CN110322865B - 一种光纤吉他 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吉他结构技术领域，尤其是指一种光纤吉他，其包括吉他本体、光纤传感器、法拉第旋转镜、传输光缆以及拾音处理主机，所述拾音处理主机包括依次连接的光源模块、光干涉模块、光电转换放大模块、数据处理模块以及扬声器，所述光纤传感器对准所述吉他本体的琴弦，所述光纤传感器的一端与法拉第旋转镜连接，所述光纤传感器的另一端通过传输光缆与光干涉模块连接。本发明结构新颖，由光纤传感器作为声波传感器，经过拾音处理主机对声波信号进行还原和处理后可通过扬声设备播放，克服了现有技术中传统吉他音量音值音域有限不可调和电吉他磁性拾音器频率响应能力不平坦非线性、设备有源、不抗电磁干扰、不抗腐蚀潮湿的缺点。

Description

一种光纤吉他
技术领域
本发明涉及吉他结构技术领域，尤其是指一种光纤吉他。
背景技术
现有的吉他主要有传统的吉他和电吉他两种。传统的吉他以箱体的振动发声，音量音值和音域都受到共振箱的限制，无法进行调节，而电吉它运用了电磁学原理，在琴身上装有线圈作为电磁拾音装置，当吉他弦振动时，切割了拾音装置的磁感线，从而使琴身中的导线中产生不同频率的电流，当这些电流通过电子音箱还原形成电吉他的声音，然而磁性拾音器频率响应能力不平坦非线性，此外，电吉他也无法克服传统电学设备有源、不抗电磁干扰、不抗腐蚀潮湿的缺点。
发明内容
本发明针对现有技术的问题提供一种光纤吉他。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供的一种光纤吉他，包括吉他本体、光纤传感器、法拉第旋转镜、传输光缆以及拾音处理主机，所述拾音处理主机包括依次连接的光源模块、光干涉模块、光电转换放大模块、数据处理模块以及扬声器，所述光纤传感器和所述法拉第旋转镜均装设于所述吉他本体内，所述光纤传感器对准所述吉他本体的琴弦，所述光纤传感器的一端与法拉第旋转镜连接，所述光纤传感器的另一端通过传输光缆突伸出所述吉他本体后与光干涉模块连接。
其中，所述光纤传感器呈圆环线圈状。
其中，所述光干涉模块包括3*3耦合器、延时光纤、反射头、相位载波调制模块、第一2*2耦合器以及第二2*2耦合器；所述光源模块与3*3耦合器连接，所述3*3耦合器与光电转换放大模块连接，所述3*3耦合器还通过延时光纤与第一2*2耦合器连接，第一2*2耦合器与第二2*2耦合器连接，第二2*2耦合器与相位载波调制模块连接，相位载波调制模块通过传输光缆与光纤传感器连接，所述延时光纤与所述反射头连接，所述3*3耦合器还与第二2*2耦合器连接。
其中，所述光电转换放大模块包括低噪带宽放大器、FPGA控制芯片、模数转换器以及两个PINFET，两个PINFET的输出端均与低噪带宽放大器的输入端连接，低噪带宽放大器的输出端与FPGA控制芯片的输入端连接，FPGA控制芯片的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与数据处理模块的输入端连接，数据处理模块的输出端与扬声器连接。
其中，所述传输光缆为单模光纤。
其中，所述光源模块包括超辐射发光二级管、热敏电阻、制冷器以及MCU中央处理器，MCU中央处理器用于对辐射发光二级管以及制冷器进行控制。
本发明的有益效果：
本发明结构新颖，设计巧妙，由光纤传感器作为声波传感器，经过拾音处理主机对声波信号进行还原和处理后可通过扬声设备播放，克服了现有技术中传统吉他音量音值音域有限不可调和电吉他磁性拾音器频率响应能力不平坦非线性、设备有源、不抗电磁干扰、不抗腐蚀潮湿的缺点。
附图说明
图1为本发明的一种光纤吉他的结构示意图。
图2为本发明的拾音处理主机的原理框图。
在图1至图2中的附图标记包括：
1—吉他本体 2—光纤传感器 3—法拉第旋转镜
4—传输光缆 5—拾音处理主机 6—扬声器
7—延时光纤 8—光源模块 9—光干涉模块
10—光电转换放大模块 11—数据处理模块 12—3*3耦合器
13—相位载波调制模块 14—第一2*2耦合器 15—第二2*2耦合器
16—反射头。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
一种光纤吉他，如图1至图2所示，包括吉他本体1、光纤传感器2、法拉第旋转镜3、传输光缆4以及拾音处理主机5，所述拾音处理主机5包括依次连接的光源模块8、光干涉模块9、光电转换放大模块10、数据处理模块11以及扬声器6，所述光纤传感器2和所述法拉第旋转镜3均装设于所述吉他本体1内，所述光纤传感器2对准所述吉他本体1的琴弦，所述光纤传感器2的一端与法拉第旋转镜3连接，所述光纤传感器2的另一端通过传输光缆4突伸出所述吉他本体1后与光干涉模块9连接。具体地，本发明结构新颖，设计巧妙，由光纤传感器2作为声波传感器，经过拾音处理主机5对声波信号进行还原和处理后可通过扬声设备播放，克服了现有技术中传统吉他音量音值音域有限不可调和电吉他磁性拾音器频率响应能力不平坦非线性、设备有源、不抗电磁干扰、不抗腐蚀潮湿的缺点。
本实施例所述的一种光纤吉他，所述光纤传感器2呈圆环线圈状。具体地，所述光纤传感器2由单模光纤绕制成圆环线圈状作为声波传感器，结构新颖、可靠。
本实施例所述的一种光纤吉他，所述光干涉模块9包括3*3耦合器12、延时光纤7、反射头16、相位载波调制模块13、第一2*2耦合器14以及第二2*2耦合器15；所述光源模块8与3*3耦合器12连接，所述3*3耦合器12与光电转换放大模块10连接，所述3*3耦合器12还通过延时光纤7与第一2*2耦合器14连接，第一2*2耦合器14与第二2*2耦合器15连接，第二2*2耦合器15与相位载波调制模块13连接，相位载波调制模块13通过传输光缆4与光纤传感器2连接，所述延时光纤7与所述反射头16连接，所述3*3耦合器12还与第二2*2耦合器15连接；相位载波调制模块13为现有技术，此处不再赘述。
本实施例所述的一种光纤吉他，所述光电转换放大模块10包括低噪带宽放大器、FPGA控制芯片、模数转换器以及两个PINFET，两个PINFET的输出端均与低噪带宽放大器的输入端连接，低噪带宽放大器的输出端与FPGA控制芯片的输入端连接，FPGA控制芯片的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与数据处理模块11的输入端连接，数据处理模块11的输出端与扬声器6连接，其中，FPGA控制芯片为可编程控制芯片。
具体地，本发明的工作原理：
拾音处理主机5接通电源后，光源发出1550nm中心波长宽谱光束经3*3耦合器12分为三路等能量光束。
一路能量光束经延时光纤7抵达反射头16后被反射后经过第一2*2耦合器14、第二2*2耦合器15、传输光缆4、相位载波调制模块13、光纤传感器2后抵达法拉第旋转镜3后被反射，沿光纤传感器2、传输光缆4、相位载波调制模块13、第二2*2耦合器15返回3*3耦合器12；
另一路能量光束经第二2*2耦合器15、传输光缆4、相位载波调制模块13、光纤传感器2后抵达末端的法拉第旋转镜3后被反射，沿光纤传感器2、传输光缆4、相位载波调制模块13、第二2*2耦合器15、第一个2*2耦合器以及延时光纤7，然后抵达发射头被反射，反射回的光束进入3*3耦合器12，这两路光束具有相同光程，在3*3耦合器12处发生干涉。
若拨动光纤吉他琴弦，产生声波信号，则声波信号作用于光纤传感器2，去程经延时光纤7、回程不经延时光纤7的光束和去程不经延时光纤7、回程经延时光纤7的光束携带声波信号引起的相位变化引起3*3耦合器12处干涉结果的变化，得到的两路光信号分别经过两个PINFET转换为电信号并进行放大采集，进入数据处理模块11进行相位还原得到声波信号，通过扬声器6进行播放；其中，数据处理模块11采用相位还原算法后经由带通滤波后输出声波信号，可连接至音箱等扬声器6进行播放，数据处理模块11为现有技术，此处不再赘述。
本实施例所述的一种光纤吉他，所述传输光缆4为单模光纤。
本实施例所述的一种光纤吉他，所述光源模块8包括超辐射发光二级管、热敏电阻、制冷器以及MCU中央处理器，MCU中央处理器用于对辐射发光二级管以及制冷器进行控制。具体地，光源模块8中的超辐射发光二级管、热敏电阻、制冷器以及MCU中央处理器均为现有技术，利用光源模块8输出光信号，实现本发明的有益效果。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种光纤吉他，其特征在于：包括吉他本体、光纤传感器、法拉第旋转镜、传输光缆以及拾音处理主机，所述拾音处理主机包括依次连接的光源模块、光干涉模块、光电转换放大模块、数据处理模块以及扬声器，所述光纤传感器和所述法拉第旋转镜均装设于所述吉他本体内，所述光纤传感器对准所述吉他本体的琴弦，所述光纤传感器的一端与法拉第旋转镜连接，所述光纤传感器的另一端通过传输光缆突伸出所述吉他本体后与光干涉模块连接；
所述光干涉模块包括3*3耦合器、延时光纤、反射头、相位载波调制模块、第一2*2耦合器以及第二2*2耦合器；所述光源模块与3*3耦合器连接，所述3*3耦合器与光电转换放大模块连接，所述3*3耦合器还通过延时光纤与第一2*2耦合器连接，第一2*2耦合器与第二2*2耦合器连接，第二2*2耦合器与相位载波调制模块连接，相位载波调制模块通过传输光缆与光纤传感器连接，所述延时光纤与所述反射头连接，所述3*3耦合器还与第二2*2耦合器连接；
所述光电转换放大模块包括低噪带宽放大器、FPGA控制芯片、模数转换器以及两个PINFET，两个PINFET的输出端均与低噪带宽放大器的输入端连接，低噪带宽放大器的输出端与FPGA控制芯片的输入端连接，FPGA控制芯片的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与数据处理模块的输入端连接，数据处理模块的输出端与扬声器连接；
拾音处理主机接通电源后，光源模块发出1550nm中心波长宽谱光束经3*3耦合器分为三路等能量光束；
一路能量光束经延时光纤抵达反射头后被反射后经过第一2*2耦合器、第二2*2耦合器、传输光缆、相位载波调制模块、光纤传感器后抵达法拉第旋转镜后被反射，沿光纤传感器、传输光缆、相位载波调制模块、第二2*2耦合器返回3*3耦合器；
另一路能量光束经第二2*2耦合器、传输光缆、相位载波调制模块、光纤传感器后抵达末端的法拉第旋转镜后被反射，沿光纤传感器、传输光缆、相位载波调制模块、第二2*2耦合器、第一个2*2耦合器以及延时光纤，然后抵达发射头被反射，反射回的光束进入3*3耦合器，这两路光束具有相同光程，在3*3耦合器处发生干涉；
若拨动光纤吉他琴弦，产生声波信号，则声波信号作用于光纤传感器，去程经延时光纤、回程不经延时光纤的光束和去程不经延时光纤、回程经延时光纤的光束携带声波信号引起的相位变化引起3*3耦合器处干涉结果的变化，得到的两路光信号分别经过两个PINFET转换为电信号并进行放大采集，进入数据处理模块进行相位还原得到声波信号，通过扬声器进行播放。
2.根据权利要求1所述的一种光纤吉他，其特征在于：所述光纤传感器呈圆环线圈状。
3.根据权利要求1所述的一种光纤吉他，其特征在于：所述传输光缆为单模光纤。
4.根据权利要求1所述的一种光纤吉他，其特征在于：所述光源模块包括超辐射发光二极管、热敏电阻、制冷器以及MCU中央处理器，MCU中央处理器用于对辐射发光二极管以及制冷器进行控制。
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