CN103633950B

CN103633950B - 车载多媒体设备的功放控制装置及功放控制方法

Info

Publication number: CN103633950B
Application number: CN201310649650.4A
Authority: CN
Inventors: 王卫东
Original assignee: Guangdong Coagent Electronics S&T Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Foshan Co Ltd
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: CN103633950A

Abstract

本发明公开车载多媒体设备的功放控制装置及功放控制方法，所述功放控制装置包括音频处理单元、控制单元、功放单元和音频接口，音频处理单元、功放单元和音频接口依次连接，所述控制单元连接音频处理单元和功放单元。本发明由控制单元根据外部输入的模式指令生成相应的调控信号，功放单元根据所述调控信号选择相应大小的增益等级，对音频处理后的音频信号进行该增益等级的放大处理后输出，能根据带或不带功放车型选择不同的功放增益等级进行相应的放大处理，提高了兼容性，避免了现有技术根据是否带功放来设计不同的硬件电路，简化了功放控制方式，大大节省了成本。

Description

车载多媒体设备的功放控制装置及功放控制方法

技术领域

本发明涉及车载多媒体技术，尤其涉及一种车载多媒体设备的功放控制装置及功放控制方法。

背景技术

许多车辆上都配置有车载多媒体，其具有收听广播、GPS导航、路面视频拍摄等功能，为人们带来了智能、高效、娱乐的交通服务。由于目前市面上的汽车品牌较多，生产时有的车带有功放功能，有的不带功能。即使是同一款车型也分为带功放和不带功放两种情况，例如：2012款丰田霸道车，低配版不带汽车功放（即不带功放），高配版带有汽车功放（即带功放），但其主机结构均一样。为了使车载多媒体能适用市面上的所有车型，需对带功放和不带功放的车型设置不同的硬件控制电路，一套用于装低配无功放车，另一套用于装高配版带汽车功放车型；同时在软件控制上也需要做适当的调整。

如图1所示，当汽车为无功放车时，车载多媒体设备的音频处理模块对音频信号进行音频处理后输入功放模块中进行放大，之后输出给汽车的喇叭播放。此时功放处理在功放模块中进行。

如图2所示，当汽车为带功放车时，车载多媒体设备的音频处理模块对音频信号进行音频处理后输出，由外挂的转接盒进行音频转换，之后输入到汽车的功放输入端，由汽车的功放模块进行功放处理。此时车载多媒体设备无需进行功放，但需要外挂一个成本约几十块钱的转接盒；由汽车带的功放模块进行功放处理。

由此可见，现有技术中针对汽车是否带功放的情况，车载多媒体设备需要设置不同的硬件控制电路。在出货时车载多媒体设备也需配置不同电源转接线才能与汽车喇叭或功放模块成功连接；同时，出货时车载多媒体设备要标识其主机型号，用户才能识别安装。这样增加了车载多媒体设备的成本和功放设计的复杂性，降低了兼容性，还给用户的使用带来不便。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种车载多媒体设备的功放控制装置及功放控制方法，旨在解决现有车载多媒体设备不能同时兼容带功放和不带功放车型的问题。

本发明的技术方案如下：

一种车载多媒体设备的功放控制装置，用于根据汽车是否带功放对音频信号进行相应的放大处理，其包括：

音频处理单元，用于对音频信号进行音频处理后输出给功放单元；

控制单元，用于根据外部输入的模式指令生成相应的调控信号；

功放单元，用于根据所述调控信号选择相应大小的增益等级，对音频处理后的音频信号进行该增益等级的放大处理；

音频接口，用于输出放大后的音频信号；

所述音频处理单元、功放单元和音频接口依次连接，所述控制单元连接音频处理单元和功放单元。

所述车载多媒体设备的功放控制装置中，所述音频处理单元包括音频处理芯片，其型号为TDA7415CB；所述功放单元包括功放芯片，其型号为TDA7562B；所述控制单元包括CPU，其型号为STM32F101;

所述音频处理芯片的PAOUT0_L脚、PAOUT0_R脚、PAOUT1_L脚、PAOUT1_R脚分别连接功放芯片的RF脚、RR脚、LR脚、LF脚；所述功放芯片的LR-脚、LR+脚、LF-脚、LF+脚、OUT_RF+脚、OUT_RF-脚、OUT_RR+脚、OUT_RR-脚分别连接音频接口的LR-脚、LR+脚、LF-脚、LF+脚、OUT_RF+脚、OUT_RF-脚、OUT_RR+脚、OUT_RR-脚；所述功放芯片的CK脚、DATA脚分别连接CPU的PE12脚、PE9脚。

所述车载多媒体设备的功放控制装置中，还包括用于对音频处理后的音频信号进行滤波去噪的滤波单元，所述滤波单元连接在音频处理单元与功放单元之间。

所述车载多媒体设备的功放控制装置中，所述滤波单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，所述第一电阻的一端连接音频处理芯片的PAOUT0_L脚，第一电阻的另一端通过第一电容连接功放芯片的RF脚，所述第二电阻的一端连接音频处理芯片的PAOUT0_R脚，第二电阻的另一端通过第二电容连接功放芯片的RR脚，所述第三电阻的一端连接音频处理芯片的PAOUT1_L脚，第三电阻的另一端通过第三电容连接功放芯片的LR脚，所述第四电阻的一端连接音频处理芯片的PAOUT1_R脚，第四电阻的另一端通过第四电容连接功放芯片的LF脚。

所述车载多媒体设备的功放控制装置中，还包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻连接在功放芯片的DATA脚与CPU的PE9脚之间，所述第六电阻连接在功放芯片的CK脚与CPU的PE12脚之间。

一种所述车载多媒体设备的功放控制装置的功放控制方法，其包括步骤：

A、控制单元将外部输入的模式指令生成相应的调控信号；

B、功放单元根据所述调控信号选择相应大小的增益等级，对音频处理后的音频信号进行该增益等级的放大处理；

C、音频接口输出放大后的音频信号。

所述的功放控制方法中，在所述步骤A中，所述模式指令包括不带功放指令和带功放指令；当汽车为不带功放车型时，所述模式指令为不带功放指令，生成升高调控信号；当汽车为带功放车型时，模式指令为带功放指令，生成降低调控信号。

所述的功放控制方法中，在所述步骤B中，当输入降低调控信号时，选择低增益，对音频处理后的音频信号进行低增益放大，音频信号的输出幅度在第一预设电压范围内；当输入升高调控信号时，选择高增益，对音频处理后的音频信号进行高增益放大，音频信号的输出幅度在第二预设电压范围。

有益效果：本发明由控制单元根据外部输入的模式指令生成相应的调控信号，功放单元根据所述调控信号选择相应大小的增益等级，对音频处理后的音频信号进行该增益等级的放大处理后输出，能根据带或不带功放车型选择不同的功放增益等级进行相应的放大处理，提高了兼容性，避免了现有技术根据是否带功放来设计不同的硬件电路，简化了功放控制方式，大大节省了成本。

附图说明

图1为现有技术适用于无功放车的车载多媒体设备的硬件控制电路的示意图。

图2为现有技术适用于带功放车的车载多媒体设备的硬件控制电路的示意图。

图3为本发明车载多媒体设备的功放控制装置的结构示意图。

图4为本发明车载多媒体设备的功放控制装置的电路图。

图5为本发明车载多媒体设备的功放控制装置的功放控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种车载多媒体设备的功放控制装置及功放控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图3和图4，本发明提供的车载多媒体设备的功放控制装置包括：音频处理单元100、控制单元200、功放单元300和音频接口400，所述音频处理单元100、功放单元300和音频接口400依次连接，所述控制单元200连接音频处理单元100和功放单元300。控制单元200根据外部输入的模式指令生成相应的调控信号给功放单元300。音频处理单元100对音频信号进行音频处理后输出给功放单元300。功放单元300根据所述调控信号选择相应大小的增益等级，对音频处理后的音频信号进行该增益等级的放大处理，最后由音频接口400输出放大后的音频信号。

其中，所述音频处理单元100包括音频处理芯片U1，其型号为TDA7415CB；所述功放单元300包括功放芯片U2，其型号为TDA7562B；所述控制单元200包括CPU，其型号为STM32F101。

所述音频处理芯片U1的PAOUT0_L脚、PAOUT0_R脚、PAOUT1_L脚、PAOUT1_R脚分别连接功放芯片U2的RF脚、RR脚、LR脚、LF脚；所述功放芯片U2的LR-脚、LR+脚、LF-脚、LF+脚、OUT_RF+脚、OUT_RF-脚、OUT_RR+脚、OUT_RR-脚分别连接音频接口400的LR-脚、LR+脚、LF-脚、LF+脚、OUT_RF+脚、OUT_RF-脚、OUT_RR+脚、OUT_RR-脚；所述功放芯片U2的CK脚、DATA脚分别连接CPU的PE12脚、PE9脚。

本实施例中的音频信号采用4路输入8路输出的形式。音频处理芯片U1的PAOUT0_L脚、PAOUT0_R脚、PAOUT1_L脚、PAOUT1_R脚分别将音频处理后的音频信号传输给功放芯片U2的RF脚（表示前右喇叭的音频信号）、RR脚（表示后右喇叭的音频信号）、LR脚（表示后左喇叭的音频信号）、LF脚（表示前左喇叭的音频信号）。控制单元200生成的调控信号从CPU的PE12脚、PE9脚输出，通过I2C数据线传输至功放芯片U2的CK脚、DATA脚进行增益等级的选择。功放芯片U2进行该增益等级的放大处理后输出8路信号至音频接口400。功放芯片U1的LR+脚和LR-脚为一组，LF+脚和LF-脚为一组，OUT_RF+脚和OUT_RF-脚为一组，OUT_RR+脚和OUT_RR-脚为一组，分别对应输出后左、前左、前右、后右喇叭的正负音频信号。

所述功放控制装置还包括用于对音频处理后的音频信号进行滤波去噪的滤波单元500，所述滤波单元500连接在音频处理单元100与功放单元300之间。所述滤波单元500包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，所述第一电阻R1的一端连接音频处理芯片U1的PAOUT0_L脚，第一电阻R1的另一端通过第一电容C1连接功放芯片U2的RF脚，所述第二电阻R2的一端连接音频处理芯片U1的PAOUT0_R脚，第二电阻R2的另一端通过第二电容C2连接功放芯片U2的RR脚，所述第三电阻R3的一端连接音频处理芯片U1的PAOUT1_L脚，第三电阻R3的另一端通过第三电容连接功放芯片U2的LR脚，所述第四电阻R4的一端连接音频处理芯片U1的PAOUT1_R脚，第四电阻R4的另一端通过第四电容连接功放芯片U2的LF脚。

较优地、所述第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4采用电解电容。为了加强滤波效果，在第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4后均可各串联一个电容，其位置如图4所示，串联的4个电容可采用贴片电容以减少成本、缩小电路板的占用空间。

本实施例采用RC滤波电路，在功放前先进行滤波去噪处理能确保最终输出波形的平滑性和准确性，从而提高声音的质量和效果。

为了保护功放芯片U2，所述功放控制装置还包括第五电阻R5和第六电阻R6，所述第五电阻R5连接在功放芯片U2的DATA脚与CPU的PE9脚之间，所述第六电阻R6连接在功放芯片U2的CK脚与CPU的PE12脚之间。

基于上述功放控制装置，本发明还提供一种车载多媒体设备的功放控制装置的功放控制方法，如图5所示，其包括步骤：

S100、控制单元将外部输入的模式指令生成相应的调控信号；

S200、功放单元根据所述调控信号选择相应大小的增益等级，对音频处理后的音频信号进行该增益等级的放大处理；

S300、音频接口输出放大后的音频信号。

请继续参阅图3至图5，具体实施时，在车载多媒体设备的显示屏上会显示主机菜单。本发明在所述主机菜单中增加一内外功放选择项，相应地，在所述步骤S100中，所述模式指令包括不带功放指令（显示屏上可显示为“iutside”）和带功放指令（显示屏上可显示为“outside”）。

当汽车为带功放车型时，此时用户可选择“outside”，则CPU识别模式指令为带功放指令，生成降低调控信号从CPU的PE12脚、PE9脚输出，由I2C数据线传输至功放芯片U2的CK脚、DATA脚。功放芯片U2识别降低调控信号后选择低增益，即对音频处理后的音频信号进行低增益放大。音频信号的输出幅度在第一预设电压范围内，例如输出幅度的有效值在1V左右。此时音频接口400与汽车的功放输入端口连接。

当汽车为不带功放车型时由功放控制装置进行功放。此时用户可选择“iutside”，则CPU识别模式指令为不带功放指令，生成升高调控信号从CPU的PE12脚、PE9脚输出，由I2C数据线传输至功放芯片U2的CK脚、DATA脚。功放芯片U2识别升高调控信号后选择高增益，即对音频处理后的音频信号进行高增益放大，音频信号的输出幅度较高、在第二预设电压范围内。保证输出功率达到单路（指一个喇叭的音频信号传输线路）4Ω负载满足10W的要求即可。此时音频接口400与汽车喇叭连接。

上述实施例中增益等级为两级，即低增益和高增益。这两个增益等级的大小能使放大后的音频信号能满足市面上所有内、外功放车型对输出幅度的要求，即为标配值。

由于不同品牌汽车的设计方式不同，对需要的音频信号的输出幅度存在一定的差异，为了满足汽车对输出幅度的具体要求，本发明还能更加精确地调整增益的大小。则相应增加模式指令的条数、细化增益等级。用户可根据具体汽车的型号选择更加适配的模式指令。

综上所述，本发明与现有技术的改进之处在于：

1、选择TDA7562B型号的功放芯片，使放大增益可调节，从而能根据是否带功放的车型相应调整放大幅度，输出该车型需要的音频信号（即满足该车型需要的信号幅度大小），从而提高了车载多媒体设备的兼容性。现有技术中功放芯片的增益固定，不能调节。

2、增加了型号为STM32F101的CPU来对功放芯片进行控制，从而可根据用户的选择调整增益的大小。现有技术针对内、外功放车型直接设计出相应的硬件控制电路，没有对功放的增益进行控制。

3、对于带功放车型取消了转接盒（成本约几十块），音频信号均在主机内部处理，减少了外部干扰，确保音频信号的质量。

4、在主机菜单中增加一内外功放选择项，方便用户根据车型选择相应的功放控制。

5、现有技术中需分别设计不同硬件控制电路来匹配内、外功放车型，主机也需分为两个型号来设置。而本发明提供的功放控制装置中只用一套硬件控制电路，功放控制装置内部的参数配置（如增益的等级），外部的接线均采用通用配设，能同时兼容内、外功放车型，缩减了主机型号的设置，降低成本。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种车载多媒体设备的功放控制装置，用于根据汽车是否带功放对音频信号进行相应的放大处理，其特征在于，包括：

音频接口，用于输出放大后的音频信号；

所述音频处理单元、功放单元和音频接口依次连接，所述控制单元连接音频处理单元和功放单元；

所述音频处理单元包括音频处理芯片，其型号为TDA7415CB；所述功放单元包括功放芯片，其型号为TDA7562B；所述控制单元包括CPU，其型号为STM32F101;

2.根据权利要求1所述车载多媒体设备的功放控制装置，其特征在于，还包括用于对音频处理后的音频信号进行滤波去噪的滤波单元，所述滤波单元连接在音频处理单元与功放单元之间。

3.根据权利要求2所述车载多媒体设备的功放控制装置，其特征在于，所述滤波单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，所述第一电阻的一端连接音频处理芯片的PAOUT0_L脚，第一电阻的另一端通过第一电容连接功放芯片的RF脚，所述第二电阻的一端连接音频处理芯片的PAOUT0_R脚，第二电阻的另一端通过第二电容连接功放芯片的RR脚，所述第三电阻的一端连接音频处理芯片的PAOUT1_L脚，第三电阻的另一端通过第三电容连接功放芯片的LR脚，所述第四电阻的一端连接音频处理芯片的PAOUT1_R脚，第四电阻的另一端通过第四电容连接功放芯片的LF脚。

4.根据权利要求1所述车载多媒体设备的功放控制装置，其特征在于，还包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻连接在功放芯片的DATA脚与CPU的PE9脚之间，所述第六电阻连接在功放芯片的CK脚与CPU的PE12脚之间。

5.一种如权利要求1所述车载多媒体设备的功放控制装置的功放控制方法，其特征在于，包括步骤：

A、控制单元将外部输入的模式指令生成相应的调控信号；

C、音频接口输出放大后的音频信号。

6.根据权利要求5所述的功放控制方法，其特征在于，在所述步骤A中，所述模式指令包括不带功放指令和带功放指令；当汽车为不带功放车型时，所述模式指令为不带功放指令，生成升高调控信号；当汽车为带功放车型时，模式指令为带功放指令，生成降低调控信号。

7.根据权利要求6所述的功放控制方法，其特征在于，在所述步骤B中，当输入降低调控信号时，选择低增益，对音频处理后的音频信号进行低增益放大，音频信号的输出幅度在第一预设电压范围内；当输入升高调控信号时，选择高增益，对音频处理后的音频信号进行高增益放大，音频信号的输出幅度在第二预设电压范围。