CN1194465C - 电介质谐振器振荡器和话音控制设备 - Google Patents

电介质谐振器振荡器和话音控制设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电介质谐振器振荡器，包括容纳在谐振空腔(2)内以生成在预定中心频率上振荡的信号的电介质谐振器(4)，谐振器的尺寸和空腔的限制条件能够确定谐振器的谐振频率。它包括对声压波敏感的装置(17，18，19)，能够作为所述声压波的函数修改空腔内电磁场的分布。本发明还涉及一种安装有根据本发明的振荡器的话音控制设备。具体应用于用于控制家用装置的远程话音控制设备。

Description

电介质谐振器振荡器和话音控制设备
技术领域
本发明涉及信号传输领域，尤其涉及在超高频(SHF)范围内的信号传输。更具体地说，本发明涉及一种用于将音频信号转换到超高频范围上的电介质谐振器振荡器。本发明还涉及一种话音控制设备。
SHF电介质谐振器振荡器(DRO)通常被用在发送SHF信号的设备中，以便能够获得小型和低成本的高性能振荡器。它们被专门用作本机振荡器，用于在进行卫星接收的低噪声变频器中的频率变换。
图1示意性地表示现有技术的带有一个调谐螺旋的电介质谐振器振荡器。该振荡器包括一个由它的多个壁3限定的电磁空腔2，一个电介质振荡器4连接到第一微带线5。图2示出了现有技术的另一个谐振器，它的其余部分将在下文中描述。图2中所示的电路7被用在这两个谐振器中并实现相同的功能。因此，将参考图2描述这个电路7的主要部件。通常，为了简化说明，相同的参考号将用于表示在本申请中实现相同功能的元件。连接线5一方面连接到有源电路7，另一方面连接到阻抗匹配负载6。有源电路7包括一个双极晶体管或FET型的有源元件8、一个例如LC电路型的使有源元件不稳定的元件9和一个微带线型的输出阻抗匹配元件10。公知等同于谐振器的RLC电路是阻尼振荡的振源，这些振荡的阻尼是因为RLC电路的阻抗部件造成的。这个含一负阻抗的有源电路因而具有提供维持振荡所需能量的功能，以便被发送到振荡器的输出12的信号是一个无阻尼振荡信号。本领域的普通技术人员还公知将谐振器通过微带线连接到有源电路所构成的组件必须展现出有利于振荡频率搜索的振荡条件。在图1的振荡器中，螺旋3嵌入空腔与电介质谐振器4相对的壁3。它在垂直于谐振器相对表面的方向上所插入的程度产生对空腔内电磁场分布的干扰，从而改变该等同谐振电路的谐振频率。因而，改变螺旋插入空腔的端部与谐振器的上表面之间的距离将引起振荡器所生成信号的频率变化。然而，这种人工调整距离d的振荡器并不允许精确和没有失真地围绕中心频率的微调，因此不适合于传输音频信号。
为了克服如上所述与机械调整相关的问题，称作电子振荡器的振荡器也是公知的，如图2所示的带有一个变容二极管的电介质谐振器。变容二极管11接收表示将被发送的音频信号的可变电压的控制信号SC，所述变容二极管连接到第二微带线17，该微带线17又连接到电介质谐振器。谐振器-变容二极管组件在工作时类似于设置了振荡器的振荡频率的谐振电路。因而，信号SC所发送的电压变化将改变振荡电路7的振荡频率。然而，使用变容二极管的效果在于降低了振荡器的相位噪声，因而降低了振荡器输出端口上所生成的信号质量。
发明内容
本发明的目的是通过提供一个用于转换音频信号的电介质谐振器振荡器来克服现有技术的问题。
为此，本发明的主题是一种电介质谐振器振荡器，包括容纳在谐振空腔内以生成在预定中心频率上振荡的信号的电介质谐振器，谐振器的尺寸和空腔的限制条件能够确定谐振器的谐振频率，并且对声压波敏感的装置能够作为所述声压波的函数修改空腔内电磁场的分布。对声波敏感的装置包括可以在声波作用下移动的膜片，所述膜片与空腔内的一个金属线圈结合。
因而，对声压波敏感的装置直接随着在所述敏感装置的一个输入上施加的声压而变化。以这种方式，本发明使其能够生成由这一输入上的音频信号直接调制的信号。
根据一个实施例，所述对声压波敏感的装置包括声音变换器装置，用于将声压波转换成面向谐振器的可拆分装置的至少一部分的位移，在声压波作用下这些可拆分装置的至少一部分的位移能够改变空腔内电磁场的分布。
根据一个实施例，所述可拆分装置的位移以振动的方式来执行。
根据一个实施例，对声波敏感的装置包括一个在声波作用下可移动并可以与空腔内的一个金属线圈结合的膜片。
根据一个实施例，该振荡器包括用于调整谐振器的中心频率的调整装置。
根据一个实施例，所述调整装置包括一个调整螺旋，它可以被结合在空腔内以改变其中的电磁场的分布。
根据一个实施例，该振荡器包括切换装置，用于将由谐振器生成的信号声波的调制切换到由在一个信道上所发送的数据的调制。
根据一个实施例，一个有源偶极子通过耦合装置被耦合到所述谐振器以维持振荡。
本发明的主题还有一个话音控制装置，特征在于它包括根据本发明的一个振荡器。
附图说明
通过非限制性的例子，参考附图，根据下述对示范性实施例的描述，本发明的其它特征和优点将变得明显，在附图中：
已经描述过的图1和图2表示现有技术的两个电介质谐振器振荡器；
图3表示根据本发明一个实施例的电介质谐振器振荡器；
图4示出一个曲线，表示图3所示振荡器的输出信号作为距离d的函数的在频率上的变化；
图5示出根据本发明的一个遥控装置。
具体实施方式
图3示出根据本发明的一个振荡器14。它包括一个谐振空腔2，其中有一个电磁耦合到微带线5的谐振器4。微带线5将一个负载15连接到一个有源电路7。有源电路在其连接到微带线5的输入上包括一个FET型晶体管，其源极连接到一个接地的诸如LC型的电路，其作用是使晶体管级不稳定，其漏极连接到用于匹配振荡器输出阻抗的网络10。
空腔包括一个开口16，其中嵌入麦克风17。麦克风17的上部171朝向自由空间，并可以接收声压波，尤其是用户的声音形式的命令，而麦克风的下部172面向谐振器的上部。接收用户话音的上部171的基部逐渐变细到与金属线圈19相接触的膜片18。金属线圈19能够在接收声波的膜片振动的作用下在垂直于谐振器的方向上移动。
因而，膜片及其线圈的机械振动使得用户所施加的声压能够被测量，转换其话音。这个膜片及其线圈的机械调制改变了空腔的性质，结果是与将被发送的话音信号同步的由谐振器所产生的SHF信号的瞬时频率(例如在5.8GHz上)的调制。本发明的一个优点在于在本实施例中所用的麦克风的简化，它没有磁体。
对于更多信息，可以参考Dunod大学出版社出版的P.F.Combes、J.Graffeuil和j.f.Sautereau的著作“Composants，dispositifs etcircuits actifs en micro-ondes”[微波有源电路、设备和元件]第30页之后涉及电介质谐振器的用途的第二章，以及1998年10月“微波杂志”中B.S.Virdee的论文“当前用于调谐电介质谐振器的技术(Currenttechniques for tuning dielectric resonators)”。
如图4所示，因为谐振器集中于中心频率F0上，等于δd1的距离d的变化导致大约5％的频率变化δF0，这对于振荡器的性能并不重要。根据空腔中线圈的移位δd1，这一小的变化δF0可以被视为线性的或近似线性的，这提供了由谐振器所生成信号的音频信号的直接调制，没有失真。
根据本发明的一个附加特性，在图3中以虚线示出了一个机械调谐螺旋180，它可以从空腔2的外部被调整，其嵌入空腔中的部件181横向地对着谐振器并定位以便能够在需要的时候调整谐振器的中心频率。根据一个附加特性，在图3中也是用虚线表示的是一条连接20，经电阻21将微带线5连接到微处理器22，所述微处理器22生成一个重要的数字信号用于用户从命令表23中选择一个命令24。根据后者的实施例，由谐振器生成的信号或者由在膜片上接收的声波所生成的线圈的移位来调制，或者由微处理器以脉冲的形式发送的数据来调制。通过使用开关(在图3中未示出)来允许这种调制信号的选择，该开关允许话音或数据的传输。这种模式的一种应用在图5中示出，该图示出了用于控制任一种可控设备，尤其是一个家用设备(电视机、录像机、摄像机、磁盘或数字磁带读取器/记录器等)的一个遥控设备。
图5中示出的遥控设备25以常规的方式包括一个键盘26，其中包括待机按钮27和音量增加和降低按钮28等的按钮24和允许选择频道的数字小键盘29，以及一个高频(HF)信号发射器30。该遥控设备还包括一个麦克风17和一个用于选择用户希望建立的通信模式的开关31，即对应于“话音”按钮的话音模式，其中谐振器所生成的信号由用户的话音来调制，和对应于“触摸板”按钮的触摸板选择模式，其中由谐振器生成的信号由微处理器根据所按压的按钮而生成的信号来调制。
当然，本发明并不限于在本申请中所述的实施例。存在各种话音命令。以一种非限制性的方式，将首先说明频道的切换。在这种情况下，用户说出被指定给频道的名称或对应的号码。
话音命令还可以用于简化操作，当由触摸板控制时，该操作将需要连续的多个动作。例如，为了使用遥控键盘来控制亮度，首先必需访问在接收机屏幕上显示的菜单，然后利用一个或多个操作从这个菜单中选择亮度命令。使用话音命令不必执行连续的操作。例如说出“亮度”这个词就足够了。在这种情况下，利用一个话音命令或者使用遥控器上的常规增加和降低按钮(“+”和“-”)可增加或降低亮度。
当然，本申请并不限于话音激活的远程控制，也可以设想另一种类型的话音命令(例如有线的)或者一个麦克风。

Claims (8)

1.一种电介质谐振器振荡器，包括：
容纳在谐振空腔(2)内以生成在预定中心频率上振荡的信号的电介质谐振器(4)，该谐振器的尺寸和空腔中的限制条件能够确定谐振器的谐振频率，
对声压波敏感的装置，能够作为所述声压波的函数改变空腔内电磁场的分布，
其特征在于所述对声波敏感的装置包括一个在声波作用下可移动并可以与空腔内的一个金属线圈(19)结合的膜片(18)。
2.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于所述对声压波敏感的装置包括声音变换器装置(17，18，19)，用于将声压波转换成面向谐振器的可拆分装置(18，19)的至少一部分的位移(d)，在声压波作用下这些可拆分装置的至少一部分的位移能够改变空腔内电磁场的分布。
3.根据权利要求2所述的振荡器，其特征在于所述可拆分装置的位移以振动的方式来执行。
4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的振荡器，其特征在于它包括用于调整谐振器的中心频率的调整装置(180)。
5.根据权利要求4所述的振荡器，其特征在于所述调整装置包括一个调整螺旋(180)，它可以被结合在空腔内以改变其中的电磁场的分布。
6.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于它包括切换装置(31)，用于将由谐振器生成的信号声波的调制切换到由在一个信道(20)上所发送的数据的调制。
7.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于一个有源电路(7)通过微带线(5)被耦合到所述谐振器以维持振荡。
8.一种话音控制装置，其特征在于它包括根据权利要求1至7之一中所述的一个振荡器。
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