CN103152669A - 一种采用智能终端运算音频效果器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种采用智能终端运算音频效果器的方法，该方法将智能终端通过效果器电路与乐器连接，所述效果器电路采集所述乐器的发出的声音，并将其上传至所述智能终端，所述智能终端进行效果运算，运算完毕后再将音频信号输出至所述效果器电路，并播出。本发明可实现智能终端与效果器电路连接，采用智能终端强大的运算能力为平台，实现更专业的效果器。
Description
技术领域
本发明涉及乐器领域，特别是指一种采用智能终端运算音频效果器的方法。
背景技术
普通吉他效果器使用简单的模拟电路制作，硬件直接处理输入的模拟吉他信号，效果较少，可调节性不强，比如现有的单块失真效果器。高级吉他效果器使用专业的DSP芯片，将模拟吉他信号数字化，再进行效果运算，运算完毕后再将数字信号转换为模拟信号，送音箱输出，但这种效果器成本较高；而且DSP芯片的运算能力相对于现在的便携式终端来说，运算能力不强。
发明内容
本发明提出一种采用智能终端运算音频效果器的方法，解决了现有技术中普通效果器效果少、可调节性差的问题，以及DSP芯片运算能力不强的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种采用智能终端运算音频效果器的方法，该方法将一智能终端通过一效果器电路与乐器连接，所述效果器电路采集所述乐器的发出的声音，并将其上传至所述智能终端，所述智能终端进行效果运算，运算完毕后再将音频信号输出至所述效果器电路，并播出。
优选地，该方法包括如下步骤：
步骤1：将所述效果器电路与所述智能终端和乐器连接；
步骤2：所述效果器电路接收所述乐器发出的音频数据，并将其转换为与所述智能终端相匹配的数字信号队列，并上传至所述智能终端；
步骤3：所述智能终端接收所述数字信号队列，将其按照用户设置的参数进行效果运算，并将运算后的数字音频信号输出至所述效果器电路；
步骤4：所述效果器电路将接收的所述数字音频信号转换为模拟音频信号后，通过功放设备播出。
优选地，所述步骤3还进一步包括
步骤31：将运算后的数字音频信号输出至所述效果器电路后，所述智能终端检测并更新用户设置。
优选地，所述智能终端为安卓操作***的智能终端或苹果操作***的智能终端。
优选地，所述智能终端为苹果的便携式多功能数位多媒体播放器(IPOD)，此时，所述步骤1和步骤2之间进一步包括
步骤11：所述效果器电路上的认证模块向连接的所述苹果的便携式多功能数位多媒体播放器发送验证请求和验证数据，通过验证后，所述苹果的便携式多功能数位多媒体播放器与所述效果器电路之间开始音频数据传输。
优选地，所述效果器电路通过Usb2.0接口与所述智能终端进行数据传输。
优选地，所述效果器电路采用AT91SAM系列单片机作为控制器，采用芯片AK4556作为接收所述乐器发出的音频数据的接收器和将所述数字音频信号转换为模拟音频信号的转换器。
优选地，在所述步骤4中，所述效果器电路通过串联音频接口将运算后的模拟音频信号输出至功放设备；进一步地，所述功放设备包括扬声器和/或耳机。
优选地，所述采样频率选择电路通过所述AT91SAM系列控制器的PA23引脚的高低电平切换振荡晶体选择所述芯片AK4556的采样频率为44100Hz或48000Hz频率。
本发明可将IPHONE手机或非IPHONE手机、平板电脑等便携式设备作为效果器的数字化效果运算装置，以实现更专业的音乐效果器，通过智能终端的强大处理器来实现多种音频效果。比如可与IPHONE的30脚接口相连，通过IPHONE实现音频数据的采样、传输、与效果器的音效叠加后输出，实现了以IPHONE的强大运算能力为平台的USB Audio音频信号的采样、传输、还原，可实现更专业的效果器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的智能终端运算音频效果器的工作模块连接示意图；
图2为本发明的智能终端运算音频效果器优选实施例的工作流程示意图；
图3为本发明的效果器电路优选实施例控制器的电路连接示意图；
图4为本发明的效果器电路优选实施例数字输出模块的电路连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的采用智能终端运算音频效果器的方法，是将一智能终端通过一效果器电路与乐器连接，所述效果器电路采集所述乐器的发出的声音，并将其上传至所述智能终端，所述智能终端进行效果运算，运算完毕后再将音频信号输出至所述效果器电路，并播出。该发明的方法可实现以iPhone等智能手机或其它智能终端为平台的乐器音频信号的采样、传输和音效叠加、以及还原功能，可利用智能终端主机的强大运算能力，进行数字化的效果运算，以实现更专业的乐器效果器。
本发明具体可包括如下步骤：
步骤1：将所述效果器电路与所述智能终端和乐器连接；
步骤2：所述效果器电路接收所述乐器发出的音频数据，并将其转换为与所述智能终端相匹配的数字信号队列，并上传至所述智能终端；
步骤3：所述智能终端接收所述数字信号队列，将其按照用户设置的参数进行效果运算，并将运算后的数字音频信号输出至所述效果器电路；
步骤4：所述效果器电路将接收的所述数字音频信号转换为模拟音频信号后，通过功放设备播出。
如图1和图2所示，所述步骤3还进一步包括
步骤31：将运算后的数字音频信号输出至所述效果器电路后，所述智能终端检测并更新用户设置。
所述智能终端可以为安卓操作***的智能终端或苹果操作***的智能终端，最好为苹果操作***的便携式智能终端，故在图示的实施例中，以苹果操作***的IPHONE为示例说明本发明的工作原理。
所述智能终端也可以为苹果的便携式多功能数位多媒体播放器，即IPOD或IPHONE，若为IPOD或IPHONE设备，则需增加一认证电路模块。当所述效果器电路工作后，向连接的设备标识电路是一个MFI(Made for iPod)电路，从iPod2.0C芯片中读出证书送iPhone，然后iPhone向电路发送认证请求，电路cpu将认证请求数据发送到iPod2.0C认证芯片运算后得到认证结果，然后将认证结果送回iPhone，供iPhone识别是否正确，及是否认证成功。认证成功后，iPhone就可以使用电路的Usb2.0audio接口了，即互传音频数据。如果认证失败，则iPhone认为电路不是一个合法的MFI(Made for iPod)设备，iPhone不会使用电路的Usb2.0audio接口。
故对于IPOD或IPHONE设备，所述步骤1和步骤2之间还进一步包括
步骤11：所述效果器电路上的认证模块向连接的所述苹果的便携式多功能数位多媒体播放器发送验证请求和验证数据，通过验证后，所述苹果的便携式多功能数位多媒体播放器与所述效果器电路之间开始音频数据传输。
所述认证电路模块是MFI(Made for iPod)的配件特别要求的，若连接到Android平板电脑或普通Windows Mac电脑，则不需要MFI认证过程，电脑就可以使用电路的USB2.0接口互传音频数据。
所述效果器电路采用AT91SAM系列单片机作为控制器，采用芯片AK4556作为接收所述乐器发出的音频数据的接收器和将所述数字音频信号转换为模拟音频信号的转换器。在图3和图4所示的优选实施例中，MCU采用AT91SAM3S微控制芯片，也可采用AT91SAM7S64微控制芯片，或AT91SAM系列芯片的其它型号。MCU执行的固件程序利用图4的Codec芯片AK4556实现音频信号的编码、解码，同时实现一个Usb Audios设备，利用Usb2.0全速接口完成48000Hz，24Bits，立体声Usb Audio流的双向传输。
在所述步骤4中，所述效果器电路通过串联音频接口（即I2S标准音频接口）将运算后的模拟音频信号输出至功放设备，所述功放设备可以为扬声器或耳机，所述耳机的输出采用LM4911驱动放大电路。
所述效果器电路接收所述乐器发出的音频数据，即通过图1所示的Codec.Adc（模拟数字转换器）；在图3和图4所示的优选实施例中，音频信号通过Codec芯片AK4556的BCLK、LRCK、STDO管脚与AT91SAM7S64微控制芯片的管脚PA15、PA16、PA17连接。LIN、RIN音频信号经过Codec芯片AK4556模拟数字化后，通过Codec芯片AK4556的I2S接口（I2S接口由BCLK，LRCK，STDO三个管脚组成）送往AT91SAM7S64微控制芯片，同时AT91SAM7S64微控制芯片将处理后的数字音频信号通过I2S接口送往Codec芯片AK4556，完成模拟信号还原，生成LOUT和ROUT信号输出。
所述AT91SAM系列控制器的USB通讯接口通过三十针通讯接口与智能终端连接。如图3所示，在与IPHONE手机通讯时，采用AT91SAM7S64微控制芯片的USB通讯接口DDP和DDM管脚进行通讯，并转接为IPHONE的30Pin接口，数字音频信号经过USB接口与iPhone等智能设备交互传输；
图4中的AK4556芯片集图1中的T1.Codec.Adc（模拟数字转换器）和T1.Codec.Dac（数字模拟转换器）于一体。所述AT91SAM系列控制器上还连接有耳机输出模块，即图4中所示的LM4911芯片电路，用于放大T1.Codec.Dac（数字模拟信号转换器）输出的信号。所述AT91SAM系列控制器上还连接有采样频率选择电路。所述采样频率选择电路通过所述AT91SAM系列控制器的PA23引脚的高低电平切换振荡晶体选择所述芯片AK4556的采样频率为44100Hz或48000Hz频率。
采用本发明的方法可在智能终端上运行相应的效果运算软件，可实现多种效果，比现有的效果器芯片运算能力更强。智能终端可以为IPHONE手机、IPAD等苹果操作***的便携式智能终端，也可采用现有的智能手机或平板电脑。
本发明并不限于图1所示的仅与IPHONE连接或仅应用于吉他上，本领域的技术人员可以推知其它的乐器也可采用本方法，仅需将相应的音频信号输入替换为可与智能终端相匹配的电路模块即可。另外，控制器也可采用本领域内常用的AT91SAM系列芯片以外的芯片，而只要能实现本发明所阐述的功能即可。由于AT91SAM系列芯片以及图示中的各放大器或芯片均属于商业化产品，其接口原理可参考数据手册，故在此不再赘述。
本发明可充分利用iPhone等智能终端的强大运算能力，实现功能复杂丰富的专业效果器，是普通效果器所无法比拟的，其性能也超越了普通的DSP芯片效果器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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。
Claims (10)
1.一种采用智能终端运算音频效果器的方法，其特征在于，该方法将一智能终端通过一效果器电路与乐器连接，所述效果器电路采集所述乐器的发出的声音，并将其上传至所述智能终端，所述智能终端进行效果运算，运算完毕后再将音频信号输出至所述效果器电路，并播出。
2.如权利要求1所述的采用智能终端运算音频效果器的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1：将所述效果器电路与所述智能终端和乐器连接；
步骤2：所述效果器电路接收所述乐器发出的音频数据，并将其转换为与所述智能终端相匹配的数字信号队列，并上传至所述智能终端；
步骤3：所述智能终端接收所述数字信号队列，将其按照用户设置的参数进行效果运算，并将运算后的数字音频信号输出至所述效果器电路；
步骤4：所述效果器电路将接收的所述数字音频信号转换为模拟音频信号后，通过功放设备播出。
3.如权利要求2所述的采用智能终端运算音频效果器的方法，其特征在于，所述步骤3还进一步包括
步骤31：将运算后的数字音频信号输出至所述效果器电路后，所述智能终端检测并更新用户设置。
4.如权利要求2所述的采用智能终端运算音频效果器的方法，其特征在于，所述智能终端为安卓操作***的智能终端或苹果操作***的智能终端。
5.如权利要求4所述的采用智能终端运算音频效果器的方法，其特征在于，所述智能终端为苹果的便携式多功能数位多媒体播放器。
6.如权利要求5所述的采用智能终端运算音频效果器的方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2之间进一步包括
步骤11：所述效果器电路上的认证模块向连接的所述苹果的便携式多功能数位多媒体播放器发送验证请求和验证数据，通过验证后，所述苹果的便携式多功能数位多媒体播放器与所述效果器电路之间开始音频数据传输。
7.如权利要求2所述的采用智能终端运算音频效果器的方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述效果器电路通过串联音频接口将运算后的模拟音频信号输出至功放设备。
8.如权利要求7所述的采用智能终端运算音频效果器的方法，其特征在于，所述功放设备包括扬声器和/或耳机。
9.如权利要求1所述的采用智能终端运算音频效果器的方法，其特征在于，所述效果器电路通过Usb2.0接口与所述智能终端进行数据传输。
10.如权利要求9所述的采用智能终端运算音频效果器的方法，其特征在于，所述效果器电路采用AT91SAM系列单片机作为控制器，采用芯片AK4556作为接收所述乐器发出的音频数据的接收器和将所述数字音频信号转换为模拟音频信号的转换器。
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