CN203661142U - 免持式防噪对讲机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种免持式防噪对讲机，包括本地语音采集元件、发射音频放大电路、接收音频放大电路、调制解调电路、收发电路和语音播放元件，通过肌肤传导免持听筒采集肌肤震动发出声音信号，免除周围杂音干扰实现语音对话，而且采用声控方式，不需要手动操作。该对讲机还可以实现接收优先功能，使得操作人员只要一人开始说话，其余人只能接收语音，而无法开启发射功能，保证了多人对话时正常通话。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子通讯技术领域，尤其涉及一种免持式防噪对讲机。
背景技术
现有的具有声控功能的对讲机的使用方式通常是，使用者对准对讲机的麦克进行大声喊话，而在高噪音情况下则无法免除噪音干扰，严重时将导致不能实现语音通话。对此，有的对讲机采用定向麦克风等作为抗噪手段，但是不能完全抗噪，而且价格昂贵，体积较大，不宜普及。
另外，由于对讲机采用单工模式，在采用声控方式时，通话双方很可能会同时喊话，开启对讲机的发射功能，这样会造成同频干扰，无法通话。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种免持式防噪对讲机，在高噪音环境下能够实现免持通话。
本实用新型采用的技术方案是，所述免持式防噪对讲机，包括：本地语音采集元件、发射音频放大电路、接收音频放大电路、调制解调电路、收发电路和语音播放元件，其中，
本地语音采集元件包括肌肤传导免持听筒，用于采集肌肤震动发出的声音信号并转换为电信号输入到发射音频放大电路，发射音频放大电路对所述电信号进行放大后输入调制解调电路，调制解调电路对输入的电信号进行调制后通过收发电路发送出去。
进一步的，所述免持式防噪对讲机还包括：声控电路；所述声控电路包括：滤波电路、放大电路、发射延时电路、接收延时电路、比较电路和开关电路；所述比较电路的输入正端设有分压电路；所述开关电路与收发电路相连，用于控制收发电路的信号发射功能是否开启；
一方面，肌肤传导免持听筒还将转换得到的电信号输入到声控电路，在声控电路中依次经过滤波电路进行滤波处理、经过放大电路进行放大处理、经过发射延时电路进行延时处理之后，经所述输入正端输入到比较电路中；
另一方面，收发模块接收到对方语音信号后输入到调制解调电路，调制解调电路对所述对方语音信号进行解调后依次经过滤波电路进行滤波处理、经过放大电路进行放大处理，然后输入到接收延时电路，经过接收延时电路进行延时处理后，经比较电路的输入负端输入到比较电路中；
当同时有本地语音信号和对方语音信号输入时，在分压电路的作用下，比较电路的输入负端的电平高于输入正端的电平，比较电路输出低电平到开关电路，此时开关电路不开启收发电路的信号发射功能；
当只有本地语音信号输入时，比较电路的输入正端的电平高于输入负端的电平，比较电路输出高电平到开关电路，此时开关电路开启收发电路的信号发射功能。
进一步的，所述接收延时电路的延时大于所述发射延时电路的延时。
进一步的，所述发射延时电路的延时为0.5秒，接收延时电路的延时为0.7秒。
进一步的，所述滤波电路包括：RC滤波电路；
所述发射延时电路和所述接收延时电路均包括：采用555计时器的延时电路；
所述比较电路包括：采用比较器的比较电路；
所述开关电路包括：继电器驱动三极管及与其相连的继电器；
所述放大电路包括：采用运算放大器的放大电路。
进一步的，所述发射音频放大电路和所述接收音频放大电路均包括：采用三极管或者运算放大器或者用于信号放大的芯片的放大电路。
进一步的，所述调制解调电路内置有CTCSS（Continuous Tone ControlledSquelch System，连续语音控制静噪系统）码，在对输入的电信号进行调制时还加入CTCSS码。
进一步的，所述语音播放元件采用肌肤传导免持听筒上自带的耳机。
采用上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点：
本实用新型所述免持式防噪对讲机，通过肌肤传导免持听筒采集肌肤震动发出声音信号，免除周围杂音干扰实现语音对话，而且采用声控方式，不需要手动操作。所述免持式防噪对讲机还可以实现接收优先功能，使得操作人员只要一人开始说话，其余人只能接收语音，而无法开机发射功能，保证了多人对话时正常通话。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的免持式防噪对讲机的电路原理图；
图2为本实用新型第一实施例的声控电路的具体组成示意图；
图3为本实用新型第二实施例的免持式防噪对讲机的工作原理示意图；
图4为本实用新型第二实施例的声控功能的电路原理示意图；
图5为本实用新型第二实施例的接收优先功能的电路原理示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型进行详细说明如后。
本实用新型第一实施例，一种免持式防噪对讲机，如图1所示，包括：本地语音采集元件100、发射音频放大电路200、接收音频放大电路300、调制解调电路400、收发电路500和语音播放元件600，其中，
本地语音采集元件100包括肌肤传导免持听筒，用于采集肌肤震动发出的声音信号即本地语音信号，并将其转换为电信号输入到发射音频放大电路200，发射音频放大电路200对所述电信号进行放大后输入调制解调电路400，调制解调电路400对输入的电信号进行调制后通过收发电路500发送出去。收发电路500包括：发射模块、接收模块以及收发共用的天线。
收发电路500接收到对方语音信号后输入到调制解调电路400，调制解调电路400对该对方语音信号进行解调后输入到接收音频放大电路300，经过接收音频放大电路300进行放大处理后通过语音播放元件600播放出来。
优选的，该免持式防噪对讲机还包括：声控电路700；图2为声控电路200的具体组成示意图，如图2所示，声控电路700包括：滤波电路71、放大电路72、发射延时电路73、接收延时电路74、比较电路75和开关电路76。比较电路75的输入正端设有分压电路；开关电路76与收发电路500相连，用于控制收发电路500的信号发射功能是否开启。接收延时电路74的延时大于发射延时电路73的延时。
一方面，肌肤传导免持听筒还将转换得到的电信号输入到声控电路700，在声控电路700中依次经过滤波电路71进行滤波处理、经过放大电路72进行放大处理、经过发射延时电路73进行延时处理之后，经比较电路75的输入正端输入到比较电路75中；
另一方面，调制解调电路400对收发模块500接收到的对方语音信号进行解调后，依次经过滤波电路71进行滤波处理、经过放大电路72进行放大处理，然后输入到接收延时电路74，经过接收延时电路74进行延时处理后，经比较电路75的输入负端输入到比较电路75中。
当待机时，即没有本地语音信号和对方语音信号输入时，比较电路75一直保持输出低电平到开关电路76，此时开关电路76不开启收发电路500的信号发射功能。
当同时有本地语音信号和对方语音信号输入时，在分压电路的作用下，比较电路75的输入负端的电平高于输入正端的电平，比较电路75输出低电平到开关电路76，此时开关电路76不开启收发电路500的信号发射功能。
当只有本地语音信号输入时，比较电路75的输入正端的电平高于输入负端的电平，比较电路75输出高电平到开关电路76，此时开关电路76开启收发电路500的信号发射功能。
进一步的，滤波电路71包括：RC滤波电路，发射延时电路73和接收延时电路74均包括：采用555计时器的延时电路，比较电路75包括：采用比较器的比较电路，开关电路76包括：继电器驱动三极管及与其相连的继电器，放大电路72包括：采用运算放大器的放大电路；
发射音频放大电路200和接收音频放大电路300均包括：采用三极管或者运算放大器或者用于信号放大的芯片的放大电路。
调制解调电路400内置CTCSS码，在对输入的电信号进行调制时还加入CTCSS码。
语音播放元件600采用肌肤传导免持听筒上自带的耳机。
本实用新型第二实施例，本实施例在第一实施例基础上介绍一个免持式防噪对讲机的应用实例。
本实施例的免持式防噪对讲机的工作原理如图3所示，首先利用肌肤传导免持听筒采集到肌肤震动发出声音信号，免除环境杂音的干扰，然后将声音信号A传入对讲机，经对讲机内部的发射音频放大电路处理、调制解调电路处理后通过收发电路发射出去；当接收到对方声音信号B后，先进行解调、放大等处理，然后通过耳机传入人耳。
免持式防噪对讲机有以下几项主要功能特点：
1.声控功能：
免持式防噪对讲机采用声控方式，无需PTT按键。保证操作人员在对话的同时，可以进行别的工作，提高了工作效率。声控功能的电路原理如图4所示，由于肌肤传导免持听筒产生的声音信号Audio1很小，一般为1-2mV，无法进行声控控制，因此首先将声音信号经过两级运算放大器将音频信号进行放大，三处的RC滤波处理去掉杂波干扰，然后通过三极管Q1来控制555计时器输出引脚的高低电平切换。待机或者接收时，555计时器输出端输出低电平，继电器U3断开，对讲机发射功能不开启，三极管Q2作为继电器U3的驱动电路；在喊话的时候，555输出端输出高电平，继电器U3吸合，对讲机开启发射功能。这样采用语音控制对讲机的发射，实现了对讲声控功能。
由于对讲机采用单工模式，采用声控方式时，通话双方很可能会同时喊话，开启对讲机的发射功能，这样会造成同频干扰，无法正常通话。因此本实用新型实施例的对讲机的声控电路中增加了接收优先功能。接收优先功能可以使得操作人员只要一人开始说话，其余人只能接收语音，而无法开启发射功能，保证了多人对话时的正常通话。
图5为接收优先功能的电路原理，如图5所示，接收优先功能是通过电压比较器U2B实现的。比较器默认输出为低电平，保证在待机时，控制发射电路的继电器处于断开状态，无法开启发射功能。比较器的输入正端连接发射延时电路的输出端，输入负端与接收延时电路的输出端相连，发射延时电路是采用555计时器U1实现，接收延时电路是采用555计时器U4。由于在输入正端通过电阻进行了分压处理，在输入两端同时有电压存在的情况下，负端电平高于正端电平，比较器的输出端仍是低电平，这样保证了在接听语音Audio2时，无论麦克端有无音频输入，对讲机都无法开启发射功能。只有在本地MIC端的音频信号Audio1有输入而接收端没有语音信号Audio2时，发射延时电路输出高电平，比较器也输出高电平，继电器吸合，收发电路的发射功能才能正常开启工作。这就是接收优先的原理，既能完成声控功能，又能保证通话的质量。比较器输入输出关系如表1所示。
表1电压比较器输入输出表
| 输入正端电平 | 输入负端电平 | 输出端电平 |
| 高 | 高 | 低 |
| 高 | 低 | 高 |
| 低 | 高 | 低 |
| 低 | 低 | 低 |
发射延时电路的延时时间T1为0.5秒，接收延时电路的延时时间T2为0.7秒。T2大于T1，这样操作人员必须在接收声音信号完毕后才能喊话发射，进一步保证了通话的连续性和可靠性。
此外，本实用新型实施例的免持式防噪对讲机还有以下功能特点：
采用3.7V标准锂电池供电，更换方便，耗电量小，待机时间大于24小时，连续工作时间大于4小时。
免持式防噪对讲机采用标准的Mini-USB充电，充电借口兼容性强，充电方便。
免持式防噪对讲机有16个可选频道，保证了操作人员有多种选择频道可选择；内置CTCSS码，抗噪音能力强。用户也可去掉CTCSS码，与其他同频段的对讲机对话，兼容性强。
发射电流小于450mA，接收电流小于80mA，通信距离大于1000米，功耗小，满足消防、建筑工地、浓雾浓烟等高噪音恶劣环境下的通讯需求。
体积小，重量轻，便于操作人员的携带。
经过在高噪音环境下的实验测试，免持式防噪对讲机的以上功能特点，能够有效保证操作人员的通话。
本实用新型所述免持式防噪对讲机，通过肌肤传导免持听筒采集肌肤震动发出声音信号，免除周围杂音干扰实现语音对话，而且采用声控方式，不需要手动操作；轻松对讲的整套技术方案，提高了人员之间语音交流的流畅性和工作效率。本实用新型所述免持式防噪对讲机还可以实现接收优先功能，使得操作人员只要一人开始说话，其余人只能接收语音，而无法开启发射功能，保证了多人对话时正常通话。
通过具体实施方式的说明，应当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。
Claims (8)
1.一种免持式防噪对讲机，包括：本地语音采集元件、发射音频放大电路、接收音频放大电路、调制解调电路、收发电路和语音播放元件，其特征在于，本地语音采集元件包括肌肤传导免持听筒，用于采集肌肤震动发出的声音信号并转换为电信号输入到发射音频放大电路，发射音频放大电路对所述电信号进行放大后输入调制解调电路，调制解调电路对输入的电信号进行调制后通过收发电路发送出去。
2.根据权利要求1所述的免持式防噪对讲机，其特征在于，所述免持式防噪对讲机还包括：声控电路；所述声控电路包括：滤波电路、放大电路、发射延时电路、接收延时电路、比较电路和开关电路；所述比较电路的输入正端设有分压电路；所述开关电路与收发电路相连，用于控制收发电路的信号发射功能是否开启；
一方面，肌肤传导免持听筒还将转换得到的电信号输入到声控电路，在声控电路中依次经过滤波电路进行滤波处理、经过放大电路进行放大处理、经过发射延时电路进行延时处理之后，经所述输入正端输入到比较电路中；另一方面，收发模块接收到对方语音信号后输入到调制解调电路，调制解调电路对所述对方语音信号进行解调后依次经过滤波电路进行滤波处理、经过放大电路进行放大处理，然后输入到接收延时电路，经过接收延时电路进行延时处理后，经比较电路的输入负端输入到比较电路中；
当同时有本地语音信号和对方语音信号输入时，在分压电路的作用下，比较电路的输入负端的电平高于输入正端的电平，比较电路输出低电平到开关电路，此时开关电路不开启收发电路的信号发射功能；
当只有本地语音信号输入时，比较电路的输入正端的电平高于输入负端的电平，比较电路输出高电平到开关电路，此时开关电路开启收发电路的信号发射功能。
3.根据权利要求2所述的免持式防噪对讲机，其特征在于，所述接收延时电路的延时大于所述发射延时电路的延时。
4.根据权利要求3所述的免持式防噪对讲机，其特征在于，所述发射延时电路的延时为0.5秒，接收延时电路的延时为0.7秒。
5.根据权利要求2所述的免持式防噪对讲机，其特征在于，所述滤波电路包括：RC滤波电路；
所述发射延时电路和所述接收延时电路均包括：采用555计时器的延时电路；
所述比较电路包括：采用比较器的比较电路；
所述开关电路包括：继电器驱动三极管及与其相连的继电器；
所述放大电路包括：采用运算放大器的放大电路。
6.根据权利要求1所述的免持式防噪对讲机，其特征在于，所述发射音频放大电路和所述接收音频放大电路均包括：采用三极管或者运算放大器或者用于信号放大的芯片的放大电路。
7.根据权利要求1所述的免持式防噪对讲机，其特征在于，所述调制解调电路内置有连续语音控制静噪系统CTCSS码，在对输入的电信号进行调制时还加入CTCSS码。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的免持式防噪对讲机，其特征在于，所述语音播放元件采用肌肤传导免持听筒上自带的耳机。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117412198A (zh) * | 2023-10-19 | 2024-01-16 | 广州德亨信息技术有限公司 | Ptt动态特性信号变化检测电路、装置、设备及系统 |
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2013
- 2013-12-31 CN CN201320888864.2U patent/CN203661142U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN117412198A (zh) * | 2023-10-19 | 2024-01-16 | 广州德亨信息技术有限公司 | Ptt动态特性信号变化检测电路、装置、设备及系统 |
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