CN105306162A - 一种混频的录音屏蔽装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混频的语音屏蔽装置及其实现方法，包括：基带控制模块、基频生成模块、密码应用模块、信号整形放大模块和发射模块，还包括：基带控制芯片与低频DDS发生器、低频放大器相连；基带控制芯片与高频声表谐振器、高频放大器相连；基带控制芯片与随机数生成单元相连；基带控制芯片与密码单元相连；低频放大器和高频放大器分别与滤波整形单元相连；滤波整形单元依次与功率二次放大器、阻抗增益调节器相连；阻抗增益调节器分别与低频发射器和高频发射器相连。本发明将信号通过低频发射器或高频发射器发射出去，形成混频干扰，达到对语音设备的干扰。本发明适应范围广、屏蔽效果强、安全性强、干扰效果好、实用性强，可满足多用途需求。

Description

一种混频的录音屏蔽装置及其实现方法

技术领域

本发明属于录音屏蔽技术领域，具体涉及一种混频的录音屏蔽装置及其实现方法。

背景技术

信息安全是一个企业、一个部门乃至整个国家的生命线。倘若机密信息被泄露，那么不管是国家、政府部门、企业乃至个人都会因此而遭受不可估量的损失。当前，随着录音技术的日益先进，录音设备的功能日益强大，越来越多的人利用语音录音设备进行非法活动，针对语音录音泄密目前国内外还没有有效的解决办法，如何截断各种录音设备，急需有效的语音屏蔽装置解决这一问题，保护语音信息安全。

录音屏蔽装置又称录音屏蔽器、录音截断器或录音阻断器等，主要用于防止手机、录音笔等设备非法录音。目前录音屏蔽所采用的技术路线包括：同频声干扰和电磁辐射干扰两种。

其中，同频声干扰直接采用音频信号进行干扰，干扰效果较好，但最大的缺点是有可闻噪声，用户必须佩戴耳机或者在屏蔽房内进行语音通话，局限性大，只能在一些较特殊的场合下才能使用，该种屏蔽技术受环境条件的制约，同时也会给人带来干扰和不便，用户无法接受。

而辐射干扰方式则采用高频电磁波对录音设备进行干扰，能够在无声音的情况下实现干扰，主要针对老式录音设备，如卡带式录音机或模拟录音笔等。但对于一些新式的录音设备，如手机、数码录音笔等，其干扰效果极其有限，从而造成覆盖设备类型少、屏蔽效果差，实用性不强等问题。因此现有的录音屏蔽器已无法更好地满足实际应用中的多种需求。

发明内容

本发明提供了一种混频的录音屏蔽装置及其实现方法，本发明为了克服现有白噪声干扰技术、单一电磁辐射干扰技术的不足，采用更为有效，更为先进的混频技术，实现了屏蔽各类录音设备，解决了现有录音屏蔽设备覆盖设备类型少、屏蔽效果差，实用性不强的问题，详见下文描述：

一种基于混频的录音屏蔽装置，所述录音屏蔽装置包括：基带控制模块、基频生成模块、密码应用模块、信号整形放大模块、和发射模块，

所述基带控制模块包括：基带控制芯片；所述基频生成模块包括：基频发生器和基频放大器；所述密码应用模块包括：随机数生成单元和密码单元；所述信号整形放大模块包括：滤波整形单元、功率二次放大器和阻抗增益调节器；所述发射模块包括：低频发射器和高频发射器；

其中，所述基频发生器包括：低频DDS发生器和高频声表谐振器；所述基频放大器包括：低频放大器和高频放大器，

所述基带控制芯片与所述低频DDS发生器、所述低频放大器相连；所述基带控制芯片与所述高频声表谐振器、所述高频放大器相连；所述基带控制芯片与所述随机数生成单元相连；所述基带控制芯片与所述密码单元相连；

所述低频放大器和所述高频放大器分别与所述滤波整形单元相连；所述滤波整形单元依次与所述功率二次放大器、所述阻抗增益调节器相连；所述阻抗增益调节器分别与所述低频发射器和所述高频发射器相连。

其中，所述低频发射器为超声波换能器。

其中，所述高频发射器为全向天线。

所述密码单元中的密码算法为SM1或SM4密码算法。

一种混频的录音屏蔽装置的实现方法，所述实现方法包括以下步骤：

基带控制芯片控制低频DDS发生器生成低频的基频信号；

基带控制芯片通过调用随机数生成单元和密码单元生成加密随机数序列，基带控制芯片根据加密随机数序列完成对低频的基频信号的频率调节并输出；

输出的低频的基频信号经低频放大器进行初级放大，依次输入至滤波整形单元、功率二次放大器与阻抗增益调节器进行信号的滤波、放大和阻抗匹配，最后传输至低频发射器，完成低频的基频信号的发射。

所述实现方法还包括以下步骤：

1)基带控制芯片判断电源供电模式，如果是外部电源供电，执行步骤3)；如果是锂电池供电，则进行电量检测，执行步骤2)；

2)若电量高于阈值，执行步骤3)，否则进入电池保护处理，流程结束；

3)基带控制芯片控制低频DDS发生器生成低频的基频信号。

另一实施例，一种混频的录音屏蔽装置的实现方法，所述实现方法包括以下步骤：

基带控制芯片控制高频声表谐振器生成高频的基频信号；

基带控制芯片通过调用随机数生成单元和密码单元生成加密随机数序列，基带控制芯片根据加密随机数序列完成对高频的基频信号的频率调节并输出；

输出的高频的基频信号经高频放大器进行初级放大，依次输入至滤波整形单元、功率二次放大器与阻抗增益调节器进行信号的滤波、放大和阻抗匹配，最后传输至高频发射器，完成高频的基频信号的发射。

所述实现方法还包括以下步骤：

1)基带控制芯片判断电源供电模式，如果是外部电源供电，执行步骤3)；如果是锂电池供电，则进行电量检测，执行步骤2)；

2)若电量高于阈值，执行步骤3)，否则进入电池保护处理，流程结束；

3)基带控制芯片控制高频声表谐振器生成高频的基频信号。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

1)屏蔽效果好，本发明采用高频低频相结合的混频干扰技术，高频干扰从电子器件EMC的角度进行电磁辐射的干扰，干扰其正常工作；低频干扰从混入原语音信号的角度，提供一种假语音信号，并且这种语音信号同样为不可闻声；高低频相结合的技术，弥补了单一高频干扰技术对一些电子屏蔽完善的语音设备无法干扰的情况，并有效的降低了单一高频干扰的电磁辐射量，使产品更加环保。

2)高安全性，本发明采用的高频辐射，干扰电子设备，其产生为无规律性，无法通过相关途径消除；低频干扰部分，通过提供假语音信号被采集后，通过语音芯片内部的傅里叶变换等算法，变换成真语音信号，如要消除干扰，则同时消除原语音信号，使原语音信息受损，因此无法分离。

3)高覆盖率，本发明采用高低频混频技术，通过对电磁辐射和语音信息源头进行干扰，几乎覆盖市场上大部分主流语音录音设备。

4)保密性好，本发明在工作过程中静止、无声，除操作者提示外，无任何其它可察觉之处，并可根据周围环境进行环境的配合与伪装，具有高保密性。

5)移动性，本发明可电池供电，摆脱了固定电源的限制，使其使用更有灵活性。

相对于现有技术，本发明具有屏蔽效果好、安全性高、覆盖率高、保密性好、移动性强等特点，适用于各种不同的录音设备和使用场合，能够有效地解决现有国内外同类产品的干扰效果差、安全性差，易于还原、工作过程中有可闻噪音、易于察觉等多种缺陷和不足，可广泛应用于秘密会议、商业会谈、反窃听等各类场合。

附图说明

图1为混频的录音屏蔽装置的工作原理示意图；

图2为混频的录音屏蔽装置的结构示意图；

图3为混频的录音屏蔽装置中基频发生器的结构示意图；

图4为混频的录音屏蔽装置中基频放大器的结构示意图；

图5为混频的录音屏蔽装置中低频发射部分的结构示意图；

图6为混频的录音屏蔽装置中高频发射部分的结构示意图；

图7为混频的录音屏蔽装置的实现方法中低频信号发射过程的流程示意图；

图8为混频的录音屏蔽装置的实现方法中高频信号发射过程的流程示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1：基带控制模块；2：基频生成模块；

3：密码应用模块；4：信号整形放大模块；

5：发射模块；6：电源模块；

11：基带控制芯片；12：第一电源芯片；

13：第二电源芯片；21：基频发生器；

22：基频放大器；31：随机数生成单元；

32：密码单元；41：滤波整形单元；

42：功率二次放大器；43：阻抗增益调节器；

51：低频发射器；52：高频发射器；

211：低频DDS发生器；212：高频声表谐振器；

221：低频放大器；222：高频放大器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

一种混频的录音屏蔽装置，参见图1，该录音屏蔽装置的工作原理为：当语音设备对语音信号进行采集时，该录音屏蔽装置通过发射混频干扰信号，一方面实施电磁辐射干扰，一方面发射假语音信号，与原语音信号一同被录音设备采集，并且混频干扰信号强度大于原语音信号强度，从而使录音设备输出噪音信号，达到语音屏蔽的目的。

实施例1

一种混频的录音屏蔽装置，参见图2、图3和图4，该录音屏蔽装置包括：基带控制模块1、基频生成模块2、密码应用模块3、信号整形放大模块4、发射模块5和电源模块6。

基带控制模块1包括：基带控制芯片11、第一电源芯片12和第二电源芯片13；基频生成模块2包括：基频发生器21和基频放大器22；密码应用模块3包括：随机数生成单元31和密码单元32；信号整形放大模块4包括：滤波整形单元41、功率二次放大器42和阻抗增益调节器43；发射模块5包括：低频发射器51和高频发射器52。

基频发生器21包括：低频DDS(直接数字频率合成)发生器211和高频声表谐振器212；基频放大器22包括：低频放大器221和高频放大器222。

参见图5和图6，基带控制芯片11通过IO接口与低频DDS发生器211相连；基带控制芯片11通过IO接口与高频声表谐振器212相连；基带控制芯片11通过串行外设接口(采用通用的I²C接口)与随机数生成单元31相连；基带控制芯片11通过串行外设接口(采用通用的SPI接口)与密码单元32相连。

基带控制芯片11与低频放大器221相连；基带控制芯片11与高频放大器222相连；

低频放大器221和高频放大器222分别与滤波整形单元41相连；滤波整形单元41依次与功率二次放大器42、阻抗增益调节器43相连；阻抗增益调节器43分别与低频发射器51和高频发射器52相连。

参见图5，本发明实施例中的低频信号发射的工作过程为：基带控制芯片11控制低频DDS发生器211生成低频的基频信号；基带控制芯片11通过调用随机数生成单元31和密码单元32生成加密随机数序列，基带控制芯片11根据加密随机数序列(例如由二进制01组成)完成对低频的基频信号的频率调节并输出；输出的低频的基频信号经低频放大器221进行初级放大，然后依次输入至滤波整形单元41、功率二次放大器42与阻抗增益调节器43进行信号的滤波、放大和阻抗匹配，最后传输至低频发射器51，完成低频的基频信号的发射。

参见图6，本发明实施例中的高频信号发射的工作过程为：基带控制芯片11控制高频声表谐振器212生成高频的基频信号；基带控制芯片11通过调用随机数生成单元31和密码单元32生成加密随机数序列，基带控制芯片11根据加密随机数序列(例如由二进制01组成)完成对高频的基频信号的频率调节并输出；输出的高频的基频信号经高频放大器222进行初级放大，然后依次输入至滤波整形单元41、功率二次放大器42与阻抗增益调节器43进行信号的滤波、放大和阻抗匹配，最后传输至高频发射器52，完成高频的基频信号的发射。

电源模块6完成对整个录音屏蔽装置的供电，可以是外部电源供电，也可以采用内置锂电池进行供电。第一电源芯片12和第二电源芯片13完成对电源模块6的管理，保证电压稳定和供电安全。

本发明实施例中的随机数生成单元31是经过国家密码管理局认证和型号审批的真随机数发生器，本发明实施例对此不做赘述。

本发明实施例中的密码单元32是经过国家密码管理局认证和型号审批的，采用的密码算法有SM1或SM4密码算法。该密码单元32采用本领域中公知的技术，本发明实施例对此不做赘述。

低频发射器51为超声波换能器，用来对超声波电信号进行电声转换，并发射大功率的超声波信号。高频发射器52为全向天线，实现高频信号的发射。

其中，本发明实施例对基带控制芯片11的型号不作限制，本发明实施例优选型号为AT91SAM7X256的芯片来实现。

本发明实施例对第一电源芯片12采用的型号不作限制，本发明实施例优选型号为LP2982的芯片来实现；对第二电源芯片13采用的型号不作限制，本发明实施例优选型号为LM2596的芯片来实现。

本发明实施例中的高频声表谐振器212采用型号为RO3110的芯片来实现；低频放大器221采用型号为TPA3001的芯片来实现；高频放大器222采用型号为RA20H8994的芯片来实现，功率二次放大器42采用型号为EE40的宽频变压器模块来实现。

实施例2

一种混频的录音屏蔽装置的实现方法，参见图5和图7，该录音屏蔽装置的实现方法包括：低频屏蔽信号发射的实现方法，

该低频屏蔽信号发射的实现方法具体包括以下步骤：

(1)对录音屏蔽装置上电，基带控制芯片11检测上电过程，完成配置和工作模式的选择；

(2)基带控制芯片11判断电源供电模式，如果是外部电源供电，则执行步骤(4)，如果是锂电池供电，则进行电量检测，执行步骤(3)；

(3)如果电量高于阈值，则执行步骤(4)，否则进入电池保护处理，流程结束；

(4)基带控制芯片11通过相应的I/O接口控制低频DDS发生器211生成低频的基频信号；

(5)基带控制芯片11通过随机数生成单元31生成随机数序列；

(6)基带控制芯片11通过密码单元32，采用安全密码算法对随机数序列进行加密处理；

(7)基带控制芯片11根据加密随机数序列调节低频的基频信号的频率；

(8)如果是锂电池供电，基带控制芯片11再次进行电量检测，如果电量高于阈值，则执行步骤(9)，否则进入电池保护处理，流程结束；

(9)基带控制芯片11将调节后的低频的基频信号输出至低频放大器221；

(10)低频放大器221对输出的低频的基频信号进行放大，输出至滤波整形单元41、功率二次放大器42与阻抗增益调节器43；

(11)滤波整形单元41、功率二次放大器42与阻抗增益调节器43对输入的低频的基频信号进行滤波、放大和阻抗匹配后传输至低频发射器51；

(12)低频发射器51对低频的基频信号进行电声转换，并将低频的基频信号发射出去。

实施例3

一种混频的录音屏蔽装置的实现方法，参见图6和图8，该录音屏蔽装置的实现方法具体包括：高频屏蔽信号发射的实现方法，该高频屏蔽信号发射的实现方法包括以下步骤：

(1)对录音屏蔽装置上电，基带控制芯片11检测上电过程，完成配置和工作模式的选择；

(2)基带控制芯片11判断电源供电模式，如果是外部电源供电，则执行步骤(4)，如果是锂电池供电，则进行电量检测，执行步骤(3)；

(3)如果电量高于阈值，则执行步骤(4)，否则进入电池保护处理，流程结束；

(4)基带控制芯片11通过相应的I/O接口控制高频声表谐振器212生成高频的基频信号；

(5)基带控制芯片11通过随机数生成单元31生成随机数序列；

(6)基带控制芯片11通过密码单元32，采用安全密码算法对随机数序列进行加密处理；

(7)基带控制芯片11根据加密随机数序列调节高频的基频信号的频率；

(8)如果是锂电池供电，基带控制芯片11再次进行电量检测，如果电量高于阈值，则执行步骤(9)，否则进入电池保护处理，流程结束；

(9)基带控制芯片11将调节后的高频的基频信号输出至高频放大器222；

(10)高频放大器222对输出的高频的基频信号进行放大，输出至滤波整形单元41、功率二次放大器42与阻抗增益调节器43；

(11)滤波整形单元41、功率二次放大器42与阻抗增益调节器43对输入的高频的基频信号进行滤波、放大和阻抗匹配后传输至高频发射器52；

(12)高频发射器52采用全向天线将高频的基频信号发射出去。

其中，实施例2和3中的工作模式可以为：同时、分时、间歇等不同工作模式，用户可以根据实际使用情况进行选择。

本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混频的录音屏蔽装置，所述录音屏蔽装置包括：基带控制模块、基频生成模块、密码应用模块、信号整形放大模块、和发射模块，其特征在于，

所述基带控制模块包括：基带控制芯片；所述基频生成模块包括：基频发生器和基频放大器；所述密码应用模块包括：随机数生成单元和密码单元；所述信号整形放大模块包括：滤波整形单元、功率二次放大器和阻抗增益调节器；所述发射模块包括：低频发射器和高频发射器；

其中，所述基频发生器包括：低频DDS发生器和高频声表谐振器；所述基频放大器包括：低频放大器和高频放大器，

所述基带控制芯片与所述低频DDS发生器、所述低频放大器相连；所述基带控制芯片与所述高频声表谐振器、所述高频放大器相连；所述基带控制芯片与所述随机数生成单元相连；所述基带控制芯片与所述密码单元相连；

所述低频放大器和所述高频放大器分别与所述滤波整形单元相连；所述滤波整形单元依次与所述功率二次放大器、所述阻抗增益调节器相连；所述阻抗增益调节器分别与所述低频发射器和所述高频发射器相连。

2.根据权利要求1所述的一种混频的录音屏蔽装置，其特征在于，所述低频发射器为超声波换能器。

3.根据权利要求1所述的一种混频的录音屏蔽装置，其特征在于，所述高频发射器为全向天线。

4.根据权利要求1所述的一种混频的录音屏蔽装置，其特征在于，所述密码单元中的密码算法为SM1或SM4密码算法。

5.一种混频的录音屏蔽装置的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：

基带控制芯片控制低频DDS发生器生成低频的基频信号；

基带控制芯片通过调用随机数生成单元和密码单元生成加密随机数序列，基带控制芯片根据加密随机数序列完成对低频的基频信号的频率调节并输出；

输出的低频的基频信号经低频放大器进行初级放大，依次输入至滤波整形单元、功率二次放大器与阻抗增益调节器进行信号的滤波、放大和阻抗匹配，最后传输至低频发射器，完成低频的基频信号的发射。

6.根据权利要求5所述的一种混频的录音屏蔽装置的实现方法，其特征在于，所述实现方法还包括以下步骤：

1)基带控制芯片判断电源供电模式，如果是外部电源供电，执行步骤3)；如果是锂电池供电，则进行电量检测，执行步骤2)；

2)若电量高于阈值，执行步骤3)，否则进入电池保护处理，流程结束；

3)基带控制芯片控制低频DDS发生器生成低频的基频信号。

7.一种混频的录音屏蔽装置的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：

基带控制芯片控制高频声表谐振器生成高频的基频信号；

基带控制芯片通过调用随机数生成单元和密码单元生成加密随机数序列，基带控制芯片根据加密随机数序列完成对高频的基频信号的频率调节并输出；

输出的高频的基频信号经高频放大器进行初级放大，依次输入至滤波整形单元、功率二次放大器与阻抗增益调节器进行信号的滤波、放大和阻抗匹配，最后传输至高频发射器，完成高频的基频信号的发射。

8.根据权利要求7所述的一种混频的录音屏蔽装置的实现方法，其特征在于，所述实现方法还包括以下步骤：

1)基带控制芯片判断电源供电模式，如果是外部电源供电，执行步骤3)；如果是锂电池供电，则进行电量检测，执行步骤2)；

2)若电量高于阈值，执行步骤3)，否则进入电池保护处理，流程结束；

3)基带控制芯片控制高频声表谐振器生成高频的基频信号。