Ask modulation communication for DSP audio amplifier and speaker assembly

Abstract

The inventive subject matter provides an ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly. The DSP audio amplifier can be configured to serialize at least one control message used to implement an additional application on the speaker assembly into a binary sequence, and then modulate it with a carrier signal to a ultrasonic frequency band, which thus allows it to be mixed with an audio signal and transmitted together to the speaker assembly through a single audio connection line, without the need for any additional cable in parallel. A method of an ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly is also provided.

Description

ASK MODULATION COMMUNICATION FOR DSP AUDIO AMPLIFIER AND SPEAKER ASSEMBLYTECHNICAL FIELD

[0001] The present inventive subject matter relates generally to digital signal processing. More particularly, the present inventive subject matter relates to Amplitude Shift Keying (ASK) modulation communication for a Digital Signal Processing (DSP) audio amplifier and a speaker assembly.BACKGROUND

[0002] Speaker assembly sometimes requires for specific functions or additional applications, such as LED illumination, moving tweeter or adjustable grille. To send commands or control messages from a DSP audio amplifier to corresponding additional circuits or mechanics, it may require additional communication channels in parallel with audio signal cables.

[0003] However, such additional communication channels provided in parallel with the audio signal cables need more connection lines. Complex wiring in a limited space, such as in a vehicle, may bring tedious workload and be detrimental to the cleanliness of the space.

[0004] Therefore, it is necessary to provide a low-cost communication solution over a single audio connection line, which can be used to remotely communicate with any circuits working closely with a speaker, without any additional cable connection.

[0005] SUMMARY OF THE INVENTIVE SUBJECT MATTER

[0006] In order to overcome the shortcomings and deficiencies in the prior art, the purpose of the inventive subject matter is to provide an ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly.

[0007] In one aspect, a DSP audio amplifier including a DSP audio amplifier for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly is provided. The  DSP audio processor can be provided in the DSP audio amplifier, which mainly comprises a serializer module, an anti-aliasing filter module, a carrier signal generator module, a modulator module and a mixer module. The serializer module may be configured to receive at least one control message for an additional application to be implemented on the speaker assembly, and to serialize the at least one control message into a binary sequence. The anti-aliasing filter module may be configured to limit the bandwidth of the binary sequence, to avoid aliasing of low sideband after modulation. The carrier signal generator module may be configured to generate a carrier signal, which can be a sinewave of an ultrasonic carrier frequency. The modulator module may be configured to modulate the binary sequence with the carrier signal to a modulated sequence, of which the spectrum can be moved to the ultrasonic frequency band. And then the modulated sequence thus can be mixed with an audio signal, in the mixer module, to output a mixed audio data. After converted the mixed audio data into an analog mixed audio signal, the at least one control message and the audio signal mixed in the analog mixed audio signal may be transferred through a single audio connection line to the speaker assemble for playback of the audio signal and implement the additional application thereon, respectively.

[0008] A method in the DSP audio amplifier for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly is provided. The method comprises following steps of receiving at least one control message, serializing the at least one control message into a binary sequence, and limiting the bandwidth of the binary sequence to avoid aliasing of low sideband after modulation. The method further comprises generating a carrier signal, which can be a sinewave of an ultrasonic carrier frequency. After modulating the binary sequence with the carrier signal to a modulated sequence, the spectrum of the modulated sequence can be moved to the ultrasonic frequency band, and thus the modulated sequence can be mixed with an audio signal to output a mixed audio data, and then the at least one control message and the audio signal mixed in the analog mixed audio signal may be transferred through a single audio connection line to the speaker assemble for playback of the audio signal and implement the additional application thereon, respectively.

[0009] In the other aspect, a speaker assembly for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and the speaker assembly is provided. The speaker assembly mainly comprises a bandpass filter, a rectifier and a Schmidt trigger, and a speaker. The bandpass filter, the rectifier and the Schmidt trigger are connected in series and connected in parallel with the speaker. The  bandpass filter may be provided to select a modulated sequence and filter out an audio signal from a mixed audio signal received. The rectifier may be provided to filter out the carrier signal from the modulated sequence to obtain a rough binary sequence, and some residual carrier noises may be left therein. Then, the Schmidt trigger may be provided to shape the rough binary sequence to a clean binary level waveform, which can be a binary sequence representing at least one control message for an additional application for implementing on the speaker assembly. And the speaker can be used for playback of the audio signal.

[0010] A method in a speaker assembly for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and the speaker assembly is provided. The speaker assembly mainly comprises a bandpass filter, a rectifier and a Schmidt trigger, and a speaker. The bandpass filter, the rectifier and the Schmidt trigger are connected in series and connected in parallel with the speaker. The method may comprises following steps of selecting a modulated signal and filtering out any audio signal from a mixed audio signal received by the Bandpass filter, and filtering out the carrier signal in the modulated signal to obtain a rough binary sequence with some residual carrier noises left therein by the rectifier, and then shaping the rough binary sequence with the Schmidt trigger to remove the residual carrier noises to obtain a clean binary level waveform, which can be the binary sequence representing at least one control message for the additional application for implementing on the speaker assembly. The method further comprises playback of the audio signal on the speaker.

[0011] In another aspect, a system for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly is provided.

[0012] In yet another aspect, a non-transitory computer-readable medium including instructions which, when executed by one or more processors, perform the method for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly is provided herein, as well.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0013] The present inventive subject matter may be better understood from reading the following description of non-limiting embodiments, with reference to the attached drawings. In the figures, like reference numeral designates corresponding parts, wherein below:

[0014] FIG 1 illustrates an exemplary spectrum distribution diagram of ASK modulation communication for a DSP audio amplifier, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter;

[0015] FIG. 2 illustrates an exemplary block diagram of ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter;

[0016] FIG. 3A illustrates an exemplary flowchart of the method, in the DSP audio processor provided in the DSP audio amplifier as shown in FIG. 2, for ASK modulation communication for the DSP audio amplifier and a speaker assembly, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter;

[0017] FIG. 3B illustrates an exemplary block diagram of the DSP audio processor provided in the DSP audio amplifier as shown in FIG. 2 for ASK modulation communication for the DSP audio amplifier and a speaker assembly, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter;

[0018] FIG. 4A illustrates an exemplary flowchart of the method, in the speaker assembly as shown in FIG. 2, for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and the speaker assembly, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter; and

[0019] FIG. 4B illustrates an exemplary block diagram of the speaker assembly as shown in FIG. 2 for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and the speaker assembly, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter.DETAILED DESCRIPTION

[0020] The detailed description of the one or more embodiments of the present inventive subject matter is disclosed hereinafter; however, it is understood that the disclosed embodiments are merely exemplary of the inventive subject matter that may be embodied in various and alternative forms. The figures are not necessarily to scale; some features may be exaggerated or minimized to show details of particular components. Therefore, specific structural and function details disclosed herein are not to be interpreted as limiting, but merely as a representative basis for teaching one skilled in the art to variously employ the present inventive subject matter.

[0021] The inventive subject matter provides a method for a DSP audio amplifier to send one or more digital control messages to a speaker assembly, which is equipped with additional circuits or mechanics capable of implementing additional applications or functions thereon. An ultrasonic frequency band used for ASK modulation based digital communication can be mixed with audio signals into a single audio connection line for transmission. In one or more embodiments of the inventive subject matter, the ASK modulation, such as 2ASK or 4ASK, can be used to modulate the control message for the additional application to be implemented on the speaker assembly into the ultrasonic frequency band, allowing them to be transmitted to the speaker assembly through the single audio connection line with the audio signals. To simplify the demodulator design, 2ASK is a default and recommended selection, and is used as an example herein to describe the one or more embodiments of the present inventive subject matter.

[0022] FIG 1 illustrates an exemplary spectrum distribution diagram 100 of ASK modulation communication for a DSP audio amplifier, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter. The spectrum distribution of an ultrasonic frequency band used for control message modulation and an audio frequency band 110 used for the audio signals is demonstrated in FIG. 1. The frequency band lower than 20KHz (denoted by a gray-color area in FIG. 1) belongs to the audio frequency band 110 reserved for the audio signals. Since the human auditable bandwidth is lower than 20kHz, the ASK modulated signal spectrum for the control messages has to be carried in a frequency band above the audio signals to avoid affecting audio quality, i.e., a frequency band higher than 20kHz can be used for such control message communication.

[0023] In an example, the control messages can be serialized to a binary sequence, and then modulated to a typic 30KHz carrier frequency 120 at the mid of 20K to 40KHz bandwidth 130, as shown in FIG. 1. The useable sideband can be 10KHz each. To guarantee the signal integrity, an anti-aliasing filter is needed to limit the sideband, which shall pass by at least 5th order harmonics of the modulated sequence, as denoted by the reference sign 140 in FIG. 1. As to the other sideband, the frequency response 150 at the higher ultrasonic frequency band can be automatically attenuated as the frequency band increases. As shown in FIG. 1, Each spike bandwidth 160 is related to the designed communication bandwidth, and then the original binary sequence speed, which is also the communication bandwidth for transmitting the control messages, should be limited to a low-speed communication bandwidth at about 1kbps ～ 2kbps.

[0024] In one or more embodiments of the present inventive subject matter, a system level design for the ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly is provided, which includes a software-implemented modulator design in the DSP audio amplifier at the amplifier side, and a hardware-implemented demodulator design in the speaker assembly at the speaker side.

[0025] FIG. 2 illustrates an exemplary block diagram 200 of ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter. As shown in FIG. 2, the DSP audio amplifier 210 is shown on the left side, the speaker assembly 230 is shown on the right side, and these two are connected by a single audio connection line.

[0026] As described with reference to FIG. 1, the communication for the control messages needs an ultrasonic frequency band. The frequency response range of the DSP audio amplifier provided in the inventive subject matter shall be at least up to 40KHz. Frequency bands beyond the range of human hearing, i.e., of higher than 20kHz, may be free and unoccupied. Nevertheless, it has now become a general requirement to pursue higher lossless sound quality, such as Hi Resolution Audio (Hi-Res Audio) , for which the sampling rate should be generally higher than 44.1kHz in order to bring richer music details. Without discussing the acoustic significance of the 40KHz bandwidth for playback of audios, the assumption for this inventive subject matter is that the corresponding speaker channel on the speaker assembly is not required to play 20KHz ～ 40KHz audio signals. If a certain speaker product requires the Hi-res certification for its tweeter channels, the Hi-res audio spectrum shall occupy such frequency bandwidth.

[0027] Accordingly, as shown in FIG. 2, a DSP audio processor 212 provided in the DSP audio amplifier 210 shall work at least at 96KHz, 192KHz or higher sampling frequency for modulating the control message for the additional application to guarantee its high processing bandwidth. The specific software implementation in the DSP audio processor 212 will be described below with reference to FIG. 4A.

[0028] The control messages used for implementing an additional application can be modulated and mixed with an audio signal in the DSP audio processor 212 to form a mixed audio data 214, in which the audio signal has been amplified from a weak audio signal to a sufficiently high level therein. The mixed audio data 214 can be output in I2S or TDM format, which can be subsequently converted into an analog mixed audio signal 218 through a Digital to Analog (D / A)  converter 216, and further amplified to an amplified mixed audio signal 224, in an audio amplifier power stage 220, so as to be able to drive the speaker or other auditory devices assembly of the speaker assembly.

[0029] Additionally or alternatively, the amplified mixed audio signal 224 can be further low-pass filtered through a Class D power stage 222 before being transferred to the speaker assembly 230. The cut-off frequency design of the Class D output filter 222 shall guarantee the attenuation of the modulated signal spectrum is acceptable.

[0030] At the other side, as shown in FIG. 2, the DSP audio amplifier 210 is in connection with the speaker assembly 230 through a single audio connection line 226. The amplified mixed audio signal 224 output from the DSP audio amplifier 210 can be transferred through the single audio connection line 226 and then received in the speaker assembly 230.

[0031] As shown in FIG. 2, the speaker assembly 230 is shown on the right side. The speaker assembly 230 can be equipped with its own local power supply 232. The amplified mixed audio signal 224 received into the speaker assembly 230 will be fed to the speaker 234 for playback of the audio, and to a demodulator 236 to be demodulated to a binary sequence 238, which in the example can be representative of the control messages, and then sent to the corresponding driver or motor controller 240 to implement the corresponding additional applications or functions, such as, LED lighting, etc., on the speaker assembly 230.

[0032] For the impedance of the speaker 234 shall be relatively high when frequency is over 20KHz, various dynamic speakers can be available for the speaker 234 herein, without affecting the demodulation of the at least one control message used for the additional application. The specific hardware implementation in the demodulator 236 will be described below with reference to FIG. 4B.

[0033] FIG. 3A illustrates an exemplary flowchart 300 of the method, in the DSP audio processor provided in the DSP audio amplifier as shown in FIG. 2, for ASK modulation communication for the DSP audio amplifier and a speaker assembly, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter.

[0034] In steps S302 to S308 illustrated in FIG. 3A, it is described that, in the DSP audio processor provided in the DSP audio amplifier, at least one control message for an additional application to be implemented on the speaker assembly is received and modulated to an ultrasonic frequency band, which thus may occupy a higher frequency band than what can be  heard by human ears, and then mixed with an audio signal to form mixed audio data. After D / Aconversion and further amplification (not shown) , the mixed audio data can be transferred to the speaker assembly through a single audio connection line.

[0035] FIG. 3B illustrates an exemplary block diagram 300’ of the DSP audio processor provided in the DSP audio amplifier as shown in FIG. 2 for ASK modulation communication for the DSP audio amplifier and a speaker assembly, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter. The modulator part of the DSP audio processor for processing one or more control messages for an additional application to be implemented on the speaker assembly is described with reference to FIG. 3B.

[0036] As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, in step S302, for the additional application running in another processor or microcontroller outside the DSP audio processor 312, at least one control message 310 for the additional application to be implemented on the speaker assembly can be received therefrom. Alternatively, the DSP audio processor 312 provided in the DSP audio amplifier may comprise a task host module 314, and the at least one control message 310 can be generated therein corresponding to the additional application or function to be implemented on the speaker assembly.

[0037] After received, or generated, in the DSP audio processor 312, the at least one control message 310 firstly shall be synchronized with a clock signal 316 provided locally by a clock source module 318. The at least one control message 310 is a digital signal which should always be transferred synchronously with a single clock signal. The clock signal 316 can be provided from the clock source module 318, which can be generated as clock pulses at a specific frequency with clock cycles of high and low bits, for example, to calibrate or synchronize each of digital signals, such as signals as the at least one control message 310, binary sequences, audio signals or the like, processed and transmitted throughout the DSP audio processor 312.

[0038] In step S304, the at least one control message 310 may enter a serializer module 320. In the serializer module 320, the at least one control message 310 received in form of a digital signal can be serialized synchronously with the clock signal 316 provided by the clock source module 318, into a binary sequence 322, which can be a serial signal stream embedded in each clock cycle of the clock signal 316, and the payload of the at least one control message 310 now is sandwiched between the clock bits as the binary sequence 322 to continue transmission.

[0039] Next, in a gain module 324, the binary sequence 322 can be adjusted in its amplitude for  a proper final amplitude to fit with different power stage gains. And then, an anti-aliasing filter module 326 can be used to limit the bandwidth of the binary sequence 322 to avoid aliasing of low sideband after modulation. The anti-aliasing filter module 326 can be configured as a low-pass filter, which can reduce the frequency components of the aliasing in the modulated sequence to a negligible level, as denoted by the reference sign 140 in FIG. 1. The anti-aliasing filter module 326 limits the sequence bandwidth after modulation within 10kHz. With reference to FIG. 1, for the central carrier frequency at 30kHz, the modulated sequence shall be in a bandwidth from around 25kHz to 35kHz, in the example.

[0040] At this stage, the binary sequence 322 of the at least one control message 310 is now ready to be modulated. In the next step S306, the binary sequence 322 can be input into a multiplier module 328 to be modulated therein with a carrier signal 330. The carrier signal 330 can be generated by a carrier signal generator module 332. In an example, the carrier signal 330 can be generated as a sinewave with a frequency of 30kHz. Again, the carrier signal 330 should be synchronized with the clock signal 316 from the clock source module 318. Therefore, by performing an ASK modulation in the multiplier module 328, for example, the binary sequence 322 can be modulated with such carrier signal 330 and output as a modulated sequence 334 with its central frequency moved to an ultrasonic frequency band, such as 30kHz, in the example, and the spectrum of the modulated sequence 334 can be in a form as shown by the ASK modulated signal spectrum in FIG. 1.

[0041] Additionally or alternatively, the ASK modulation performed in the multiplier module 328 may be a 2ASK or 4ASK modulation. For basic applications and considering simplifying its demodulator design, 2ASK shall be a preferable choice, which thus is described herein as the example.

[0042] The modulated sequence 334 output from the multiplier module 328 then may be mixed with an audio signal 336. The audio signal 336 can be a digital signal input to the DSP audio processor 312. In this regard, as shown in FIG. 3B, any audio signal 336 received in the DSP audio processor 312 may firstly enter an audio processing module 340 for general propose audio processing therein, such as synchronizing it with the clock signal 316 to ensure the quality of the digital audio signal for playback, thereby removing jitters accumulated in previous level equipment and / or link, and avoiding the loss of the digital audio caused by such timing jitters in the audio signal 336.

[0043] As, for limiting the bandwidth, the audio signal 336 can be limited in its bandwidth lower than 20kHz by passing through an audio low-pass filter 342, with the cut-off frequency thereof at 20kHz. Accordingly, the audio signal 336 now occupying the frequency band lower than 20kHz and the output modulated sequence 334 of the at least one control message 310 occupying the frequency band higher 25kHz can be mixed in the mixer module 338, and a mixed audio data 344 output therefrom can continue its subsequent transmission, without interference therebetween.

[0044] In step S308, the modulated sequence 334 and the audio signal 336 are mixed in a mixer module 338. In the example noted previously, the output modulated sequence 334 of the at least one control message occupying a bandwidth from 25kHz to 35kHz or higher, and the audio signal 336 to be transferred to the speaker assembly for playback shall be limited within a bandwidth lower than 20kHz. In such way, the auditory perception of human ears can be ensured when listening to the audio signal 336.

[0045] In addition, in the subsequent steps in the DSP audio amplifier, with reference to FIG. 2, the mixed audio data 344 is output in I2S / TDM format as shown with the reference sign 214 in FIG. 2, which can be converted into an analog mixed audio signal and then amplified by the audio amplifier power stage, and then the amplified mixed audio signal can be transmitted to the speaker assembly through a single audio connection line, on which the at least one control message and the audio signal in the mixed audio signal shall be transmitted on separate frequency bands, respectively.

[0046] The above content with reference to FIG. 3A and FIG. 3B describes the process, at the side of the DSP audio amplifier, of modulating the binary sequence of the at least one control message to an ultrasonic frequency band with an ASK modulation, and then mixing it with the audio signal to send them together through a single audio connection line.

[0047] The following content will refer to FIG. 4A to FIG. 4B to describe the process, at the side of speaker assembly, of receiving the mixed audio signal on the single audio connection line coming from the DSP audio amplifier, demodulating the mixed audio signal to the binary sequence representing the at least one control message for implementing corresponding additional application, and at the same time feeding the audio signal contained the mixed audio signal to a speaker for playback thereon.

[0048] FIG. 4A illustrates an exemplary flowchart 400 of the method, in the speaker assembly  as shown in FIG. 2, for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and the speaker assembly, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter.

[0049] In steps S402 to S406 illustrated in FIG. 4A, it is described that, in the speaker assembly 430, the mixed audio signal received from the single audio connection line can be sent to a speaker for playback of the audio signals contained therein, and the mixed audio signal can be also sent to the demodulator part of the speaker assembly 430 for demodulation. A bandpass filter, a rectifier and a Schmidt trigger can be included in the demodulator part of the speaker assembly 430. After demodulation, a binary sequence representing the original at least one control message for the additional application for implementing on the speaker assembly can be recovered from the mixed audio signal.

[0050] FIG. 4B illustrates an exemplary block diagram 400’ of the speaker assembly as shown in FIG. 2 for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and the speaker assembly, according to one or more embodiments of the present inventive subject matter.

[0051] As noted, in step S402, the mixed audio signal 410, which was amplified by the DSP audio amplifier and output therefrom, can be received from a single audio connection line in the speaker assembly 430. As shown in FIG. 4A and FIG. 4B, the bandpass filter 420, the rectifier 422 and the Schmidt trigger 424 in the demodulator part of the speaker assembly 430 are connected in series to form a pipeline and connected in parallel with the speaker 432. The mixed audio signal 410 can be sent to the pipeline to be processed in turn by the bandpass filter 420, the rectifier 422 and the Schmidt trigger 424 for demodulation, and also fed to the speaker 432 for playback of the audio signal. The mixed audio signal 410 for demodulation shall be demodulated to the binary sequence representing the at least one control message for implementing the additional application on the speaker assembly 430, while the mixed audio signal 410 fed to the speaker 432 can be directly used for playback of the audio signal contained therein.

[0052] On the one hand, in step S404, as to the mixed audio signal 410 to be demodulated, it may firstly enter the bandpass filter 420. As noted previously, the mixed audio signal 410 is a modulated sequence, signals near its carrier frequency, such as at 30kHz in the example, can be selected, and other unwanted audio signal components can be filtered out by the bandpass filter 420. Accordingly, a modulated sequence 412 can be selected from the mixed audio signal 410. The modulated sequence 412 may contain its carrier signal therein, which can be a 30kHz  sinewave, in the example.

[0053] And then, after passing through the rectifier 422, which includes an RC low-pass filter, the carrier signal can be removed by the RC low-pass filter from the modulated sequence 412, and the resulting signal shall be a rough binary sequence 414. However, there are still some residues of 30kHz noises left in the rough binary sequence 414 passed through the rectifier 422.

[0054] The rough binary sequence 414 can be further shaped by the Schmidt trigger 424, as shown in the FIG. 4B. In the Schmidt trigger 424, the rough binary sequence 414 with its waveform containing residual 30kHz noises as well as the unclean edges can be shaped into a clean binary level signal waveform, and such shaped glitch-free binary level signal waveform can be recovered into clean high and low levels, which thus can be recognized as a binary sequence 416 representative of at least one control message to control the speaker assembly 430 to implement corresponding function or additional application thereon.

[0055] In particular, the binary sequence 416 recovered, as the original at least one control message, can be further delivered to a receiver and controller 426. In the receiver and controller 426, the at least one control message received therein can be compiled and executed as instructions, for example, to control an actuator 428, and finally the actuator 428 can activate the speaker assembly 430 to implement the corresponding additional application thereon. In an example, for the additional application referring to LED illumination, the actuator 428 can be a LED driver, motor driver or the like.

[0056] As shown in the upper part of FIG. 4B, the bandpass filter 420, the rectifier 422 and the Schmidt trigger 424 are in turn connected in series to form a pipeline, which then is connected in parallel with the speaker 432. In the lower part of FIG. 4B, the hardware implemented bandpass filter 420’ , rectifier 422’ and Schmidt trigger 424’ are shown, respectively. As can be seen from FIG. 4B, the demodulator part can be implemented with very low cost hardware devices. In an example, the bandpass filter 420’ can be in form of a frequency selection network, and has the configuration as shown by the bandpass filter 420’ in FIG. 4B, the center frequency of the frequency selection network shown as the bandpass filter 420’ is set at 35kHz. In an example, a floating grounding 434’ , such as for BTL speaker connection, can be arranged for connecting to the speaker 432, as denoted in FIG. 4B.

[0057] On the other hand, in step S406, the mixed audio signal 410 can be also fed to the speaker for playback of the audio signal thereon. As to the mixed audio signal 410 fed to the speaker 432  for playback of the audio signal, the speaker voice coil has no impact to the demodulator circuits in the demodulator part of the speaker assembly 430 that is in parallel connected therewith, for the impedance of the speaker 432 at the ultrasonic frequency band is high.

[0058] In the inventive subject matter, a system level design has been provided, which provides a kind of ASK modulation based low speed communication from a DSP audio amplifier to a speaker assembly for transferring both audio signals and control messages for playback thereof and implementing applications on the speaker assembly, which can be applied in a limited space, such as in a car audio system. Very low-cost modulator and demodulator design has been provided in the system. It can grant the DSP audio amplifier the ability to send commands or messages for applications, along with audio signals, to the speaker side through only a single audio connection line, without any additional cable or RF channel, and without any interference. Such applications can support fancy features of active speaker assembly, such as RGB LED illumination, moving tweeters or adjustable grilles.

[0059] In the foregoing specification, the inventive subject matter has been described with reference to specific embodiments thereof. It will, however, be evident that various modifications and changes may be made thereto without departing from the broader scope of the invention. For example, the above-described processing flows are described with reference to a particular ordering of process actions. However, the ordering of many of the described process actions may be changed without affecting the scope or operation of the invention. The specification and drawings are, accordingly, to be regarded in an illustrative rather than restrictive sense.

[0060] Any combination of one or more computer-readable media may be used to perform the method provided in one and more embodiments of the present inventive subject matter. The computer-readable medium may be a computer-readable signal medium or a computer-readable storage medium. The computer-readable storage medium may be, for example, but not limited to, an electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor system, device, or device, or any suitable combination of the foregoing. More specific examples (non-exhaustive list) of the computer-readable storage medium may include, for example: an electrical connection with one or more connection lines, portable computer floppy disks, hard disks, random access memory (RAM) , read-read-only memory (ROM) , erasable programmable read only memory (EPROM or flash memory) , optical fibers, portable compact disc read only memory (CD-ROM) , optical storage devices, magnetic storage devices, or any suitable combinations of the foregoing.  In the context of the disclosure, the computer-readable storage medium may be any tangible medium that can include or store a program for use by or in connection with an instruction execution system, device, or devices.

[0061] As used in the disclosure, an element or step listed in the singular form and preceded by the word “one / a” should be understood as not excluding a plurality of said elements or steps, unless such exception is specifically stated. Furthermore, references to “embodiments” or “examples” of the disclosure are not intended to be construed as exclusive, also including the existence of other embodiments of the recited features. The terms “first” , “second” , “third” , etc. are used only for identification and are not intended to emphasize a numerical requirement or positioning order of their objects.

[0062] References in the present inventive subject matter to the ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly may include the following content:

[0063] Item 1: In one or more embodiments, the present inventive subject matter provides a DSP audio amplifier for ASK modulation communication, including a DSP audio processor, the DSP audio processor comprising:

[0064] a serializer module, configured to receive at least one control message and serialize the at least one control message into a binary sequence;

[0065] an anti-aliasing filter module, configured to limit a sequence bandwidth of the binary sequence, to avoid aliasing of low sideband after modulation;

[0066] a carrier signal generator module, configured to generate a carrier signal;

[0067] a modulator module, configured to modulate the binary sequence with the carrier signal to a modulated sequence; and

[0068] a mixer module, configured to mix the modulated sequence with an audio signal and output mixed audio data.

[0069] Item 2: The DSP audio amplifier of item 1, further comprising a clock source module configured to provide a clock signal, wherein the carrier signal is generated to be synchronized with the clock signal, and wherein the serializer module and the anti-aliasing filter module each is further configured to synchronize the binary sequence with the clock signal.

[0070] Item 3: The DSP audio amplifier of item 1 or 2, wherein the carrier signal is a 30kHz sinewave, and wherein the modulator module is configured to modulate the binary sequence with the carrier signal to a modulated sequence by 2ASK modulation.

[0071] Item 4: The DSP audio amplifier of any of items 1 to 3, further comprising an audio low-pass filter module configured to limit a frequency band of the audio signal within a human audible bandwidth range, wherein a cutoff frequency of the audio low-pass filter module is set to 20kHz.

[0072] Item 5: The DSP audio amplifier of any of items 1 to 4, further comprising a gain module configured to adjust the binary sequence to an amplitude that fits with a specific power stage gain.

[0073] Item 6: The DSP audio amplifier of any of items 1 to 5, further comprising a task host module configured to generate the at least one control message, wherein the at least one control message is generated to be synchronized with the clock signal, and wherein the at least one control message is used to implement specific additional application on a speaker assembly.

[0074] Item 7: The DSP audio amplifier of any of items 1 to 6, wherein the mixed audio data is in I2S format.

[0075] Item 8: The DSP audio amplifier of any of items 1 to 7, wherein the mixed audio data is in TDM format.

[0076] Item 9: The DSP audio amplifier of any of items 1 to 8, further comprising a D / Aconverter module configured to convert the mixed audio data to an analog mixed audio signal.

[0077] Item 10: The DSP audio amplifier of any of items 1 to 9, further comprising an audio amplifier power stage module configured to amplify the analog mixed audio signal to an amplified mixed audio signal, and wherein the amplified mixed audio signal is sent to a speaker assembly through a single audio connection line.

[0078] Item 11: In one or more embodiments, the present inventive subject matter provides a method for ASK modulation communication, comprising following steps of:

[0079] serializing, via a serializer module, at least one control message received into a binary sequence;

[0080] limiting, via an anti-aliasing filter module, a sequence bandwidth of the binary sequence to avoid aliasing of low sideband after modulation;

[0081] generating, via a carrier signal generator module, a carrier signal;

[0082] modulating, via a modulator module, the binary sequence with the carrier signal to a modulated sequence; and

[0083] mixing, via a mixer module, the modulated sequence with an audio signal and outputting  mixed audio data.

[0084] Item 12: The method of item 11, further comprising providing, via a clock source module, a clock signal, wherein the carrier signal is generated to be synchronized with the clock signal, and wherein the serializer module and the anti-aliasing filter module each is further configured to synchronize the binary sequence with the clock signal.

[0085] Item 13: The method of item 11 or 12, wherein the carrier signal is a 30kHz sinewave, and wherein the modulator module is configured to modulate the binary sequence with the carrier signal to a modulated sequence by 2ASK modulation.

[0086] Item 14: The method of item 11, further comprising limiting, via an audio low-pass filter module, a frequency band of an audio signal within a human audible bandwidth range, wherein a cutoff frequency of the audio low-pass filter module is set to 20kHz.

[0087] Item 15: The method of item 11 or 14, further comprising adjusting, via a gain module, the binary sequence to an amplitude that fits with a specific power stage gain.

[0088] Item 16: The method of any of items 11 to 15, further comprising generating, via a task host module, the at least one control message, wherein the at least one control message is generated to be synchronized with the clock signal, and wherein the at least one control message is used to implement a specific additional application on a speaker assembly.

[0089] Item 17: The method of any of items 11 to 16, wherein the mixed audio data is in I2S format.

[0090] Item 18: The method of any of items 11 to 17, wherein the mixed audio data is in TDM format.

[0091] Item 19: The method of any of items 11 to 18, further comprising converting, via a D / Aconverter, the mixed audio data to an analog mixed audio signal.

[0092] Item 20: The method of any of items 11 to 19, further comprising amplifying, at an audio amplifier power stage, the analog mixed audio signal to an amplified mixed audio signal, and wherein the amplified mixed audio signal is sent to a speaker assembly through a single audio connection line.

[0093] Item 21: In one or more embodiments, the present inventive subject matter provides a speaker assembly for ASK modulation communication, comprising:

[0094] a bandpass filter, for selecting a modulated sequence, and filtering out an audio signal, from a mixed audio signal;

[0095] a rectifier, for removing a carrier signal from the modulated sequence to obtain a rough binary sequence;

[0096] a Schmidt trigger for shaping the rough binary sequence to a binary sequence with a clean binary level waveform; and

[0097] a speaker for playback of the audio signal,

[0098] wherein the bandpass filter, the rectifier and the Schmidt trigger are connected in series and connected in parallel with the speaker.

[0099] Item 22: The speaker assembly of item 21, wherein there are residual carrier noises left in the rough binary sequence.

[0100] Item 23: The speaker assembly of item 21 or 22, wherein the modulated signal is a 2ASK modulated signal, wherein the bandpass filter is in form of a frequency selection network, and wherein a center frequency of the bandpass filter is set at 35kHz.

[0101] Item 24: The speaker assembly of any of items 21 to 23, wherein the binary sequence is representative of at least one control message for a specific additional application to be implemented on the speaker assembly, and wherein the specific additional application is LED illumination.

[0102] Item 25: The speaker assembly of any of items 21 to 24, further comprising an actuator to implement the specific additional application on the speaker assembly, and wherein the actuator is a LED driver.

[0103] Item 26: In one or more embodiments, the present inventive subject matter provides a method for ASK modulation communication for a speaker assembly, comprising following steps of:

[0104] selecting, by a bandpass filter, a modulated signal and filtering out an audio signal, from a mixed audio signal;

[0105] filtering out, by a rectifier, a carrier signal from the modulated signal to obtain a rough binary sequence;

[0106] shaping, by a Schmidt trigger, the rough binary sequence to a binary sequence with a clean binary level waveform; and

[0107] playback, by a speaker, the audio signal mixed in the mixed audio signal,

[0108] wherein the bandpass filter, the rectifier and the Schmidt trigger are connected in series and connected in parallel with the speaker.

[0109] Item 27: The method of item 26, wherein there are residual carrier noises left in the rough binary sequence.

[0110] Item 28: The method of item 26 or 27, wherein the modulated signal is a 2ASK modulated signal, wherein the bandpass filter is in form of a frequency selection network, and wherein a center frequency of the bandpass filter is set at 35kHz.

[0111] Item 29: The method of any of items 26 to 28, wherein the binary sequence is representative of at least one control message for a specific additional application to be implemented on the speaker assembly, and wherein the specific additional application is LED illumination.

[0112] Item 30: The method of any of items 26 to 29, further comprising implementing, by an actuator, the specific additional application on the speaker assembly, and wherein the actuator is a LED driver.

[0113] Item 31: In one or more embodiments, the present inventive subject matter provides a system for ASK modulation communication for a DSP audio amplifier and a speaker assembly, comprising:

[0114] the DSP audio amplifier of any of items 1-10; and

[0115] the speaker assembly of any of items 21-25,

[0116] wherein the DSP audio amplifier is connected to the speaker assembly by a single audio connection line.

[0117] Item 32: In one or more embodiments, the present inventive subject matter provides a non-transitory computer-readable medium including instructions which, when executed by one or more processors, perform the method of any of items 11-20.

[0118] Item 33: In one or more embodiments, the present inventive subject matter provides a non-transitory computer-readable medium including instructions which, when executed by one or more processors, perform the method of any of items 26-30.

Claims

1.A digital signal processing (DSP) audio amplifier for Amplitude Shift Keying (ASK) modulation communication, including a DSP audio processor, the DSP audio processor comprising:a serializer module, configured to receive at least one control message and serialize the at least one control message into a binary sequence;an anti-aliasing filter module, configured to limit a sequence bandwidth of the binary sequence, to avoid aliasing of low sideband after modulation;a carrier signal generator module, configured to generate a carrier signal;a modulator module, configured to modulate the binary sequence with the carrier signal to a modulated sequence; anda mixer module, configured to mix the modulated sequence with an audio signal and output mixed audio data.2.The DSP audio amplifier of claim 1, further comprising a clock source module configured to provide a clock signal, wherein the carrier signal is generated to be synchronized with the clock signal, and wherein the serializer module and the anti-aliasing filter module each is further configured to synchronize the binary sequence with the clock signal.3.The DSP audio amplifier of claim 1, wherein the carrier signal is a 30kHz sinewave, and wherein the modulator module is configured to modulate the binary sequence with the carrier signal to a modulated sequence by 2ASK modulation.4.The DSP audio amplifier of claim 1, further comprising an audio low-pass filter module configured to limit a frequency band of the audio signal within a human audible bandwidth range, wherein a cutoff frequency of the audio low-pass filter module is set to 20kHz.5.The DSP audio amplifier of claim 1, further comprising a gain module configured to adjust the binary sequence to an amplitude that fits with a specific power stage gain.6.The DSP audio amplifier of claim 2, further comprising a task host module configured to generate the at least one control message, wherein the at least one control message is generated to be synchronized with the clock signal, and wherein the at least one control message is used to implement specific additional application on a speaker assembly.7.The DSP audio amplifier of claim 1, wherein the mixed audio data is in I2S format.8.The DSP audio amplifier of claim 1, wherein the mixed audio data is in TDM format.9.The DSP audio amplifier of any of claims 7 or 8, further comprising a D / Aconverter module configured to convert the mixed audio data to an analog mixed audio signal.10.The DSP audio amplifier of claim 9, further comprising an audio amplifier power stage module configured to amplify the analog mixed audio signal to an amplified mixed audio signal, and wherein the amplified mixed audio signal is sent to a speaker assembly through a single audio connection line.11.A method for Amplitude Shift Keying (ASK) modulation communication, comprising following steps of:serializing, via a serializer module, at least one control message received into a binary sequence;limiting, via an anti-aliasing filter module, a sequence bandwidth of the binary sequence to avoid aliasing of low sideband after modulation;generating, via a carrier signal generator module, a carrier signal;modulating, via a modulator module, the binary sequence with the carrier signal to a modulated sequence; andmixing, via a mixer module, the modulated sequence with an audio signal and outputting mixed audio data.12.The method of claim 11, further comprising providing, via a clock source module, a clock signal, wherein the carrier signal is generated to be synchronized with the clock signal, and  wherein the serializer module and the anti-aliasing filter module each is further configured to synchronize the binary sequence with the clock signal.13.The method of claim 11, wherein the carrier signal is a 30kHz sinewave, and wherein the modulator module is configured to modulate the binary sequence with the carrier signal to a modulated sequence by 2ASK modulation.14.The method of claim 11, further comprising limiting, via an audio low-pass filter module, a frequency band of an audio signal within a human audible bandwidth range, wherein a cutoff frequency of the audio low-pass filter module is set to 20kHz.15.The method of claim 11, further comprising adjusting, via a gain module, the binary sequence to an amplitude that fits with a specific power stage gain.16.The method of claim 12, further comprising generating, via a task host module, the at least one control message, wherein the at least one control message is generated to be synchronized with the clock signal, and wherein the at least one control message is used to implement a specific additional application on a speaker assembly.17.The method of claim 11, wherein the mixed audio data is in I2S format.18.The method of claim 11, wherein the mixed audio data is in TDM format.19.The method of claim 17 or 18, further comprising converting, via a D / Aconverter, the mixed audio data to an analog mixed audio signal.20.The method of claim 19, further comprising amplifying, at an audio amplifier power stage, the analog mixed audio signal to an amplified mixed audio signal, and wherein the amplified mixed audio signal is sent to a speaker assembly through a single audio connection line.21.A speaker assembly for Amplitude Shift Keying (ASK) modulation communication, comprising:a bandpass filter, for selecting a modulated sequence, and filtering out an audio signal, from a mixed audio signal;a rectifier, for removing a carrier signal from the modulated sequence to obtain a rough binary sequence;a Schmidt trigger for shaping the rough binary sequence to a binary sequence with a clean binary level waveform; anda speaker for playback of the audio signal,wherein the bandpass filter, the rectifier and the Schmidt trigger are connected in series and connected in parallel with the speaker.22.The speaker assembly of claim 21, wherein there are residual carrier noises left in the rough binary sequence.23.The speaker assembly of claim 21, wherein the modulated signal is a 2ASK modulated signal, wherein the bandpass filter is in form of a frequency selection network, and wherein a center frequency of the bandpass filter is set at 35kHz.24.The speaker assembly of claim 21, wherein the binary sequence is representative of at least one control message for a specific additional application to be implemented on the speaker assembly, and wherein the specific additional application is LED illumination.25.The speaker assembly of claim 24, further comprising an actuator to implement the specific additional application on the speaker assembly, and wherein the actuator is a LED driver.

Images