一步地，該便攜設(shè)備具體可以為無線麥克風(fēng)發(fā)射機(jī)。
需要說明的是，音頻發(fā)射芯片83可以為前述音頻發(fā)射芯片實(shí)施例，在此不再贅述。
如圖9所示，為本發(fā)明音頻接收芯片第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該音頻接收芯片可以包括接收前端處理模塊91、解調(diào)器92、音頻處理模塊93和輔助信息處理模塊94。解調(diào)器92與接收前端處理模塊91連接，音頻處理模塊93和輔助信息處理模塊94分別與解調(diào)器92連接。接收前端處理模塊91、解調(diào)器92、音頻處理模塊93和輔助信息處理模塊94 可以集成在單個的集成電路中。該集成電路可以采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝、 BiCMOS工藝或任何其他想要采用的工藝或工藝的組合來實(shí)現(xiàn)。
接收前端處理模塊91用于根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，該射頻信號可以為調(diào)幅信號或調(diào)頻信號；解調(diào)器92用于對復(fù)合信號進(jìn)行解調(diào)處理，得到復(fù)合信號，其中，復(fù)合信號為動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息的疊加，調(diào)制后的輔助信息的頻率與音頻信號的頻率不同，當(dāng)射頻信號為調(diào)幅信號時，解調(diào)器92為調(diào)幅解調(diào)器，當(dāng)射頻信號為調(diào)頻信號時，解調(diào)器92為調(diào)頻解調(diào)器；音頻處理模塊93用于對基帶信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號；輔助信息處理模塊94用于對基帶信號進(jìn)行濾波和解調(diào)處理，得到輔助信息。其中，在復(fù)合信號中，音頻信號的頻率范圍為2(Γ20ΚΗζ，輔助信號的頻率范圍與音頻信號的頻率范圍不同。在本實(shí)施例中，輔助信號的頻率范圍為30ΚΗζ 40ΚΗζ。
在本實(shí)施例中，接收前端處理模塊91根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，解調(diào)器92對接收前端處理模塊91輸出的信號進(jìn)行解調(diào)處理， 得到復(fù)合信號，音頻處理模塊93對復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號，輔助信息處理模塊94對復(fù)合信號進(jìn)行濾波和解調(diào)處理，得到輔助信息，從而同時實(shí)現(xiàn)了音頻信號和輔助信息的接收。
進(jìn)一步地，接收前端處理模塊91可以包括下變頻單元911和模數(shù)轉(zhuǎn)換器13。其中，下變頻單元911用于根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理；模數(shù)轉(zhuǎn)換器13用于對下變頻處理后的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。下變頻單元911可以被構(gòu)造為超外差結(jié)構(gòu)、中頻結(jié)構(gòu)或零中頻結(jié)構(gòu)。
音頻處理模塊93可以包括低通濾波器931、動態(tài)范圍擴(kuò)展單元932和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 933。其中，低通濾波器931用于對復(fù)合信號進(jìn)行低通濾波；動態(tài)范圍擴(kuò)展單元932用于對低通濾波后的信號進(jìn)行動態(tài)范圍擴(kuò)展處理；數(shù)模轉(zhuǎn)換器933用于對動態(tài)范圍擴(kuò)展處理后的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到音頻信號。
輔助信息處理模塊94可以包括高通濾波器941和輔助信息解調(diào)器942。其中，高通濾波器941用于對復(fù)合信號進(jìn)行高通濾波；輔助信息解調(diào)器942用于對高通濾波后的信號進(jìn)行解調(diào)，得到輔助信息。輔助信息解調(diào)器942可以支持BPSK解調(diào)、ASK解調(diào)、FSK解調(diào)或其他任何想要采用的解調(diào)方式。9
在發(fā)射端，對音頻小信號動態(tài)范圍壓縮之后，在音頻信道之外增加輔助信道共同發(fā)射，在接收端，接收到的信號為音頻小信號與輔助信號的疊加。采用了音頻壓擴(kuò)技術(shù)的接收端根據(jù)接收到的信號幅度確定擴(kuò)展增益，以還原音頻小信號。但是，音頻小信號上疊加的輔助信號會影響接收端對信號幅度的判斷，從而影響接收端的擴(kuò)展增益，使得擴(kuò)展增益不夠低，不能有效降低接收端噪聲，從而惡化動態(tài)范圍。舉個例子，假設(shè)發(fā)射端動態(tài)范圍為 IlOdB,發(fā)射端發(fā)射-IlOdBv的噪聲小信號，經(jīng)過動態(tài)范圍壓縮技術(shù)，信道中的主信號幅度為-55dBv。此時加入輔助信道，假設(shè)輔助信道的信號幅度為_20dBv，那么在接收端看到的信號幅度為_20dBv左右，接收端提供的擴(kuò)展增益就由-55dB變成了為_20dB，經(jīng)過擴(kuò)展，得到的噪聲信號幅度為_75dBv，于是接收端的動態(tài)范圍由IlOdB變成了 75dB。為了減小輔助信道對音頻信號動態(tài)范圍的影響，采用低通濾波器921對復(fù)合信號進(jìn)行低通濾波，從復(fù)合信號中分離出音頻信號，采用高通濾波器931對復(fù)合信號進(jìn)行高通濾波，從復(fù)合信號中分離出輔助信息。由于輔助信息的頻率范圍與音頻信號的頻率范圍比較靠近，所需濾波器的過渡帶比較窄，若采用模擬濾波方式，電路設(shè)計(jì)難度高，電路規(guī)模大，而在本實(shí)施例中，低通濾波器921和高通濾波器931均為數(shù)字濾波器，電路設(shè)計(jì)難度較低，并且電路規(guī)模較小。
如圖10所示，為本發(fā)明音頻接收芯片第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與圖9所示結(jié)構(gòu)示意圖的不同之處在于，動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號為預(yù)加重處理和動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號，也就是說，音頻信號曾經(jīng)在發(fā)射端進(jìn)行過動態(tài)范圍收縮和預(yù)加重兩重處理，音頻處理模塊93用于對預(yù)加重處理和動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展、去加重處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號。音頻處理模塊93可以包括依次串聯(lián)連接的低通濾波器931、去加重單元934、動態(tài)范圍擴(kuò)展單元932和數(shù)模轉(zhuǎn)換器933。其中，低通濾波器931用于對復(fù)合信號進(jìn)行低通濾波；去加重單元934用于對低通濾波后的信號進(jìn)行去加重處理；動態(tài)范圍擴(kuò)展單元932用于對去加重處理后的信號進(jìn)行動態(tài)范圍擴(kuò)展處理；數(shù)模轉(zhuǎn)換器933用于對動態(tài)范圍擴(kuò)展處理后的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到音頻信號。
如圖11所示,為本發(fā)明音頻接收芯片第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，與圖10所示結(jié)構(gòu)示意圖的不同之處在于，動態(tài)范圍擴(kuò)展單元932連接在低通濾波器931與去加重單元934 之間。低通濾波器931用于對復(fù)合信號進(jìn)行低通濾波；動態(tài)范圍擴(kuò)展單元932用于對低通濾波后的信號進(jìn)行動態(tài)范圍擴(kuò)展處理；去加重單元934用于對動態(tài)范圍擴(kuò)展處理后的信號進(jìn)行去加重處理；數(shù)模轉(zhuǎn)換器933用于對去加重處理后的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到音頻信號。
如圖12所示，為本發(fā)明音頻接收方法第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，可以包括如下步驟
步驟1201、根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；
其中，該射頻信號可以為調(diào)頻信號或調(diào)幅信號，下變頻處理可以為超外差方式、中頻方式或零中頻方式的下變頻處理；
步驟1202、對下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后的信號進(jìn)行解調(diào)處理，得到復(fù)合信號;
其中，復(fù)合信號為動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息的疊加， 調(diào)制后的輔助信息的頻率與音頻信號的頻率不同，當(dāng)射頻信號為調(diào)幅信號時，該步驟進(jìn)行的是幅度解調(diào)，當(dāng)射頻信號為調(diào)頻信號時，該步驟進(jìn)行的是頻率解調(diào)；
步驟1203、對復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號；
步驟1204、對復(fù)合信號進(jìn)行濾波和解調(diào)處理，得到輔助信息；
其中，可以采用BPSK解調(diào)、ASK解調(diào)、FSK解調(diào)或任何其他想要采用的解調(diào)方式對濾波后的復(fù)合信號進(jìn)行解調(diào)。
步驟1203和步驟1204之間沒有嚴(yán)格的時序關(guān)系。
步驟1201可以由圖9所示的接收前端處理模塊91來執(zhí)行，步驟1202可以由解調(diào)器92來執(zhí)行，步驟1203可以由音頻處理模塊93來執(zhí)行，步驟1204可以由輔助信息處理模塊94來執(zhí)行。
在本實(shí)施例中，先根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，再對處理后的信號進(jìn)行解調(diào)處理，得到復(fù)合信號，最后對復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號，同時對復(fù)合信號進(jìn)行濾波和解調(diào)處理，得到輔助信息，從而實(shí)現(xiàn)了音頻信號和輔助信息的同時接收。
如圖13所示，為本發(fā)明音頻接收方法第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖12所示流程示意圖的基礎(chǔ)上，步驟1201可以包括如下步驟
步驟12011、根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理；
該步驟可以由圖9所示的下變頻單元911來執(zhí)行；
步驟12012、對下變頻處理后的信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
該步驟可以由圖9所示的模數(shù)轉(zhuǎn)換器13來執(zhí)行。
步驟1203可以包括如下步驟
步驟12031、對復(fù)合信號進(jìn)行低通濾波；
該步驟可以由圖9中的低通濾波器931來執(zhí)行；
步驟12032、對低通濾波后的信號進(jìn)行動態(tài)范圍擴(kuò)展；
該步驟可以由圖9中的動態(tài)范圍擴(kuò)展單元932來執(zhí)行；
步驟12033、對動態(tài)范圍擴(kuò)展后的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到音頻信號；
該步驟可以由圖9中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器933來執(zhí)行。
步驟1204可以包括如下步驟
步驟12041、對復(fù)合信號進(jìn)行高通濾波；
該步驟可以由圖9中的高通濾波器941來執(zhí)行；
步驟12042、對高通濾波后的信號進(jìn)行解調(diào)，得到輔助信息；
該步驟可以由圖9中的輔助信息解調(diào)器942來執(zhí)行。
如圖14所示，為本發(fā)明音頻接收方法第三實(shí)施例的流程示意圖，與圖13所示流程示意圖中的步驟12031-12033的不同之處在于，動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號為預(yù)加重處理和動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號，因此除了對復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理外，還需要進(jìn)行去加重處理，該步驟可以包括如下步驟
步驟1401、對復(fù)合信號進(jìn)行低通濾波；
該步驟可以由圖10中的低通濾波器931來執(zhí)行；
步驟1402、對低通濾波后的信號進(jìn)行去加重處理；
該步驟可以由圖10中的去加重單元934來執(zhí)行；
步驟1403、對去加重處理后的信號進(jìn)行動態(tài)范圍擴(kuò)展處理；
該步驟可以由圖10中的動態(tài)范圍擴(kuò)展單元932來執(zhí)行；
步驟1404、對動態(tài)范圍擴(kuò)展處理后的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到音頻信號；
該步驟可以由圖10中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器933來執(zhí)行。
如圖15所示，為本發(fā)明音頻接收方法第四實(shí)施例的流程示意圖，與圖13所示流程示意圖中的步驟12031-12033的不同之處在于，除了對復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理外，還對復(fù)合信號進(jìn)行去加重處理，該步驟可以包括如下步驟
步驟1501、對復(fù)合信號進(jìn)行低通濾波；
該步驟可以由圖11中的低通濾波器931來執(zhí)行；
步驟1502、對低通濾波后的信號進(jìn)行動態(tài)范圍擴(kuò)展處理；
該步驟可以由圖11中的動態(tài)范圍擴(kuò)展單元932來執(zhí)行；
步驟1503、對動態(tài)范圍擴(kuò)展處理后的信號進(jìn)行去加重處理；
該步驟可以由圖11中的去加重單元934來執(zhí)行；
步驟1504、對去加重處理后的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到音頻信號；
該步驟可以由圖11中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器933來執(zhí)行。
如圖16所示，為本發(fā)明具有音頻接收芯片的便攜設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，可以包括信道選擇接口 81、射頻信號輸入接口 161、音頻接收芯片162和音頻信號輸出接口 163、 輔助信息輸出接口 164。信道選擇接口 81、射頻信號輸入接口 161、音頻信號輸出接口 163 和輔助信息輸出接口 164分別與音頻接收芯片162連接。
信道選擇接口 81用于輸入信道選擇信號；射頻信號輸入接口 161用于輸入射頻信號；音頻接收芯片162用于根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，對下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后的信號進(jìn)行解調(diào)處理，得到復(fù)合信號，對復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號，對復(fù)合信號進(jìn)行濾波和解調(diào)處理，得到輔助信息；其中，復(fù)合信號為動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息的疊加，調(diào)制后的輔助信息的頻率與所述音頻信號的頻率不同；音頻信號輸出接口 163用于輸出音頻信號；輔助信息輸出接口 164用于輸出輔助信息。
音頻接收芯片162可以為前述音頻接收芯片任一實(shí)施例中的音頻接收芯片，在此不再贅述。
進(jìn)一步地，該便攜設(shè)備可以為無線麥克風(fēng)接收機(jī)。
如圖17所示，為本發(fā)明無線通信系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該無線通信系統(tǒng)可以包括音頻發(fā)射機(jī)171和音頻接收機(jī)172，音頻發(fā)射機(jī)和音頻接收機(jī)172無線通信連接，其中， 音頻發(fā)射機(jī)171中包括前述音頻發(fā)射芯片任一實(shí)施例中的音頻發(fā)射芯片，音頻接收機(jī)172 中包括前述音頻接收芯片任一實(shí)施例中的音頻接收芯片，在此不再贅述。
如圖18所示，為本發(fā)明無線麥克風(fēng)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括麥克風(fēng)180、音頻發(fā)射機(jī)171和音頻接收機(jī)172，其中，音頻發(fā)射機(jī)171中包括前述音頻發(fā)射芯片任一實(shí)施例中的音頻發(fā)射芯片，音頻接收機(jī)172中包括前述音頻接收芯片任一實(shí)施例中的音頻接收芯片，在此不再贅述。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的12技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種音頻發(fā)射芯片，其特征在于，包括發(fā)射前端處理模塊，用于對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制，將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，得到復(fù)合信號，其中，所述調(diào)制后的輔助信息的頻率與所述音頻信號的頻率不同；調(diào)制器，用于根據(jù)信道選擇信號，將所述復(fù)合信號調(diào)制為射頻信號；所述發(fā)射前端處理模塊和所述調(diào)制器集成在單個的集成電路中。
2.一種音頻發(fā)射方法，其特征在于，包括對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制，將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，得到復(fù)合信號，其中，所述調(diào)制后的輔助信息的頻率與所述音頻信號的頻率不同；根據(jù)信道選擇信號，將所述復(fù)合信號調(diào)制為射頻信號；上述步驟在單個的集成電路中實(shí)現(xiàn)。
3.—種首頻接收芯片，其特征在于，包括接收前端處理模塊，用于根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；解調(diào)器，用于對所述接收前端處理模塊輸出的信號進(jìn)行解調(diào)處理，得到復(fù)合信號，其中，所述復(fù)合信號為動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息的疊加，所述調(diào)制后的輔助信息的頻率與所述音頻信號的頻率不同；音頻處理模塊，用于對所述復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號；輔助信息處理模塊，用于對所述復(fù)合信號進(jìn)行濾波和解調(diào)處理，得到輔助信息；所述接收前端處理模塊、所述解調(diào)器、所述音頻處理模塊和所述輔助信息處理模塊集成在單個的集成電路中。
4.一種音頻接收方法，其特征在于，包括根據(jù)信道選擇信號，對接收的射頻信號進(jìn)行下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；對下變頻處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后的信號進(jìn)行解調(diào)處理，得到復(fù)合信號，其中，所述復(fù)合信號為動態(tài)范圍收縮處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息的疊加，所述調(diào)制后的輔助信息的頻率與所述音頻信號的頻率不同；對所述復(fù)合信號進(jìn)行濾波、動態(tài)范圍擴(kuò)展和數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到音頻信號；對所述復(fù)合信號進(jìn)行濾波和解調(diào)處理，得到輔助信息；上述步驟在單個的集成電路中實(shí)現(xiàn)。
5.一種具有音頻發(fā)射芯片的便攜設(shè)備，其特征在于，包括信道選擇接口；音頻信號輸入接口 ；權(quán)利要求I所述的音頻發(fā)射芯片；射頻信號輸出接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜設(shè)備，其特征在于，所述便攜設(shè)備為無線麥克風(fēng)發(fā)射機(jī)。
7.一種具有音頻接收芯片的便攜設(shè)備，其特征在于，包括射頻信號輸入接口 ；信道選擇接口；權(quán)利要求3所述的音頻接收芯片；音頻信號輸出接口；輔助信息輸出接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的便攜設(shè)備，其特征在于，所述便攜設(shè)備為無線麥克風(fēng)接收機(jī)。
9.一種無線通信系統(tǒng)，包括音頻發(fā)射機(jī)和音頻接收機(jī)，其特征在于，所述音頻發(fā)射機(jī)包括權(quán)利要求I所述的音頻發(fā)射芯片，所述音頻接收機(jī)包括權(quán)利要求3所述的音頻接收芯片。
10.一種無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，包括麥克風(fēng)、首頻發(fā)射機(jī)和首頻接收機(jī)，其特征在于，所述首頻發(fā)射機(jī)包括權(quán)利要求I所述的音頻發(fā)射芯片，所述音頻接收機(jī)包括權(quán)利要求3所述的音頻接收芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種音頻發(fā)射芯片、音頻接收芯片和無線麥克風(fēng)系統(tǒng)。其中，所述音頻發(fā)射芯片包括發(fā)射前端處理模塊，用于對音頻信號進(jìn)行動態(tài)范圍收縮處理，對輔助信息進(jìn)行調(diào)制，將處理后的音頻信號和調(diào)制后的輔助信息進(jìn)行疊加，得到復(fù)合信號，其中，所述調(diào)制后的輔助信息的頻率與所述音頻信號的頻率不同；調(diào)制器，用于根據(jù)信道選擇信號，將所述復(fù)合信號調(diào)制為射頻信號；所述發(fā)射前端處理模塊和所述調(diào)制器集成在單個的集成電路中。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)同時對音頻信號和輔助信息進(jìn)行發(fā)射和接收。
文檔編號H04R1/08GK102932704SQ201210417309
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者李旭芳, 李振, 楊培 申請人:北京昆騰微電子有限公司