本实用新型涉及声电技术领域，特别涉及一种3D环绕音效装置。
背景技术：
目前现有耳机类等便携式音频设备方案中，主要是通过和利用左右双驱动扬声器单元来增强左右方向感和大小声的处理，即在空间放置两个或多个成一定角度的扬声器，不同角度的扬声器由一个或两个声道提供信号，采取信号相位差的方式让人耳捕捉到声源的位置或方向(人耳生物学原理)以加强听者对声源的立体感知。但是目前市面上的耳机没有将传统2D音频信号转换成3D音频信号的功能，因此用户无法实时体验3D环绕音效效果。因此，不足以满足用户对3D音频信号的听觉需求，用户体验较差。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本实用新型提供一种3D环绕音效装置，以解决现有耳机无法提供3D环绕音效，不能满足用户对于3D音频声效的听觉需求，用户体验较差的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种3D环绕音效装置，包括I/O设备、音频解码/数模转换单元、3D音效解析单元、功率放大器、电源管理单元和选择单元；所述I/O设备与所述音频解码/数模转换单元、所述3D音效解析单元和所述功率放大器依次连接；另外，所述I/O设备与所述电源管理单元、所述3D音效解析单元和所述选择单元分别连接。
可选的，所述I/O设备包括普通I/O单元和多功能I/O单元。
可选的，所述电源管理单元包括检测单元，当所述I/O设备的普通I/O单元处于工作状态，检测单元检测到所述选择单元一端与所述I/O设备连接且另一端与扬声器连接时，则所述3D环绕音效装置为普通音效装置；检测单元检测到所述选择单元一端与所述I/O设备连接且另一端与电源管理单元连接时，则所述3D环绕音效装置为3D音效装置。
可选的，所述3D环绕音效装置为3D音效装置时，所述2D音频信号经所述3D音效解析单元和所述功率放大器处理成3D音频信号后，经所述扬声器放大输出。
可选的，所述电源管理单元连接外接电池模块以实现供电。
可选的，当所述I/O设备的多功能I/O单元处于工作状态，所述I/O设备连接外接设备，所述外接设备直接给所述音频解码/数模转换单元连接、所述3D音效解析单元和所述功率放大器进行供电；所述2D音频信号经所述音频解码/数模转换单元将数字信息转换为模拟信号，再经所述3D音效解析单元和所述功率放大器处理成3D音频信号后，经所述扬声器放大输出。
可选的，所述外接设备为音频输出装置。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本实用新型通过在I/O设备设置普通I/O单元和多功能I/O单元，将耳机的普通功能和3D环绕功能进行一定的区分，实现了在需要3D环绕声功能时，通过控制输出3D环绕立体声，以实现围绕听者的立体声3D环绕音效。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种3D环绕音效装置的电路实现原理图；
图2是本实用新型实施例提供的耳机中部线档的结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的一种3D环绕音效装置的结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的一种3D环绕音效方法流程示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、外接设备；2、I/O设备；3、音频解码/数模转换单元；4、电源管理单元；5、3D音效解析单元；6、选择单元；7、功率放大器；1、外接设备；2、I/O设备；3、音频解码/数模转换单元；4、电源管理单元；5、3D音效解析单元；6、选择单元；7、功率放大器；8、麦克风；9、扬声器；10、外接电池模块；11、耳塞；12、第一传输线；13、第二传输线；14、耳机主体；41、下外壳；42、上外壳；43、电路板；44、绝缘防水材料；45、开关。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种3D环绕音效装置，包括I/O设备2、音频解码/数模转换单元3、3D音效解析单元5、功率放大器7、电源管理单元4和选择单元6。
在本实施例中，所述I/O设备2与所述音频解码/数模转换单元3、所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7依次连接。
另外，在本实施例中，所述I/O设备2与所述电源管理单元4、所述3D音效解析单元5和所述选择单元6分别连接。
在本实施例中，通过I/O设备2连接外接设备1，通过音频解码/数模转换单元3、所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7实现2D音效到3D音效的转换，通过扬声器9输出3D音效，以实现围绕听者的立体声3D环绕音效。
如图2和图3所示，在本实施例中，上述3D环绕音效装置的载体为电路板43，当该电路板43设置在有线耳机时，该有线耳机包括依次连接的耳塞11、扬声器9、第一传输线12、耳机主体14和第二传输线13和I/O设备2，所述耳塞11为挂耳式或入耳式耳塞；所述耳机主体14包括：外壳，外壳包括可拆卸连接的上外壳42和下外壳41；外壳内设置的电路板43，该电路板43外表面设置有绝缘防水材料44和开关45，该开关45可根据需求设置为触摸板，此时，电路板43上设置有上述3D环绕音效装置中的所述音频解码/数模转换单元3、所述3D音效解析单元5、所述功率放大器7、所述电源管理单元4和选择单元6。
在本实施例中，上述3D环绕音效装置的载体为电路板43，当该电路板43设置在无线耳机时，该无线耳机包括：耳机主体14和耳机主体14内设置的I/O设备2，所述耳机主体14上设置有扬声器9和耳塞11，所述耳塞11为挂耳式或入耳式耳塞，所述耳机主体14包括：外壳，外壳包括可拆卸连接的上外壳42和下外壳41；外壳内设置的电路板43，该电路板43外表面设置有绝缘防水材料44和开关45，该开关45可根据需求设置为触摸板，此时，电路板43上设置有上述3D环绕音效装置中的所述音频解码/数模转换单元3、所述3D音效解析单元5、所述功率放大器7、所述电源管理单元4和选择单元6；外接设备1与所述耳机主体14无线连接，无线连接方式包括蓝牙连接、ZIGBEE连接或WIFI连接。
在本实施例中，所述3D音效解析单元5包括多级滤波电路、频率响应调节电路和信号音频参数调节补偿电路，当所述3D音效解析单元5处于工作状态时，音频信号A-R/A-L作为输入，通过滤波电路将平面声音的杂项信号进行滤除，同时频率响应调节电路、信号音频参数调节补偿电路基于HRTF头关联传递模型进行混响、变调、回声及延时的参数调整与补偿，构建垂直空间中音频参数，以模拟人耳能听到的位置、频率、延时、响度的声音信息，构建立体3D环绕的音频信号，该重新构建的音频参数即本方案中3D音效解析模块中输出的音频信号A_L_3D/A_R_3D。
在一个具体的实施例中，针对图1所示的I/O设备2，本实施例中提供了一种3D环绕音效装置，区别在于：所述I/O设备2包括普通I/O单元和多功能I/O单元。
本实施例中，普通I/O单元和多功能I/O单元仅有一个能处于工作状态，而且普通I/O单元和多功能I/O单元之间的干扰可忽略不计。
在一个具体的实施例中，所述电源管理单元4包括检测单元。
在本实施例中，当所述I/O设备2的普通I/O单元处于工作状态，此时需要外接电池模块10及电源管理单元4为3D音效装置进行供电，检测单元检测到所述选择单元6一端与所述I/O设备2连接且另一端与扬声器9连接时，则所述3D环绕音效装置为普通音效装置，此时所述选择单元6不连通电源管理单元4，该3D环绕音效装置为普通音效装置，直接将接收到的音频信号通过扬声器9进行输出；
在本实施例中，检测单元检测到所述选择单元6一端与所述I/O设备2连接且另一端与电源管理单元4连接时，则所述3D环绕音效装置为3D音效装置，此时所述选择单元6连通电源管理单元4，电源管理单元4通过外接电池模块10为所述音频解码/数模转换单元3、所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7供电，使其进行工作，将接收到的2D音频信号经所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7处理成3D音频信号后，经所述扬声器9放大输出。
在本实施例中，该电源管理单元4包括充电电路、放电电路及检测电路，该检测电路即上述检测单元，通过充电电路和放电电路实现对外接电池模块10的充放电工作，且所述监测连接音频信号的A_R或A_L。在音频信号A_R/A_L传输时会产生信号脉冲，连接至电源管理模块的音频信号A_R或A_L产生一定的电压，在选择单元6工作在A状态下即音频信号A_R/A_L为直接通路至扬声器9时，检测电路中，在选择单元6处采集不到音频信号A_R和A_L，则检测电路判断为非放电状态，这时，3D音效解析模块没有供电不工作，且该状态下内电路阻值无穷大，音频信号通过直连通路驱动扬声器9工作，来达到播放音源的效果，在实施例中该工作状态定义为bypass模式；当选择单元6切换至B状态下即音频信号A_R/A_L和扬声器9为直接断开模式，此处在选择单元6处采集音频信号A_R和A_L的电压，检测电路通过两路电压差形成回路，使电池提供放电，为3D音效解析模块及功率放大模块提供电源并使其工作，音频信号通过3D音效解析模块处理后经功率放大模块放大，来驱动扬声器9工作，以达到播放音源的效果。
在一个具体的实施例中，当所述I/O设备2的多功能I/O单元处于工作状态，所述I/O设备2连接外接设备1，所述外接设备1直接给所述音频解码/数模转换单元3连接、所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7进行供电，具体的，通过外接设备1OTG方式给所述音频解码/数模转换单元3连接、所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7进行供电；2D音频信号经所述音频解码/数模转换单元3将数字信息转换为模拟信号，再经所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7处理成3D音频信号后，经所述扬声器9放大输出。
在本实施例中，所述外接设备1为音频输出装置，音频输出装置包括：麦克风8、电脑、电视或手机等具有音频输出接口的设备。
如图4所示，本实用新型实施例还提供了一种通过上述3D环绕音效装置实现3D环绕音效的处理方法，所述方法包括：
I/O设备2判断普通I/O单元或多功能I/O单元哪个处于工作状态。
在本实施例中，当所述普通I/O单元处于工作状态时，电源管理单元4判断自身是否与选择单元6导通；如果未导通，则所述I/O设备2输出的2D音频信号经所述选择单元6后通过扬声器9直接输出，此时所述选择单元6不连通电源管理单元4，该3D环绕音效装置为普通音效装置，直接将接收到的音频信号通过扬声器9进行输出。
在本实施例中，当所述普通I/O单元处于工作状态时，电源管理单元4判断自身是否与选择单元6导通；如果导通，所述3D环绕音效装置为3D音效装置，此时所述选择单元6连通电源管理单元4，电源管理单元4通过外接电池模块10为所述音频解码/数模转换单元3、所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7供电，使其进行工作，则所述I/O设备2输出的2D音频信号经所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7处理成3D环绕音频信号后，经所述扬声器9放大后输出3D音频信号。
具体的，在本实施例中，所述3D音效解析单元5包括多级滤波电路、频率响应调节电路和信号音频参数调节补偿电路，当所述3D音效解析单元5处于工作状态时，音频信号A-R/A-L作为输入，通过滤波电路将平面声音的杂项信号进行滤除，同时频率响应调节电路、信号音频参数调节补偿电路基于HRTF头关联传递模型进行混响、变调、回声及延时的参数调整与补偿，构建垂直空间中音频参数，以模拟人耳能听到的位置、频率、延时、响度的声音信息，构建立体3D环绕的音频信号，该重新构建的音频参数即本方案中3D音效解析模块中输出的音频信号A_L_3D/A_R_3D。
具体的，在本实施例中，该电源管理单元4包括充电电路、放电电路及检测电路，该检测电路即上述检测单元，通过充电电路和放电电路实现对外接电池模块10的充放电工作，且所述监测连接音频信号的A_R或A_L。在音频信号A_R/A_L传输时会产生信号脉冲，连接至电源管理模块的音频信号A_R或A_L产生一定的电压，在选择单元6工作在A状态下即音频信号A_R/A_L为直接通路至扬声器9时，检测电路中，在选择单元6处采集不到音频信号A_R和A_L，则检测电路判断为非放电状态，这时，3D音效解析模块没有供电不工作，且该状态下内电路阻值无穷大，音频信号通过直连通路驱动扬声器9工作，来达到播放音源的效果，在实施例中该工作状态定义为bypass模式；当选择单元6切换至B状态下即音频信号A_R/A_L和扬声器9为直接断开模式，此处在选择单元6处采集音频信号A_R和A_L的电压，检测电路通过两路电压差形成回路，使电池提供放电，为3D音效解析模块及功率放大模块提供电源并使其工作，音频信号通过3D音效解析模块处理后经功率放大模块放大，来驱动扬声器9工作，以达到播放音源的效果。
在本实施例中，当所述多功能I/O单元处于工作状态时，所述I/O设备2通过连接的外接设备1直接给依次连接的所述音频解码/数模转换单元3、所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7进行供电，具体的，通过外接设备1OTG方式给所述音频解码/数模转换单元3连接、所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7进行供电；2D音频信号经所述音频解码/数模转换单元3将数字信息转换为模拟信号，再经所述3D音效解析单元5和所述功率放大器7处理成3D环绕音频信号后，经所述扬声器9放大输出。
在本实施例中，I/O设备2与外接设备1有限或无线连接，其中，外接设备1为音频输出装置，音频输出装置包括：麦克风8、电脑、电视或手机等具有音频输出接口的设备；无线连接方式包括：蓝牙连接、ZIGBEE连接或WIFI连接。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。