【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字信号处理，具体涉及一种应用于轨道交通的hdmi重定时器电路及实现方法。
技术介绍
1、特定线路的轨道交通设备会有双屏异显的需求，拿轨道交通车站固定台举例，双屏异显的需求也就是不但要在本设备的显示器上显示画面，而且还要求支持外接屏幕显示，并支持语音功能，那么轨道交通车站固定台需要增加hdmi外设接口，而由于不同车站的结构设计，车站固定台的安装位置和外接显示屏的位置并不在一起，而且二者之间存在一定距离，而在hdmi数据传输中，随着pcb或电缆长度的增加，信号质量会显著下降，导致画面抖动、丢失等问题。传统的hdmi线路在超过一定长度后，信号丢失严重，影响信号传输质量和稳定性。
技术实现思路
1、为解决hdmi信号在轨道交通设备中因长距离传输引发的信号衰减和失真问题，本专利技术提出了一种hdmi信号重定时及音频分离器设备，特别适用于车站固定台的双屏异显应用场景。本装置包括hdmi信号输入端，通过重定时模块对hdmi信号进行时钟恢复、均衡及重定时处理，同时分离出音频信号，由音频处理模块输出至s/pdif和line out接口。控制模块通过i2c接口与重定时模块连接，实现智能控制信号处理与状态监测，从而有效解决长距离传输中信号衰减问题，确保双屏异显功能的实现并增强了hdmi信号传输的距离和稳定性。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种应用于轨道交通的hdmi重定时器电路，包括：电源管理模块、hdmi信号输入和输出模块、hdmi重定时处理模块、mcu控制
3、所述电源管理模块包括电源输入端、dcdc电源转换电路以及ldo电源转换电路，用于将type-c接口接收的5v电源输入，通过dcdc电源转换电路以及ldo电源转换电路，转换为3.3v和1.2v电压，分别为各模块供电，所述电源管理模块输出的3.3v电压用于直接供电给hdmi重定时处理模块电路、mcu控制模块的工作电路以及音频处理模拟电路，1.2v用于供电给部分需要低压供电的hdmi重定时处理数字电路；
4、所述hdmi信号输入和输出模块包括hdmi信号输入端口cn1以及hdmi信号输出端口cn2，分别与hdmi重定时处理模块连接，所述输入端口cn1用于将输入hdmi的信号传递至hdmi重定时处理模块，重定时处理后的hdmi信号通过信号输出线连接至hdmi信号输出模块端口cn2；
5、所述hdmi重定时处理模块包括一个型号为ms9331的高性能hdmi重定时器芯片，能够将接收的输入hdmi信号，进行时钟恢复、均衡和重定时处理，确保信号质量，并通过信号预加重功能增强信号，保证长距离传输的稳定性，并能够通过i2s接口或s/pdif接口分离出音频信号，传递至音频处理模块；
6、所述mcu控制模块包括型号为ms8005的mcu芯片u4，通过i2c接口与hdmi重定时处理模块连接通信，用于系统的整体控制和管理，并通过mcu控制hdmi重定时处理模块的各项功能，包括信号重定时、时钟恢复和音频分离，调整各个模块的工作状态，控制模块由电源管理模块提供3.3v电压供电，确保mcu的稳定运行，并通过控制信号调整电路的工作状态；
7、所述音频处理模块包括dac音频处理芯片u1，与hdmi重定时处理模块连接，用于接收由hdmi重定时芯片u6分离出的i2s或s/pdif音频信号，所述音频处理模块通过dac芯片将i2s数字音频信号转换为模拟音频信号，并通过电容滤波网络滤除高频噪声后，输出模拟音频信号至line out接口，s/pdif信号则通过相应的接口直接输出数字音频信号，供外部音频设备使用。
8、本专利技术应用于轨道交通的hdmi重定时器电路的实现方法，包括以下步骤：
9、a. 电源管理：通过type-c接口接收5v电源输入，电源管理模块中的dcdc转换器将5v电压转换为1.2v供电，ldo稳压器将5v电压转换为3.3v，分别供给hdmi重定时处理模块、mcu控制模块和音频处理模块，确保各模块的稳定供电；
10、b. 信号接收与处理：hdmi信号输入模块通过hdmi输入端口（cn1）接收输入信号，输入信号经过ac耦合后传递至hdmi重定时处理模块；在hdmi重定时处理模块中，使用型号为ms9331的hdmi重定时芯片对信号进行时钟恢复、均衡和重定时，以提升信号质量；
11、c. 信号预加重：在hdmi重定时处理模块中，通过信号预加重技术增强信号强度，以确保在长距离传输中信号稳定；
12、d. 音频分离与输出：在hdmi重定时处理模块中，通过i2s或s/pdif接口分离出音频信号，音频处理模块中的dac芯片接收分离出的i2s音频信号，并将其转换为模拟音频信号，经滤波后通过line out接口输出；若为s/pdif音频信号，则直接输出至相应接口以供数字音频设备使用；
13、e. 系统控制：mcu控制模块通过i2c接口与hdmi重定时处理模块连接，实时控制和调整重定时、时钟恢复和音频分离等功能，并监控hdmi信号传输状态；控制模块接收电源管理模块提供的3.3v电源，确保其稳定工作；
14、f. 信号输出：经过重定时处理的hdmi信号通过hdmi输出模块的输出端口（cn2）传输至外部显示设备，实现高清信号的长距离传输和双屏异显功能。
15、本专利技术的有益效果主要体现在以下几个方面：
16、首先，本专利技术有效解决了hdmi信号在长距离传输过程中容易出现的信号衰减、失真等问题，显著提升了信号传输的稳定性和质量，延长了信号的传输距离，能够满足轨道交通等需要高清稳定信号的应用场景。
17、其次，本专利技术集成了音视频分离功能，能够同时传输视频和音频信号，并为用户提供多个音频输出接口，满足设备在显示图像的同时输出音频的需求，尤其适用于轨道交通设备中的双屏异显和语音提示等功能。
18、再者，本专利技术通过简化电源管理设计，使得设备能够在不同电源条件下稳定工作，降低了电路设计的复杂性，同时提高了设备的运行效率和可靠性。
19、最后，本专利技术通过智能控制模块实现了对hdmi信号处理和音频处理的自动化管理，使得系统具备更高的灵活性和可扩展性，能够适应多种应用需求。因此，本专利技术大幅提高了系统的性能和稳定性，为轨道交通等领域的高清信号传输和显示提供了高效的解决方案。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种应用于轨道交通的HDMI重定时器电路，其特征在于：包括电源管理模块、HDMI信号输入和输出模块、HDMI重定时处理模块、MCU控制模块以及音频处理模块；
2.根据权利要求1所述的应用于轨道交通的HDMI重定时器电路，其特征在于：所述电源管理模块的具体电路为， 5V电源由TYPE-C端口输入，USB1的7脚，B12、A12脚接地GND；电容C7的一端分别与USB1的A9、B9脚以及二极管D1的正极连接，C7的另一端接地GND；USB1的A5脚与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端接地GND；USB1的B5脚与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端接地GND；二极管D1的负极分别与电容C8、C9、C10的一端连接后接入电源+5V，电容C8、C9以及C10的另一端接GND。
3.根据权利要求1所述的应用于轨道交通的HDMI重定时器电路，其特征在于：所述DCDC电源转换电路包括型号为LP3220的芯片U3，用于将TYPE-C端口输入的5V电压转换为1.2V电压，具体电路为：芯片U3的4脚与+5V电源连接，作为芯片的输入电源，分别与电容C36、C37、C38的
4.根据权利要求1所述的应用于轨道交通的HDMI重定时器电路，其特征在于：所述LDO电源转换电路包括型号为AMS1117的芯片U5，用于将TYPE-C端口输入的5V电压转换为3.3V电压，具体电路为：芯片U5的3脚与+5V电源连接，作为芯片的输入电源，分别与电容C42、C43的一端连接，电容C42、C43的另一端接地，用于输入电压的滤波；芯片U5的1脚接地，芯片U5的2脚以及4脚，即输出端与电容C44、C45的一端连接后作为3.3V输出端，电容C44、C45的另一端接地，用于对输出电压进行滤波，确保3.3V输出电压的稳定。
5.根据权利要求1所述的应用于轨道交通的HDMI重定时器电路，其特征在于：所述MCU控制模块包括型号为MS8005F的MCU微控制器芯片U4，具体电路如下：芯片U4的1脚与电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端空接，芯片U4的2脚与电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端空接，芯片U4的3脚与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端空接，芯片U4的4脚分别与电阻R38以及电容C35的一端连接，电阻R38的另一端连接到3.3V电源，电容C35的另一端接地，芯片U4的5脚与电阻R40的一端连接，电阻R40的另一端分别与电阻R44、R41、R39、电容C47、发光二极管LED1的正极以及芯片U4的9脚连接后一同接入3.3V电源；电容C47的另一端接地，发光二极管LED1的负极与电阻R52的一端连接，电阻R52的另一端与芯片U4的13脚连接；芯片U4的6脚与R44另一端连接，芯片U4的7脚接地，芯片U4的8脚与电容C46的一端连接，电容C46的另一端接地，芯片U4的10脚与电阻R50的一端连接，R50另一端接地，芯片U4的11脚连接到HDMI重定时处理模块芯片U6的17脚SDA端口，芯片U4的12脚连接到HDMI重定时处理模块芯片U6的16脚SCL端口，芯片U4的14脚与电阻R53连接后空接，芯片U4的15脚与电阻R45连接后空接，芯片U4的16脚与电阻R42连接后空接，芯片U4的19脚连接到HDMI重定时模块中MS9331芯片U6的15脚RSTN端口，芯片U4的20脚连接到HDMI重定时模块中MS9331芯片U6的46脚INT端口。
6.根据权利要求1所述的应用于轨道交通的HDMI重定时器电路，其特征在于：所述HDMI重定时处理模块包括型号为MS9331的信号重定时芯片U6，分别与HDMI输入模块、HDMI信号输出模块以及MCU控制模块相连，其具体电路为：HDMI输入部分连接到CN1接口，HDMI信号通过多个引脚输入；CN1的1脚和3脚分别连接到芯片U6的11脚和10脚，CN1的4脚和6脚分别连接到U6的8脚和7脚，CN1的7脚和9脚分别连接到U6的5脚和4脚，CN1的10脚和12脚分别连接到U6的2脚和1脚，CN1的13脚连接到HDMIRXCEC，CN1的14脚连接到HDMIRXHEC，CN1的15脚连接到U6的22...
【技术特征摘要】
1.一种应用于轨道交通的hdmi重定时器电路，其特征在于：包括电源管理模块、hdmi信号输入和输出模块、hdmi重定时处理模块、mcu控制模块以及音频处理模块；
2.根据权利要求1所述的应用于轨道交通的hdmi重定时器电路，其特征在于：所述电源管理模块的具体电路为， 5v电源由type-c端口输入，usb1的7脚，b12、a12脚接地gnd；电容c7的一端分别与usb1的a9、b9脚以及二极管d1的正极连接，c7的另一端接地gnd；usb1的a5脚与电阻r7的一端连接，电阻r7的另一端接地gnd；usb1的b5脚与电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端接地gnd；二极管d1的负极分别与电容c8、c9、c10的一端连接后接入电源+5v，电容c8、c9以及c10的另一端接gnd。
3.根据权利要求1所述的应用于轨道交通的hdmi重定时器电路，其特征在于：所述dcdc电源转换电路包括型号为lp3220的芯片u3，用于将type-c端口输入的5v电压转换为1.2v电压，具体电路为：芯片u3的4脚与+5v电源连接，作为芯片的输入电源，分别与电容c36、c37、c38的一端连接，电容c36、c37、c38的另一端接地；芯片u3的1脚分别与电阻r43以及电阻r48的一端连接，电阻r43的另一端接入+5v电源，电阻r48的另一端接地；芯片u3的2脚接地；芯片u3的3脚，即输出端与电感l1的一端连接，电感l1的另一端分别与电阻r37的一端以及电容c39、c40、c41的一端连接后作为1.2v输出端，电阻r37的另一端分别与电阻r49的一端以及芯片u3的5脚连接，用于调节输出电压的反馈，电阻r49的另一端接地， 电容c39、c40、c41的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的应用于轨道交通的hdmi重定时器电路，其特征在于：所述ldo电源转换电路包括型号为ams1117的芯片u5，用于将type-c端口输入的5v电压转换为3.3v电压，具体电路为：芯片u5的3脚与+5v电源连接，作为芯片的输入电源，分别与电容c42、c43的一端连接，电容c42、c43的另一端接地，用于输入电压的滤波；芯片u5的1脚接地，芯片u5的2脚以及4脚，即输出端与电容c44、c45的一端连接后作为3.3v输出端，电容c44、c45的另一端接地，用于对输出电压进行滤波，确保3.3v输出电压的稳定。
5.根据权利要求1所述的应用于轨道交通的hdmi重定时器电路，其特征在于：所述mcu控制模块包括型号为ms8005f的mcu微控制器芯片u4，具体电路如下：芯片u4的1脚与电阻r32的一端连接，电阻r32的另一端空接，芯片u4的2脚与电阻r33的一端连接，电阻r33的另一端空接，芯片u4的3脚与电阻r35的一端连接，电阻r35的另一端空接，芯片u4的4脚分别与电阻r38以及电容c35的一端连接，电阻r38的另一端连接到3.3v电源，电容c35的另一端接地，芯片u4的5脚与电阻r40的一端连接，电阻r40的另一端分别与电阻r44、r41、r39、电容c47、发光二极管led1的正极以及芯片u4的9脚连接后一同接入3.3v电源；电容c47的另一端接地，发光二极管led1的负极与电阻r52的一端连接，电阻r52的另一端与芯片u4的13脚连接；芯片u4的6脚与r44另一端连接，芯片u4的7脚接地，芯片u4的8脚与电容c46的一端连接，电容c46的另一端接地，芯片u4的10脚与电阻r50的一端连接，r50另一端接地，芯片u4的11脚连接到hdmi重定时处理模块芯片u6的17...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅，史丙臣，徐智昊，庞通，赵文龙，董国军，王智超，姚金龙，
申请(专利权)人：天津七一二移动通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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