CN110677169B - 一种双路语音信号同传收发信机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双路语音信号同传收发信机，模拟发送端由一个麦克风输出的语音信号由信号智能控制模块进行数字上变频，再与另一个麦克风的语音信号一起传输给混音模块，混音的输出给信号智能控制模块进行A/D采集并控制DDS程控信号源模块输出，输出的模拟信号由中功率放大器接天线发出；模拟接收端通过天线接收信号经过滤波和模拟信号倍频模块将载频进行调整，然后接放大电路模块进行放大，传输给锁相环模块解调，输出分别接两路滤波器，滤波后中心频率较低的语音信号通过扬声器直接发声，另一路信号传输给信号智能控制模块进行数字下变频再驱动扬声器发声。

Description

一种双路语音信号同传收发信机
技术领域
本发明涉及通信电路(或高频电路)，更具体的说，它涉及一种双路语音信号同传收发信机。
背景技术
无线电通信技术作为一种通信技术，自19世纪末开始发展至今天，该技术已经发展的相当成熟。FM收发设备作为该技术的产物，广泛运用在民用和军事领域中。虽然现在互联网、手机、电视等设备的普及，挤占FM收音机、对讲机等FM收发设备的市场，但在航空通讯、自然灾害等领域仍然有诸多发展空间。
传统的FM收发音器，如FM收音机等只能传输一路语音信号，且存在电路复杂、工作不稳定、体积等不足之处。由于FM频段有限，利用单一频段进行双路语音的收发可以更加充分利用频段资源。因此本发明基于数字调制获得FM波形的方式，利用频分复用的方法，提出一种双路语音信号同传收发信机，实现了在单一频段同时传输两路语音信号，并能确保语音质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中的不足，提供了一种双路语音信号同传收发信机，该装置可以在单一频段上同时发送和接收两路语音信号。
现有的收发技术只考虑到在同一频段下传输一路语音信号，直接使用原始音频信号调制生成FM调制信号。相比于现有的技术，本发明采用频分复用的原理，实现在同一频段下传输两路语音信号。其主要形式是将一路语音信号通过上变频方式叠加到另一路语音信号上，使调制过程中FM的调制信号不再是单一的语音信号，而是两路占用不同频段语音信号的叠加，从而实现在同一FM频段资源下同时传输两路语音信号的功能。同时当前现有技术限定了调频信号的载频需要在制定波段内，本发明的FM载波信号频段不局限于常规频段，在模拟接收装置中加入了模拟信号倍频模块，使得模拟发射装置输出的FM已调信号可以在常规频段的二分频频段内发送，在解调前再通过模拟信号倍频模块进行二倍频，把信号倍频到常规FM频段再进行解调。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种双路语音信号同传收发信机，包括模拟发射装置、双路混音模块、模拟接收装置和信号智能控制模块；模拟发射装置通过一个麦克风输出一路语音信号由信号智能控制模块进行数字上变频，传输给双路混音模块，另一个麦克风输出一路语音信号直接输入双路混音模块，混音的输出给信号智能控制模块进行A/D采集并控制DDS程控信号源模块输出混音信号作为调制信号的模拟信号，输出的模拟信号由中功率放大器接天线发出；模拟接收装置通过天线接收到由模拟发射装置发送的模拟信号经过滤波器模块和模拟信号倍频模块将载频调整到常规FM频段，然后接放大电路模块进行放大，传输给锁相环解调模块解调，输出分别接两路滤波器，滤波后中心频率较低的语音信号通过扬声器模块直接发声，另一路信号传输给信号智能控制模块进行数字下变频再驱动扬声器模块发声。
信号智能控制模块为实现数字上下变频的单片机嵌入式或FPGA为核心的智能控制小系统。
数字上变频与数字下变频是运用信号智能控制模块将音频信号进行采样后转化为数字信号，傅里叶变换后在频域将信号上变频或下变频后进行傅里叶逆变换，得到上下变频后的音频信号。
双路语音传输方式是通过数字上下变频将不同语音信号源分别在不同频段进行同时传输，即运用频分复用的方式进行双路语音同传。
与现有技术相比，本发明一种双路语音信号的FM收发音机的有益效果是：
1、当前常规FM频段处于88MHz～108MHz之间，整体频带资源有限。本发明可以在单一频段上利用频分复用的方法同时发送和接收两个音频信号，并对每一个音频信号进行单独控制，在原有仅能发送单个音频信号的基础上实现了两路语音同时进行传输，节省了有限的频带资源。
2、调制解调过程分别使用DDS程控信号源模块和模拟信号倍频模块，可以运用数字调制的方法将调制信号的载频调整至DDS程控信号源模块所能调制的任意频段，在传输过程中可以不用局限于常规FM频段，在解调前通过模拟信号倍频模块把信号倍频到常规FM频段再进行解调。
3、解调过程使用锁相环模块进行解调，可以更大限度修正传输过程中的频偏，当模拟接收装置接收到的信号载波频偏小于正负0.2MHz的情况下可以成功完成解调功能，增强系统的纠错能力。
附图说明
图1是本发明整体原理图。
图2是本发明发射端部分的原理图。
图3是本发明发射端供电部分的原理图。
图4是本发明接收端部分的原理图。
图5是本发明接收端供电部分的原理图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明进一步详细描述：
图1中示出的是本发明发射端部分的电路方框图。麦克风①产生一路频率为300Hz～3.4KHz的语音信号传递给信号智能控制模块①进行数字上变频，实现对语音信号上变频7KHz，生成频率为7.3KHz～10.4KHz的信号，所述的信号智能控制模块①可选用FPGA芯片集成的开发板。麦克风②产生另一路300Hz～3.4KHz的语音信号，与信号智能控制模块①生成的上变频后的信号一起传递给双路混音模块产生一个幅度和峰值均为3V的信号，所述的双路混音模块可选用二路音源混音混合板。混音后的信号由信号智能控制模块①中集成的A/D模块采集，控制DDS产生一个以采集到的信号为调制信号，以任一频段为载频的FM调频信号，调频信号幅度大约控制在300mv，所述的DDS模块可选用AD9854等能够产生频率、幅度可控正弦波的信号发生器模块。生成的模拟调频信号通过中功率放大器模块放大，所述的中功率放大器应根据所需传输距离选用相应放大器模块，当发射端与接收端距离为2米时，所述的中功率放大器可选用功率为2W射频宽带功率放大器，模拟调频信号约被放大到5～10dbm。放大后的信号通过天线①进行发射，所述的天线①应根据所选的频段选择相应的天线。
图2中示出的是本发明发送端电源部分的电路方框图。本发明发射端的电源模块主要包括模拟电源部分：能够提供+12V，+5V低噪声模拟电压供电。模拟供电部分由输入滤波网络、+12V转+5V DC模块电源构成。+12V转+5V的DC模块电源采用B1205S-1WR2，是MORNSUN公司专门针对板上电源系统中需要产生一组与输入电源隔离的电压的应用场合而设计的，它属于定电压输入，隔离非稳压单路输出。该模块中板外+12V电源作为输入滤波网络的输入，它输出作为+12V转+5V DC模块电源的输入，生成+5V电源，同时提供+12V电源。
图3中示出的是本发明接收端部分的电路方框图。天线②接收发射端发送的模拟调频信号，通过改变发射端中功率放大器型号，接收到幅度为-50dBm～-40dBm的信号，所述的天线②可选用与发射端天线①相同规格的天线。接收到的信号通过滤波器模块①进行带通滤波所述的滤波器可选用多阶贴片LC滤波器，滤波器模块①为针对载频的带通滤波器，滤波后信号经过模拟信号倍频模块调整载波至88MHz～108MHz，所述的模拟信号倍频模块可选用AD835等芯片集成的乘法器电路。信号通过放大器模块进行放大，放大到-0dBm～-10dBm，所述的放大器模块为低噪声放大器，可选用SGA4563z等芯片集成的放大电路。放大后的信号传递给锁相环模块进行解调，生成混音信号，所述的FM解调模块可选用锁相环解调模块。解调后的信号分别传输给滤波器模块②与滤波器模块③，所述的滤波器可选用多阶插件LC滤波器，其中滤波器模块②为7KHz低通滤波器，滤波器模块③为7KHz高通滤波器。通过滤波器模块②的信号生成频率为300Hz～3.4KHz的语音信号，由扬声器模块①输出，通过滤波器模块③的信号生成频率为7.3KHz～10.3KHz的信号，传递给信号智能控制模块②进行数字下变频，实现对信号下变频7KHz，生成频率为300Hz～3.4KHz的语音信号，由扬声器模块②输出，所述的信号智能控制模块②可选用FPGA芯片集成的开发板。
图4中示出的是本发明接收端电源部分的电路方框图。本发明发射端的电源模块主要包括模拟电源部分：能够提供+12V，+5V，±5V低噪声模拟电压供电。模拟供电部分由输入滤波网络、+12V转+5V DC模块电源、+12V转±5V DC模块电源构成。+12V转±5V DC模块电源采用VRB1205S-3WR2。+12V转+5V的DC模块电源采用B1205S-1WR2，是MORNSUN公司专门针对板上电源系统中需要产生一组与输入电源隔离的电压的应用场合而设计的，它属于定电压输入，隔离非稳压单路输出。该模块中板外+12V电源作为输入滤波网络的输入，它输出作为+12V转+5V DC模块电源的输入，生成+5V电源；且与+12V转+5V DC模块电源相连，生成±5V电源；同时作为+12V低噪声稳压电源。

Claims (5)

1.一种双路语音信号同传收发信机，其特征在于：包括模拟发射装置、双路混音模块、模拟接收装置和信号智能控制模块；模拟发射装置通过一个麦克风输出一路语音信号由信号智能控制模块进行数字上变频，传输给双路混音模块，另一个麦克风输出一路语音信号直接输入双路混音模块，混音的输出给信号智能控制模块进行A/D采集并控制DDS程控信号源模块输出混音信号作为调制信号的模拟信号，输出的模拟信号由中功率放大器接天线发出；模拟接收装置通过天线接收到由模拟发射装置发送的模拟信号经过滤波器模块和模拟信号倍频模块将载频调整到常规FM频段，然后接放大电路模块进行放大，传输给锁相环解调模块解调，输出分别接两路滤波器，滤波后中心频率较低的语音信号通过扬声器模块直接发声，另一路信号传输给信号智能控制模块进行数字下变频再驱动扬声器模块发声。
2.根据权利要求1所述的一种双路语音信号同传收发信机，其特征在于：信号智能控制模块为实现数字上下变频的单片机嵌入式或FPGA为核心的智能控制小系统。
3.根据权利要求1所述的一种双路语音信号同传收发信机，其特征在于：数字上变频与数字下变频是运用信号智能控制模块将音频信号进行采样后转化为数字信号，傅里叶变换后在频域将信号上变频或下变频后进行傅里叶逆变换，得到上下变频后的音频信号。
4.根据权利要求1所述的一种双路语音信号同传收发信机，其特征在于：双路语音传输方式是通过数字上下变频将不同语音信号源分别在不同频段进行同时传输，即运用频分复用的方式进行双路语音同传。
5.根据权利要求1所述的一种双路语音信号同传收发信机，其特征在于：发送端电源部分的电路中，发射端的电源模块包括模拟电源部分：能够提供+12V，+5V低噪声模拟电压供电；模拟供电部分由输入滤波网络、+12V转+5V DC模块电源构成；+12V转+5V的DC模块电源采用B1205S-1WR2。
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