CN114978228B - 一种多用途电台通信话筒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多用途电台通信话筒,包括信号处理模块、通信交互模块和模式选择开关;所述通信交互模块和模式选择开关均通讯连接信号处理模块;所述通信交互模块用于获取并表达通讯信息,所述通信交互模块包括信息输入模块和信息表达模块,所述信息输入模块包括按键输入模块和语音输入模块;所述模式选择开关用于控制信号处理模块的工作模式,所述信号处理模块包括多种信号处理模型模式。本发明不仅能够利用普通电台进行话音通信、手键报等幅报通信,还可实现自动键通信,进一步丰富普通电台等幅报通信方式,降低操作人员技能要求,缩短培训周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种多用途电台通信话筒,属于通信技术领域。
背景技术
在短波或超短波电台话音通信过程中,由于短波信道或超短波信道特性的影响,经常发生听不清话音的情况。而以莫尔斯电码符号传递信息的等幅报通信以其良好的抗信号干扰和噪音性能,一直作为军事短波电台通信的一种重要手段。等幅报通信将字母、数字等符号用嗒、嘀的组合表示,嗒、嘀分别对应符号一定比例的短的、长的单音,接收方利用人耳听力优势可在话音等方式难以联络时实现通信。
当前,除军用短波电台仍然保留等幅报通信方式外,民用短波电台、超短波电台等都不支持等幅报通信方式,在话音通信困难时无法实现通信联络。对比文件1(CN208079121U,一种用于甚高频电台的莫尔斯码信号转接装置的制作方法)公开了一种用于甚高频电台的莫尔斯码信号转接装置,可将甚高频电台话筒和电键连接至该装置后接入甚高频电台,可选择工作于正常的甚高频话音通信,还可进行莫尔斯报通信。但是该装置仅支持手键报发报方式,对操作人员的技能要求较高,需要专业的报务人员进行操作,且该装置连接在话筒与电台之间,容易发生线缆接口接触不良等故障,导致无法使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种多用途电台通信话筒,不仅能够利用普通电台进行话音通信、手键报等幅报通信,还可实现自动键通信,进一步丰富普通电台等幅报通信方式,降低操作人员技能要求,缩短培训周期。
为达到上述目的,本发明提供一种多用途电台通信话筒,包括信号处理模块、通信交互模块和模式选择开关;
所述通信交互模块和模式选择开关均通讯连接信号处理模块;
所述通信交互模块用于获取并表达通讯信息,所述通信交互模块包括信息输入模块和信息表达模块,所述信息输入模块包括按键输入模块和语音输入模块;
所述模式选择开关用于控制信号处理模块的工作模式,所述信号处理模块包括多种信号处理模型模式。
进一步地,所述信号处理模块包括控制模块、音频产生模块和音频路由模块;
所述音频产生模块和音频路由模块均连接控制模块,依据控制模块的指令进行运作;
所述音频路由模块连接语音输入模块和音频产生模块,所述音频路由模块依据控制模块的控制信号选择音频产生模块或语音输入模块的音频数据输出至信息表达模块或外部电台;
所述控制模块连接外部电台。
进一步地,所述按键输入模块包括连接控制模块的第一PTT键和第二PTT键,所述第一PTT键和第二PTT键均为自动复位按键,所述第一PTT键按下时输出低电平,放松时输出高电平。
进一步地,所述信号处理模块还包括电源管理模块,所述电源管理模块连接外部电台,所述电源管理模块用于为信号处理模块中的各个子模块供电;
所述电源管理模块包括宽输入开关电源芯片,所述宽输入开关电源芯片的输入范围为5V-12V,输出为5V。
进一步地,所述音频产生模块包括定时芯片和外围电路,所述音频产生模块依据信号处理模块的控制信号产生声音并输出;
所述外围电路包括电阻R4、电阻R6、可调电阻R7、电容C1和电容C2;
所述电阻R4、电阻R6和可调电阻R7依次串接,所述R4的一端接通电源,所述电阻R4和电阻R6的连接端接入定时芯片的DIS端口,所述可调电阻R7连接定时芯片的THR端口、TRI端口和电容C1,所述电容C1接地,所述电容C2连接定时芯片的CON端口并接地。
进一步地,所述可调电阻R7的阻值调整范围是0-50kΩ。
进一步地,所述信息表达模块包括扬声器和扬声器控制电路,所述扬声器控制电路包括播放选择电路,所述播放选择电路的输出端口连接扬声器,所述播放选择电路的控制信号输入端口连接控制模块,用于接收控制信号,所述播放选择电路的数据输入端口连接音频路由模块,用于接收需要播放的音频信号,所述播放选择电路依据控制信号控制扬声器与音频路由模块的通断,以控制音频信号的播放。
进一步地,所述播放选择电路包括二选一模拟开关或三极管。
进一步地,所述音频路由模块包括音频选择电路,所述音频选择电路的数据输入端口连接音频产生模块和语音输入模块,所述音频选择电路的控制输入端口连接控制模块,用于接收控制信号,所述音频选择电路依据控制信号选择可通过的音频数据。
本发明所达到的有益效果:
本发明提供一种多用途电台通信话筒,可连接各种支持语音通信的短波电台、超短波电台,通过模式转换开关改变控制模块对第一PTT键和第二PTT键工作效果的判定方式,以及控制模块控制音频产生模块、音频路由模块、扬声器和麦克风工作的方式,降低发报对操作人员的技术要求,相比于电台标配的话筒,该话筒拓展了电台的通信方式,可为各种电台提供报务通信基础,更能适应日益恶劣的通信条件,还为各种军民电台利用报务进行人工加密的通信提供了条件,在军事通信领域的通报训练中具有重要的意义和实用价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种多用途电台通信话筒的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种多用途电台通信话筒中各模块的连接示意图;
图3是本发明实施例提供的一种多用途电台通信话筒中第一PTT键和第二PTT键的电路原理图;
图4是本发明实施例提供的一种多用途电台通信话筒中模式选择开关的电路原理图;
图5是本发明实施例提供的一种多用途电台通信话筒中扬声器的电路原理图;
图6是本发明实施例提供的一种多用途电台通信话筒中音频产生模块的电路原理图;
图7是本发明实施例提供的一种多用途电台通信话筒中音频路由模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种多用途电台通信话筒,如图1至图7所示,本发明可连接各种支持语音通信的短波电台,本发明通过模式转换开关改变控制模块对第一PTT键和第二PTT键工作效果的判定方式,以及控制模块控制音频产生模块、音频路由模块、扬声器和麦克风工作的方式,降低发报对操作人员的技术要求,相比于电台标配的话筒,该话筒拓展了电台的通信方式,可为各种电台提供报务通信基础,更能适应日益恶劣的通信条件,还可为各种军民电台利用报务进行人工加密的通信提供条件,在军事通信领域的通报训练中具有重要的意义和实用价值。
如图1所示,本发明提供一宗多用途电台通信话筒,该电台话筒设置音频接口,可通过音频接口与电台音频接口连接,音频接口输出收发信控制信号和音频信号。该电台话筒设有模式选择开关和两个PTT键,用于操作话筒。两个PPT键分别为第一PTT键和第二PTT键,两个PPT键的按键均为自动复位按键,有两种状态:按下和松开,按下时发送低电平,松开时发送高电平。模式选择开关提供四档拨动开关,可通过拨动选择任一档位。
话筒连接电台后,可以通过模式选择开关选择话筒的工作方式,模式选择开关包括正常语音通信模式、莫尔斯手键报模式、莫尔斯自动键报模式和自动报速度设置模式。
正常语音通信模式:话筒与普通电台话筒一样,未按第一PTT键和第二PTT键时,音频接口输出收发信控制信号为高电平,指示电台处于收信状态。按住第一PTT键或第二PTT键时,音频接口输出收发信控制信号为低电平,指示电台处于发信状态;同时麦克风将采集的声音转为音频信号通过音频接口送入电台。
莫尔斯手键报模式:将话筒的第一PTT键或第二PTT键作为普通电键使用。当连续有规律地按动话筒第一PTT键或第二PTT键产生持续通断信号时,音频接口输出收发信控制信号为低电平,指示电台处于发信状态;同时在第一PTT键或第二PTT键被按下时输出单音信号通过音频接口送入电台。当松开话筒第一PTT键或第二PTT键一定时间后,音频接口输出收发信控制信号为高电平,指示电台处于收信状态。
莫尔斯自动键报模式:将话筒的第一PTT键、第二PTT键分别作为发送连续点“˙”和连续划“—”的按键。当连续有规律地按动话筒第一PTT键或第二PTT键产生持续通断信号时,音频接口输出收发信控制信号为低电平,指示电台处于发信状态。在第一PTT键被按下时按一定速度持续输出“˙”对应的音频“滴滴滴……”至音频接口,在第二PTT键被按下时按一定速度持续输出“—”的音频“嗒嗒嗒……”至音频接口;当松开话筒第一PTT键或第二PTT键一定时间后,音频接口输出收发信控制信号为高电平,指示电台处于收信状态。
话筒设置模式:话筒的第一PTT键、第二PTT键作为自动键报模式莫尔斯码报速度调节的按键。每按一次第一PTT键,自动键报模式莫尔斯码报速度增加一次,同时扬声器播放速度调节后的电码“-……-”对应的音频;每按一次第二PTT键,自动键报模式莫尔斯码报速度减小一次,同时扬声器播放速度调节后的电码“-……-”对应的音频。
如图2所示,所述信号处理模块包括控制模块、音频产生模块、音频路由模块和电源管理模块。
所述第一PTT键产生PTT1信号送至所述控制模块,PTT1信号为1位二进制信号,其低电平“0”、高电平“1”分别对应按键的按下、松开状态。如图3所示,所述第一PTT键的按键正常状态为松开状态,对应PTT1为高电平;当第一PTT键的按键为按下时,对应PTT1为低电平。
所述第二PTT键产生PTT2信号送至所述控制模块,PTT2信号为1位二进制信号,其低电平“0”、高电平“1”分别对应按键的按下、松开状态。如图3所示,所述第二PTT键的按键正常状态为松开状态,对应PTT2为高电平;当第二PTT键的按键为按下时,对应PTT2为低电平。
所述模式选择开关产生Mode信号送至所述控制模块,Mode信号为2位二进制信号,其电平Mode有两个信号Mode[1:0],Mode[1:0]的不同取值对应模式选择开关四档拨动开关的四个档位。如图4所示,四档拨动开关有的四个档位分别对应Mode[1:0]的“00”、“01”、“10”、“11”。
所述音频接口连接所述音频路由模块的MIC信号、所述控制模块的TXRX信号,所述电源管理模块的VIN和GND信号。所述音频接口与电台音频接口相匹配。
所述麦克风产生MIC1信号送至音频路由模块,所述麦克风将声音转换为电信号并进行放大后变为MIC1信号,连接路由模块。所述麦克风为驻极体或动圈式,并包括音频放大电路。
所述扬声器连接控制模块和音频路由模块。连接控制模块的信号为SPK,SPK有高电平、低电平两种状态,低电平时喇叭打开,高电平时喇叭关闭;连接音频路由模块的信号为MIC。如图5所示,控制模块的SPK信号通过二选一模拟开关或三极管控制喇叭播放来自音频路由模块的声音信号MIC。
所述信号处理模块的音频产生模块为连接控制模块和音频路由模块,根据控制模块的Ctrl信号控制MIC2信号的输出。当Ctrl信号为高电平时,输出MIC2信号为设定频率的方波信号;当Ctrl信号为低电平时,输出MIC2信号为低电平。参见图6,所述音频产生模块可采用555定时芯片及外围电路构成,555定时芯片的外围电路优选R4为2.2 kΩ、R6为30 kΩ、C1为0.02 μF、C2为0.01μF 、R7为50 kΩ可调电阻,当R7电阻值在0 kΩ至50 kΩ变化时,输出方波信号频率f变化范围为1158 Hz至444 Hz、占空比D变化范围为0.518至0.507,可以提供适合人耳听力的单音频率范围并保持接近50%的占空比。
所述信号处理模块的音频路由模块连接控制模块、音频产生模块、麦克风、扬声器和音频接口,根据控制模块的Select信号,从输入的麦克风的MIC1和音频产生模块的MIC2信号中选择一路作为输出信号MIC,并送至扬声器和音频接口。如图7所示,所述音频路由模块可采用模拟开关实现,优选采用二选一模拟开关,如ADG819、CD4053等。当Select为低电平时,MIC接MIC1;当Select为高电平时,MIC接MIC2。
所述信号处理模块的电源管理模块连接音频接口的VIN和GND,以音频接口的VIN为电源输入,输出VCC信号给其他各模块。所述电源管理模块为宽输入开关电源芯片及外围电路,其输入范围应包括5V至12V,输出为5.0V,所述开关电源芯片可选用LTC3891、lm2596-5V等信号的芯片。
所述信号处理模块的控制模块连接其他各模块,以Mode、PPT1、PTT2为输入,以Ctrl、Select、SPK、TXRX为输出。
当Mode为“00”时,Ctrl为低电平时,音频产生模块输出MIC2信号为低电平;Select为低电平,MIC=MIC1;SPK为高电平,喇叭关闭;TXRX= PPT1&PTT2,即PPT1和PTT2任一信号为低电平时,TXRX为低电平。
当Mode为“01”时,当PTT1和PTT2任一信号为低电平时,Ctrl为高电平,音频产生模块输出MIC2信号为设定频率的方波信号,其他时刻Ctrl为低电平,MIC2为低电平; Select为高电平,MIC=MIC2;SPK为低电平,喇叭打开; PPT1和PTT2任一信号为低电平时TXRX为低电平,PPT1&PTT2从低电平变为高电平并等待一定时间后TXRX变为高电平,通常等待时间约2~3秒。
当Mode为“10”时,PTT1为低电平时,Ctrl输出周期信号,每个周期的信号为t0长度的高电平和t0长度的低电平,当PTT1变为高电平后,Ctrl保持至当前周期结束;PTT2为低电平时,Ctrl输出周期信号,每个周期的信号为3×t0长度的高电平和t0长度的低电平,当PTT2变为高电平后,Ctrl保持至当前周期结束; Select为高电平,MIC=MIC2;SPK为低电平,喇叭打开; PPT1和PTT2任一信号为低电平时TXRX为低电平,PPT1·PTT2从低电平变为高电平后等待一定时间TXRX变为高电平,通常等待时间约2~3秒。
当Mode为“11”时,Select为高电平,MIC=MIC2;SPK为低电平,喇叭打开;TXRX变为高电平;PTT1由高电平变为低电平时,t0减小50ms,且Ctrl输出一串时长为3×t0: t0: t0:t0:t0:t0:3×t0分别为“高电平、低电平、高电平、低电平、高电平、低电平、高电平、低电平、高电平”,即MIC2输出“-˙˙˙-”的音频。PTT2由高电平变为低电平时,t0增加50ms,且Ctrl输出一串时长为3×t0:t0:t0:t0:t0:t0:3×t0分别为“高电平、低电平、高电平、低电平、高电平、低电平、高电平、低电平、高电平”,即MIC2输出“-˙˙˙-”的音频。
所述信号处理模块的控制模块采用单片机及其必要的外围电路构成,所述控制模块其他模块的连接通过单片机的GPIO口连接,其中Mode为2个GPIO口,设定为输入;PPT1、PTT2各为1个GPIO口,设定为输入;Ctrl、Select、SPK、TXRX各为1个GPIO口,设定为输出。
所述单片机采用低功耗、小封装的单片机,优选为支持5.0V供电、内部时钟的STC8系列单片机,且保证具有8个GPIO口前提下封装尽量小。
该话筒使用时需连接电台,在电台开机状态下话筒供电并正常工作,通过操作话筒的模式选择开关的四档开关确定话筒的工作模式。正常语音通信模式,操作PTT键进行语音通信;莫尔斯手键报模式,以任一PTT键作为普通电键使用进行报务通信;莫尔斯自动键报模式,第一PTT键、第二PTT键分别作为发送连续点“˙”、连续划“—”的按键,操作各PTT键进行报务通信;话筒设置模式,根据操作人员需要,按第一PTT键或第二PTT键调节自动键报模式下莫尔斯码报的速度。
该话筒可连接各种支持话音通信的短波电台、超短波电台,且其自动报模式对于操作人员的技能要求较低,很容易快速掌握操作要领,相比于电台标配的话筒,该话筒拓展了电台的通信方式,为各种电台提供了报务通信方式,更能适应日益恶劣的通信条件,还可为各种军民电台利用报务进行人工加密的通信提供了条件,在军事通信领域的通报训练中具有重要的意义和实用价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种多用途电台通信话筒,其特征在于:包括信号处理模块、通信交互模块和模式选择开关;
所述通信交互模块和模式选择开关均通讯连接信号处理模块;
所述通信交互模块用于获取并表达通讯信息,所述通信交互模块包括信息输入模块和信息表达模块,所述信息输入模块包括按键输入模块和语音输入模块;
所述模式选择开关用于控制信号处理模块的工作模式,所述信号处理模块包括多种信号处理模型模式;
所述信号处理模块包括控制模块、音频产生模块和音频路由模块;
所述音频产生模块和音频路由模块均连接控制模块,依据控制模块的指令进行运作;
所述音频路由模块连接语音输入模块和音频产生模块,所述音频路由模块依据控制模块的控制信号选择音频产生模块或语音输入模块的音频数据输出至信息表达模块或外部电台;
所述控制模块连接外部电台;
所述音频产生模块包括定时芯片和外围电路,所述音频产生模块依据信号处理模块的控制信号产生声音并输出;
所述外围电路包括电阻R4、电阻R6、可调电阻R7、电容C1和电容C2;
所述电阻R4、电阻R6和可调电阻R7依次串接,所述R4的一端接通电源,所述电阻R4和电阻R6的连接端接入定时芯片的DIS端口,所述可调电阻R7连接定时芯片的THR端口、TRI端口和电容C1,所述电容C1接地,所述电容C2连接定时芯片的CON端口并接地;
所述信息表达模块包括扬声器和扬声器控制电路,所述扬声器控制电路包括播放选择电路,所述播放选择电路的输出端口连接扬声器,所述播放选择电路的控制信号输入端口连接控制模块,用于接收控制信号,所述播放选择电路的数据输入端口连接音频路由模块,用于接收需要播放的音频信号,所述播放选择电路依据控制信号控制扬声器与音频路由模块的通断,以控制音频信号的播放;
所述音频路由模块包括音频选择电路,所述音频选择电路的数据输入端口连接音频产生模块和语音输入模块,所述音频选择电路的控制输入端口连接控制模块,用于接收控制信号,所述音频选择电路依据控制信号选择可通过的音频数据。
2.根据权利要求1所述的一种多用途电台通信话筒,其特征在于:
所述按键输入模块包括连接控制模块的第一PTT键和第二PTT键,所述第一PTT键和第二PTT键均为自动复位按键,所述第一PTT键按下时输出低电平,放松时输出高电平。
3.根据权利要求1所述的一种多用途电台通信话筒,其特征在于:
所述信号处理模块还包括电源管理模块,所述电源管理模块连接外部电台,所述电源管理模块用于为信号处理模块中的各个子模块供电;
所述电源管理模块包括宽输入开关电源芯片,所述宽输入开关电源芯片的输入范围为5V-12V,输出为5V。
4.根据权利要求1所述的一种多用途电台通信话筒,其特征在于:
所述可调电阻R7的阻值调整范围是0-50kΩ。
5.根据权利要求1所示的一种多用途电台通信话筒,其特征在于:
所述播放选择电路包括二选一模拟开关或三极管。
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