CN112616104A

CN112616104A - 光传感拾音系统

Info

Publication number: CN112616104A
Application number: CN202110185931.3A
Authority: CN
Inventors: 赵杰; 陈书来
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-02-12
Filing date: 2021-02-12
Publication date: 2021-04-06

Abstract

本发明公开了一种光传感拾音系统。包含光发射电路，输入光纤的左端头贴近发光二极管，输入及输出光纤的右端头贴近反光膜。输出光纤的左端头贴近光电二极管。音膜的边缘固定在话筒外壳的内壁。光接收电路的信号输出与放大电路输入端相连。话筒外壳、音膜、话筒罩、套管、紧固件、输入及输出光纤的右端头、反光膜构成光纤传感话筒。它把声音的机械波转成光强变化，再把反映声音信息的光强变化通过不接收电磁干扰的光纤传输到光接收电路变成电信号，再送入放大器放大成需要的电信号，从而显著提高了声电转换的信噪比，改善了话筒的灵敏度和抗干扰性，改善了音质，并具有抗摔和抗潮湿等优点。本发明用于改善舞台等拾音系统的信噪比和音质及可靠性。

Description

光传感拾音系统

技术领域

本发明涉及一种把声音信号转化成电信号的拾音系统，尤其指一种光传感拾音系统。

背景技术

现有技术中的拾音系统，由把机械波的声音信号转换成电信号的话筒和放大器及电源等构成。现有技术中的话筒有电容式、电磁动圈式、和几乎绝迹的履带式话筒。电容式话筒灵敏度较高、动圈式话筒则灵敏度较低。但现有技术中的话筒都是在话筒中把机械波的声音信号转变成电信号，然后该电信号经过较长的话筒电线或无线电磁波送入放大器（比如舞台音响的调音台、功放等）来实现的。话筒输出的电信号经过较长的话筒电线或无线电磁波（对无线话筒而言）送入放大器都会引入附近电磁波的干扰，存在一个抗电磁干扰的能力较差、信噪比不太高、灵敏度有限的问题。另外现有技术中的各种话筒的抗摔、抗潮湿性能不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种光传感模式的拾音系统，它可完全避免从话筒到放大器之间的电磁干扰，该装置还具有信噪比和灵敏度更高、抗摔及抗潮湿性能好、安装调试方便的特点。

为了实现上述目的，本发明将放大电路25的电源输入端与电源电路23的输出端并联，电源电路23的输出端还与光发射电路24及光接收电路26的电源输入端并联。输入光纤20的左端头11贴近发光二极管D5，输入光纤20的右端头12穿过话筒外壳16并贴近反光膜18。输出光纤19的左端头14贴近光电二极管D6，输出光纤19右端头13穿过话筒外壳16并贴近反光膜18。反光膜18涂敷在音膜17的左表面。音膜17的边缘固定在话筒外壳16的内壁。光接收电路26的信号输出端通过电容C9与放大电路25的信号输入端相连。

为了避免使用过程中输出光纤19及输入光纤20的右端与话筒外壳16之间相互活动，将输出光纤19及输入光纤20的右端尾部插入一个共用的硬材料制作的套管28中并用硬质胶粘接牢固为一体，输入光纤20及输出光纤19的右端头终点与套管28的右端头终点对齐。紧固件22、套管28、话筒外壳16三者相互紧固在一起。

为了提高光电转换灵敏度和降低失真，光接收电路26由光电二极管D6与微调电阻R4串联构成，光电二极管D6的负极与电源电路23的正极连接，光电二极管D6的正极接微调电阻R4及电容C9。

话筒外壳16、音膜17、话筒罩21、套管28、紧固件22、输入光纤20及输出光纤19的右端头、反光膜18结合在一起构成光纤传感话筒。输入光纤20及输出光纤19构成话筒线。

由于本发明采用光传感话筒，先把声音的机械波转化成相应的光强的变化，再把反映声音信息的该光强的变化通过光纤传输到光接收电路变成电信号，再送入放大器放大成需要的电信号，最后由线路输出插孔输出送给功放或调音台。在信号传输过程中，不管作为话筒线的光纤多么长，都不会接收到附近的干扰电磁波，因为光纤只对光有效，对干扰电磁波无反应。这就显著提高了声电转换的信噪比、改善了话筒的灵敏度和抗干扰性，从而也改善了音质，并且具有抗摔和抗潮湿（因为光传感话筒内没有怕潮湿及怕摔的的线圈或电容等电部件）等优点。这对声电转换指标要求高的舞台拾音系统更显得重要了。

附图说明

图1是本发明的电路及结构示意图。

具体实施方式

在图1中，电源电路23的电源插头16与变压器BY的初级绕组并联，由二极管D1、D2、D3、D4构成的桥式整流器的交流输入端与变压器BY的次级绕组并联。三端稳压器9、电容C1、C2、C3、C4分别为低频和高频滤波电容且并联在电源正负极。

光发射电路24由发光二极管D5与微调电阻W2串联构成，调节微调电阻W2，可调节发光二极管D5的工作电流。输入光纤20的左端头11贴近光电二极管D5，以提高灵敏度。输入光纤20的右端头12穿过话筒外壳16并贴近反光膜18。发光二极管D5与微调电阻W2串联后并联在电源电路23的电源输出端，发光二极管D5的负极接地，其连接极性为正向偏置电压。调节微调电阻W2，使发光二极管D5的工作电流为10-30毫安为宜。

放大电路25由放大集成电路10与外围元器件连接构成。外围元器件包括电阻R1、R2、 R3，电容C5、C6、C7、C8、C9，还有话筒音量电位器W1（放大电路25的信号输入端）、线路输出插孔15（在此处可通过音频插头线连接功放等音响设备）。放大集成电路10的1、2、3、4、5、6、8脚分别接电容C6、地、话筒音量电位器W1的滑动端、地、电容C7、电源电路23的正极、电阻R2的右端。为了进一步提高信噪比，还可在放大集成电路10的前面增加一级现有技术中的分立元件构成的单级放大器。

为了提高光电转换灵敏度和降低失真，光接收电路26由光电二极管D6与微调电阻R4串联构成，调节微调电阻R4，可调节光电二极管D6的反向电流在微调电阻R4上的电压，使其与放大电路25匹配。光电二极管D6的负极与电源电路23的正极连接，光电二极管D6的正极为光接收电路26的信号输出端，并且通过电容C9与放大电路25相连也同时连接微调电阻R4，这就把光电二极管D6设置成了反向偏置电压模式，该模式的光电转换线性好、失真小。输出光纤19的左端头14贴近光电二极管D6，以提高灵敏度。光接收电路26应该避光包装。光电二极管D6与微调电阻R4串联后并联在电源电路23的电源输出端。

光传感话筒27由话筒外壳16、音膜17（用软质塑料等柔性材料制作）、反光膜18、话筒罩21、输入光纤20的右端头12、输出光纤19的右端头13和紧固件22相互连接构成。反光膜18（镀银或铝膜）涂敷在音膜17的左表面。音膜17的边缘固定在话筒外壳16的内壁。将输出光纤19及输入光纤20的右端尾部（长度3-6厘米左右）插入一个共用的硬材料（可用金属或塑料）制作的套管28中并用硬质胶粘接牢固为一体，输入光纤20及输出光纤19的右端头终点与套管28的右端头终点对齐。输出光纤19及输入光纤20为机械共线但是横向光隔离的，最外面有软橡胶或塑料制作的保护套管。为方便看清反光膜18与套管28右端头的距离便于调试，话筒外壳16的一部分可以为透明或全部为透明的（或在话筒外壳16的反光膜18左侧横向钻两个对穿的孔），调试好后再封上不透明材料。

为了实现声电转换的最高灵敏度和最低失真度，还应该通过调试，使输入光纤20的右端头12及输出光纤19的右端头13的终点距离反光膜18为最佳贴近距离（一般在1-3毫米左右范围）。调试的方法是先把紧固件22固定在话筒外壳16的背部（可用1图所示的螺丝紧固），再适当调节套管28插入话筒外壳16背部的深度，使其灵敏度及音质最佳时，采用粘接或图示的螺丝紧固的方式固定套管28、紧固件22、话筒外壳16三者为一体即可。这还可避免使用过程中输出光纤19及输入光纤20的右端尾部与话筒外壳16之间相互活动。话筒外壳16的右端还安装防护用的话筒罩21。输入光纤20和输出光纤19是作为传统意义上的话筒线，是根本接收不到电磁波干扰的，因而抗电磁干扰力特强。另外，光传感话筒27内因没有怕潮湿及怕摔的的线圈或电容等电部件，因此防潮抗摔。

本实施例的工作过程如下：发光二极管D5发出的恒定强度的光，通过输入光纤20传输到反光膜18上，反光膜18再把反射的光投射到输出光纤19的右端头13上，接着通过输出光纤19传输到光电二极管D6变成电信号，如果没有变化的声音信号，该电信号为不变的直流电信号，不会通过电容C9耦合到放大电路25，此时放大电路25无音频电信号输出；当有声音机械波信号传输到光传感话筒27，音膜17就随着声音信号的变化规律振动起来，此时反光膜18与输入光纤20及输出光纤19的右端尾部的间隔就随着声音而变化，这就导致输出光纤19输出光强随之变化，光电二极管D6再把该光强变化转换成电信号再送入放大器25，最终输出了与声音信号变化规律相似的电信号，从而实现了光传感拾音系统的功能。

本实施例各个器件的参数如下：变压器BY为12V小功率的，二极管D1、D2、D3、D4用1N4007, 三端稳压器9为7809、电容C1、C2、C3、C4分别为470、0.01、470、0.01微法。微调电阻W2用1K，微调电阻R4用470K的，话筒音量电位器W1用100K的。放大集成电路10选用LM386。电容C5、C6、C7、C8、C9为0.0022、10、220、0.1、10微法。电阻R1、R2、 R3为0.01、1、1K。发光二极管D5和光电二极管D6光谱特性要吻合，对型号无特殊要求。

本发明可以做些变化，比如：电源电路23、放大电路25等也可以变成其他类型的，但这些变化没有离开本发明的实质。

Claims

1.一种光传感拾音系统，将放大电路（25）的电源输入端与电源电路（23）的输出端并联，其特征是电源电路（23）的输出端还与光发射电路（24）及光接收电路（26）的电源输入端并联，输入光纤（20）的左端头（11）贴近发光二极管（D5），输入光纤（20）的右端头（12）穿过话筒外壳（16）并贴近反光膜（18），输出光纤（19）的左端头（14）贴近光电二极管（D6），输出光纤（19）的右端头（13）穿过话筒外壳（16）并贴近反光膜（18），反光膜（18）涂敷在音膜（17）的左表面，音膜（17）的边缘固定在话筒外壳（16）的内壁，光接收电路（26）的信号输出端通过电容（C9）与放大电路（25）信号输入端相连。

2.按权利要求1所述的光传感拾音系统，其特征是输出光纤（19）及输入光纤（20）的右端尾部插入一个共用的套管（28）中并用胶粘接牢固为一体的，输入光纤（20）及输出光纤（19）的右端头终点与套管（28）的右端头终点对齐，紧固件（22）、套管（28）、话筒外壳（16）三者相互紧固在一起。

3.按权利要求1所述的光传感拾音系统，其特征是光接收电路（26）由光电二极管（D6）与微调电阻（R4）串联构成，光电二极管（D6）的负极与电源电路（23）的正极连接，光电二极管（D6）的正极接微调电阻（R4）及电容（C9）。