CN103873987A - 抗干扰远距离无线麦克风系统及其无线音频传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗干扰远距离无线麦克风系统及其无线音频传输方法，所述系统包括发射装置与接收装置，所述发射装置包括麦克风及音频信号放大器、模数转换器、第一2.4G基带处理器、信号放大器及发射天线以及发射控制处理器，所述接收装置包括信号放大器及接收天线、第二2.4G基带处理器、数模转换器、接收控制处理器，所述发射装置还包括第一信号转换器，所述接收装置还包括第二信号转换器。本发明的技术方案能够克服无线麦克风系统中的模拟信号容易受到干扰，传输信道带宽相对较窄的实际使用问题，还克服了2.4G数字无线麦克风传输距离短，穿透障碍物能力弱的麦克风性能问题，有效的提升了无线麦克风的工作性能。

Description

抗干扰远距离无线麦克风系统及其无线音频传输方法

 

技术领域

本发明属于无线设备应用领域，特别是一种抗干扰远距离无线麦克风系统及其无线音频传输方法。

 

背景技术

在会议室、舞台等较大的空间进行交流活动时，需要使用到麦克风等扩音装置。随着无线技术的发展，目前常用的麦克风均为无线麦克风，其携带和使用都比有线麦克风更为方便。

无线麦克风分为模拟无线麦克风和数字无线麦克风两类。模拟无线麦克风的工作原理是发射端将来自声源的模拟信号加重后并经过压扩处理后，调制到无线模拟载波信号上进行无线发射，接收端接收到该无线信号，进行解调、去加重，经过压扩处理后，输出模拟音频信号，通过扬声器发出声音。模拟无线麦克风系统的信号的采集与传输过程都是模拟信号，相对数字信号比较容易受到干扰导致信号失真；同时由于模拟无线麦克风系统的频道带宽相对较窄，在多支无线麦克风同空间同时使用场景，会导致发生严重的邻道干扰与互调干扰的问题（例如合唱演出需要80位演员合唱，需要80支麦克风同时工作的场景），以上问题严重限制了无线麦克风的使用范围。

数字无线麦克风的工作原理是麦克风将来自声源的模拟声音信号转化为数字音频信号，再调制为无线载波模拟信号进行发射，接收端接收该无线信号后，解调后得到数字音频信号，再转化为模拟音频信号，通过扬声器发出声音。数字无线麦克风系统的信号是数字信号，在传输、存储等处理过程中具有很好的抗干扰性，不容易失真。目前，现有技术中许多无线数字麦克风通常会采用2.4G（无线信号频段处于2.405GHz至2.485GHz之间）无线技术来发射和接收无线信号。采用2.4G频段的无线麦克风设备，其2.4G无线信号与较低频率段的无线信号（例如900MHz频段）相比较，具有传输距离太近以及传输信号穿透障碍物能力太弱的问题，这两个问题严重限制了无线麦克风的使用范围。再者，随着无线技术的普及，智能手机、平板电脑等手持式2.4G设备在2.4G频率段大量使用，使得该频段变得越来越拥挤，无线麦克风使用的周边环境中时常充斥着各种Wi-Fi或蓝牙信号的干扰源，更加容易导致同道干扰、领道干扰、互调干扰等问题的发生，从而影响了2.4G数字无线麦克风产品的使用效果。

因此，有必要提供一种信号传输距离更远，穿越障碍物能力更强，受周围环境影响较小的抗干扰无线麦克风系统。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无线应用设备，特别是一种抗干扰远距离无线麦克风系统及其无线音频传输方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

一种抗干扰远距离无线麦克风系统，所述系统包括发射装置与接收装置，所述发射装置包括麦克风及音频信号放大器、模数转换器、第一2.4G基带处理器、信号放大器及发射天线以及发射控制处理器，所述接收装置包括信号放大器及接收天线、第二2.4G基带处理器、数模转换器、接收控制处理器，其特征在于，所述发射装置还包括第一信号转换器，所述第一信号转换器将来自所述第一2.4G基带处理器的2.4G信号转换为VHF信号、UHF信号或SHF信号，并通过所述信号放大器及发射天线发射至所述接收装置，所述接收装置还包括第二信号转换器，所述接收装置通过所述信号放大器及接收天线接收所述VHF信号、UHF信号或SHF信号，所述第二信号转换器将所述VHF信号、UHF信号或SHF信号转换为2.4G信号。

在本发明的技术方案中，所述麦克风及音频信号放大器连接至所述模数转换器，所述模数转换器通过I2S接口连接至所述第一2.4G基带处理器，所述第一2.4G基带处理器连接至所述第一信号转换器，所述第一信号转换器连接至所述信号放大器及发射天线，形成信号链路。

在本发明的技术方案中，所述信号链路上的各部件通过控制I/O口连接至所述发射控制处理器，在所述发射控制处理器控制下工作。

在本发明的技术方案中，所述信号放大器及接收天线连接至所述第二信号转换器，所述第二信号转换器连接至所述第二2.4G基带处理器，所述第二2.4G基带处理器通过I2S接口连接至所述数模转换器，形成信号链路。

在本发明的技术方案中，所述信号链路上的各部件通过控制I/O口连接至所述接收控制处理器，在所述接收控制处理器控制下工作。

在本发明的技术方案中，所述第一信号转换器将所述来自第一2.4G基带处理器的2.4G信号转换为900MHz信号。

一种无线音频传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤a：接收声音信号并转换放大为音频模拟信号；

步骤b：将所述音频模拟信号转换为数字音频信号；

步骤c：将所述数字音频信号转换为2.4G无线信号；

步骤d：将所述2.4G无线信号转换为900MHz无线信号并放大发射；

步骤e：接收所述900MHz无线信号；

步骤f：将所述900MHz无线信号转换为2.4G无线信号；

步骤g：将所述2.4G无线信号转换为数字音频信号；

步骤h：将所述数字音频信号转换为模拟音频信号并输出至扩音装置。

本发明的技术方案能够使无线麦克风实施音频信号数字化传输，在无线信号传输部分可以根据实际环境条件灵活调节或变化其传输频率，既克服了模拟无线麦克风系统中的模拟信号容易受到干扰，传输信道带宽相对较窄的实际使用问题，又克服了2.4G数字无线麦克风传输距离短，穿透障碍物能力弱的麦克风性能问题，有效的提升了无线麦克风的工作性能。同时，由于在传输过程中经过了无线信号频率转换，这样还能加强信号传输过程中的保密性，降低了信号泄漏的可能性，保护了用户的利益。

 

附图说明

图1为本发明抗干扰远距离无线麦克风系统的发射装置的模块图。

图2为本发明抗干扰远距离无线麦克风系统的接收装置的模块图。

图3为本发明无线音频传输方法的流程图。

 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。 

请参阅图1，本发明的抗干扰远距离无线麦克风系统包括一发射装置与一接收装置。

其中，发射装置包括麦克风及音频信号放大器、模数转换器（ADC）、2.4G基带处理器、第一信号转换器、信号放大器及发射天线以及发射控制处理器。该第一信号转换器用于根据系统实际需求，将2.4G信号转换为VHF信号（30MHz -300MHz）、UHF信号（300MHz -3000MHz）或SHF信号（3GHz-30GHz）。

麦克风及音频信号放大器连接至模数转换器，模数转换器通过I2S接口（Integrated Interchip Sound，芯片间传输数字音频数据的一种接口标准）连接至2.4G基带处理器，2.4G基带处理器连接至第一信号转换器，第一信号转换器连接至信号放大器及发射天线，形成信号链路。该信号链路上的各部件均通过控制I/O口连接至发射控制处理器，在发射控制处理器控制下工作。

请参阅图2，接收装置包括信号放大器及接收天线、第二信号转换器、2.4G基带处理器、数模转换器（DAC）、接收控制处理器。该第二信号转换器用于根据系统实际需求，将VHF信号、UHF信号或SHF信号转换为2.4G信号。

信号放大器及接收天线连接至第二信号转换器，第二信号转换器连接至2.4G基带处理器，2.4G基带处理器通过I2S接口连接至数模转换器，形成信号链路。该信号链路上的各部件均通过控制I/O口连接至接收控制处理器，在接收控制处理器控制下工作。

以下参照本发明的较佳实施方式来说明该抗干扰远距离无线麦克风系统的工作过程。工作时，发射控制处理器首先控制发射装置开始工作前的初始化，在初始化过程中，发射控制处理器控制并确定第一信号转换器的工作转换频率是将信号从2.4G转换为900MHz。因为相对2.4G无线信号，900MHz无线信号具有传输距离更远、穿透障碍物能力更强、抗干扰能力更好的优点。当然，也可以根据需要将信号从2.4G转换为其他频率的VHF信号、UHF信号或SHF信号。开始工作后，麦克风及音频信号放大器将接收到的声音信号转换为音频模拟信号并主动放大，被放大的音频模拟信号输入到模数转换器内转化为数字音频信号。该数字音频信号再通过I2S接口进入2.4G基带处理器，经过调制后，数字音频信号转换为2.4G无线信号。接下来，该2.4G无线信号进入第一信号转换器，经过第一信号转换器转换工作后得到900MHz无线信号。最后，该900MHz无线信号进入信号放大器及发射天线，被放大之后通过天线发射。

接收控制处理器控制接收装置开始工作前的系统初始化，在初始化过程中，接收控制处理器控制并确定第二信号转换器的工作转换频率是将信号从900MHz（也可以是其他频率的VHF信号、UHF信号或SHF信号）转换为2.4G。开始工作时，首先通过信号放大器及接收天线接收发射装置发射的900MHz无线信号，经过放大后输入第二信号转换器，转换为2.4G信号。该2.4G信号被送入2.4G基带处理器，经过解调处理，得到数字音频信号。该数字音频信号通过I2S接口进入数模转换器，然后转变为模拟音频信号对外输出至音箱或扩音器，即可完成声音放大和传送的工作过程。

请参阅图3，本发明的无线音频传输方法包括以下步骤：

步骤S101：接收声音信号并转换放大为音频模拟信号；

步骤S102：将上述音频模拟信号转换为数字音频信号；

步骤S103：将上述数字音频信号转换为2.4G无线信号；

步骤S104：将上述2.4G无线信号转换为900MHz无线信号并放大发射；

步骤S105：接收上述900MHz无线信号；

步骤S106：将上述900MHz无线信号转换为2.4G无线信号；

步骤S107：将上述2.4G无线信号转换为数字音频信号；

步骤S108：将上述数字音频信号转换为模拟音频信号对外输出至音箱或扩音器。

本发明的技术方案能够使无线麦克风实施音频信号数字化传输，在无线信号传输部分可以根据实际环境条件灵活调节或变化其传输频率，既克服了模拟无线麦克风系统中的模拟信号容易受到干扰，传输信道带宽相对较窄的实际使用问题，又克服了2.4G数字无线麦克风传输距离短，穿透障碍物能力弱的麦克风性能问题，有效的提升了无线麦克风的工作性能。同时，由于在传输过程中经过了无线信号频率转换，这样还能加强信号传输过程中的保密性，降低了信号泄漏的可能性，保护了用户的利益。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种抗干扰远距离无线麦克风系统，所述系统包括发射装置与接收装置，所述发射装置包括麦克风及音频信号放大器、模数转换器、第一2.4G基带处理器、信号放大器及发射天线、发射控制处理器，所述接收装置包括信号放大器及接收天线、第二2.4G基带处理器、数模转换器、接收控制处理器，其特征在于，所述发射装置还包括第一信号转换器，所述第一信号转换器将来自所述第一2.4G基带处理器的2.4G信号转换为VHF信号、UHF信号或SHF信号，并通过所述信号放大器及发射天线发射至所述接收装置，所述接收装置还包括第二信号转换器，所述接收装置通过所述信号放大器及接收天线接收所述VHF信号、UHF信号或SHF信号，所述第二信号转换器将所述VHF信号、UHF信号或SHF信号转换为2.4G信号。

2.如权利要求1所述的抗干扰远距离无线麦克风系统，其特征在于，所述麦克风及音频信号放大器连接至所述模数转换器，所述模数转换器通过I2S接口连接至所述第一2.4G基带处理器，所述第一2.4G基带处理器连接至所述第一信号转换器，所述第一信号转换器连接至所述信号放大器及发射天线，形成信号链路。

3.如权利要求2所述的抗干扰远距离无线麦克风系统，其特征在于，所述信号链路上的各部件通过控制I/O口连接至所述发射控制处理器，在所述发射控制处理器控制下工作。

4.如权利要求1所述的抗干扰远距离无线麦克风系统，其特征在于，所述信号放大器及接收天线连接至所述第二信号转换器，所述第二信号转换器连接至所述第二2.4G基带处理器，所述第二2.4G基带处理器通过I2S接口连接至所述数模转换器，形成信号链路。

5.如权利要求4所述的抗干扰远距离无线麦克风系统，其特征在于，所述信号链路上的各部件通过控制I/O口连接至所述接收控制处理器，在所述接收控制处理器控制下工作。

6.如权利要求1至5任意一项所述的抗干扰远距离无线麦克风系统，其特征在于，所述第一信号转换器将所述来自第一2.4G基带处理器的2.4G信号转换为900MHz信号。

7.一种无线音频传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤a：接收声音信号并转换放大为音频模拟信号；

步骤b：将所述音频模拟信号转换为数字音频信号；

步骤c：将所述数字音频信号转换为2.4G无线信号；

步骤d：将所述2.4G无线信号转换为900MHz无线信号并放大发射；

步骤e：接收所述900MHz无线信号；

步骤f：将所述900MHz无线信号转换为2.4G无线信号；

步骤g：将所述2.4G无线信号转换为数字音频信号；

步骤h：将所述数字音频信号转换为模拟音频信号并输出至扩音装置。

Images