CN2108391U - 无线汉语音扩音箱 - Google Patents

Abstract

无线汉语音扩音箱，属音响领域。包括FM接 收放大器、扬声器、调谐指示和音量指示、电源、外 壳。其特征在于根据汉语音特点设有RC电子有源 语音带通滤波器，切除了语音频段以外的杂音和噪 声，提高信噪比和汉语音清晰度。同时还具有静噪功 能，利用普通调频无线话筒电信号遥控扩音箱自动开 机，显示装置直观监视无线话筒和扩音箱工作状况。 结构简单，使用方便，广泛用于学校教室、工厂机关的 演讲或野外作业指挥的无线扩音。

Description

本发明属于音响领域，涉及一种由外壳、FM接收放大器、语音滤波器、指示器和扬声器组成的无线汉语音扩音箱。

目前市场上提供的调频式无线电接收机和扬声器的组合设备，主要由FM高频头、中频放大器、鉴频器、音调控制器、功率放大器、扬声器组成，调谐指示灯失谐时熄灭，调谐准确时发光，其频响宽达20～20KHz，配用FM无线话筒在剧场扩音音乐效果好，但在演讲扩音时，不可避免地把语音频段以外的声音和环境噪声都予以接收放大，而一般音调控制器的衰减量均在每倍频程10dB左右，又不可能准确地控制在语音频段的上下限位置，效果不够理想，语音清晰度和信噪比难以进一步提高。同时，调谐指示灯在调谐准确时发光，如果无线话筒电池电压下降或工作不正常引起发射频率漂移等故障，会误判接收机失谐而盲目乱调，往往给使用者造成困难甚至使故障扩大。

本发明的任务是提供一种使用方便的无线汉语音扩音箱，它能清晰地接收和放大调频载波中的语音信号，指示灯能直观显示无线话筒和扩音箱工作状态。

为完成上述任务，本发明解决的方案是：在无线汉语音扩音箱外壳正面装有扬声器，一个绿色调谐指示灯和数个红色音量指示灯，侧面装有调谐旋钮和音量电位器，音箱内装的调频接收电路板包括：高频带通滤波器、FM高频头、中频放大器、鉴频器、调谐指示驱动器、AFC电路、音频功率放大器和音量指示驱动器，其特征在于所说的鉴频器与音频功率放大器之间接有语音带通滤波器，它由压控型RC电子有源高通滤波器和压控型RC电子有源低通滤波器两者串联而成，它只让汉语音信号通过，对其它信号和噪声起衰减作用。所说的语音滤波器由一块四运算放大器集成电路和RC网络构成，包括两级压控型RC电子有源高通滤波器，转折频率为300Hz，两级压控型RC电子有源低通滤波器，转折频率为3500Hz，四级串联后带外衰减量可达每倍频程35dB。

在调谐指示驱动器和调谐指示灯之间接有三极管构成的反相器，基极接调谐指示驱动器的输出端，集电极接调谐指示灯，发射极串联限流电阻器，失谐时反相器导通，调谐指示灯发光，调谐准确时熄灭。音量电位器的上端与调谐指示驱动器的输出端连接，下端接正电源，中心抽头控制音频功率放大器的工作点，无FM信号时其上端电位升高，电子音量控制使音频功率放大器处于静态。扬声器外面的金属网罩用导线与高频带通滤波器的输入端连接。

根据南京大学声学研究室在一九七七年第二期的《电声技术》上发表的论文“汉语平均频谱在多种条件下的测量结果”和上海科技出版社一九八二年九月出版的《无线电与电视》编辑部关于“音质评价及术语”一书的论述分析可知，汉语普通话中辅音的绝大部分是作为声母出现在一个音节的开头，它能量弱、时程短、在室内容易受到前一个单字中能量比它大的韵母延迟声的掩蔽，而声母清晰度是影响汉语语音可懂度的一个重要因素。从附图5的“汉语的平均声功率谱密度曲线”中可以看出，男女声的功率频谱范围大致在150～5KHz，大部分能量分布在2KHz以下的韵母主要频谱区域。300～2KHz频段能体现语音的厚度和力度，2～3.5KHz频段使语音明亮、清晰的重要区域，4KHz以上频谱中齿音成分较多，放大后易出现象吹口哨那样的“嘘嘘”声。本发明依照上述原则设计300～3500Hz语音带通滤波器，滚降特性为每倍频程35dB，插入功放级前端，配用上海飞乐电声总厂生产的CSW－14型无线话筒，按SJ2467－84《通信设备汉语清晰度测试方法》进行厅堂扩音测试验证，通带外的杂音被明显切除，汉语单字清晰度可达一级标准。

此外，本发明的调谐指示灯经反相器驱动，开启电源调谐指示灯发绿光，打开无线话筒开关就熄灭，演讲时随声音大小数个红色音量指示灯自下而上发光，一目了然。采用电子音量控制功放级的工作点，还具有静噪和自动开机功能。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明的外形结构图。

图2示出本发明的一个具体实施例。

图3示出实施方案的电原理图。

图4是本发明的音频频率特性曲线。

图5是南京大学声学研究室绘制的“汉语平均声功率谱密度曲线”。

在图1所示的外形结构图中，音箱外壳（18）正面装有扬声器（9），其右下方装有一只绿色发光二极管构成的音量指示灯（13），其垂直方向上面均匀装有数只红色发光二极管构成音量指示灯（11）。音箱外壳（18）背面上方有安装用金属固定装置（19）。侧面装有与双连可变电容器转轴相连的调谐旋钮（14），其下方装有音量电位器（15）和保险丝座（16），电源插头（17）从音箱的后盖孔引出。扬声器正面的金属网罩（20）用导线与高频带通滤波器（1）的输入端连接，既减小接收死角，又省去一根拉杆天线。

图2示出具体实施例。由无线话筒发射出来的调频载波传送到金属网罩（20），被导线馈送至高频带通滤波器（1），抑制调频波段以外的信号，将调频段以内的信号顺利送至FM高频头（2）的输入端进行选频高频放大，与其内部的本振信号混频后得10.7MHz中频信号，送至中频放大器（3），经选频、放大、限幅后送入鉴频器（4）鉴频后的语音信号被送入一块四运放集成电路和RC网络构成的语音带通滤波器（7），它由两级压控型RC电子有源高通滤波器和两级压控型RC电子有源低通滤波器串联而成，其高通转折频率为300Hz，低通转折频率为3500Hz，衰减量可达每倍频程35dB，它只让汉语语音信号通过，而对通带外的杂音和噪声起衰减作用。该语音信号又被送入音频功率放大器（8）放大后，一路推动扬声器（9）发声，另一路被取样后送至音量指示驱动器（10）进行直流放大，其输出端分别与数个红色发光二极管构成的音量指示灯（11）相连接。从鉴频器（4）输出的另一路信号经调谐指示驱动器（5）直流放大后，其中一部分电流送至AFC电路（6）去控制FM高频头（2）内部振荡器工作频率，作自动频率微调；另一部分电流被送入反相器（12）的输入端，其输出端驱动调谐指示灯（13），失谐或无FM信号时反相器（12）导通，调谐指示灯发光，反之熄灭。电子音量电位器（15）的上端与调谐指示器（5）的输出端连接，下端接正5V电源，中心抽头接音频功率放大器（8）的直流工作点，无FM信号时上端电位随反相器（12）输出端升高而上升，使功放级处于静态，有FM信号时则开启工作，实现静噪和自动开机功能。

图3是本发明实施方案的电原理图。图中FM信号由代作天线的金属网罩（20）接收，通过连接导线送至88～108MHz的高频带通滤波器（1），滤波后的FM信号直接送入IC1第12脚，它是内部FM高频头（2）的高放级输入端，第9脚外接高放线圈L1、可变电容器C2a、微调电容C3组成的高频调谐回路，第7脚外接振荡线圈L2、可变电容器C2b、微调电容器C4组成的本振调谐回路，C2a、C2b是一个型号为CBM－444H－F的调频双连电容器。经选频后的高频信号与本振信号在IC1内部的混频器混频后得到10.7MHz中频信号，从第14脚输出经R3由CF1选频，它是一个LTB－10.7MHz陶瓷滤波器。选频后的中频信号进入IC1第17脚的中频放大器（3）的输入端，经放大后中频信号由IC1内部馈至鉴频器（4），第2脚外接CF2，它是一个CDA－10.7MHz的陶瓷鉴频器。鉴频后的音频信号一路从IC1的第23脚输出，送入语音滤波器（7）的输入端，这是一个型号为SF324的四运放集成电路，IC3和IC4是两级参数和结构相同的压控型RC电子有源高通滤波器。以第一级IC3为例，输入网络中C15和C16串联后与其反相输入端连接，R8的一端接C15和C16的连接点，另一端接地。C17和R9组成负反馈网络，它们的一端都与IC3的输出端连接，其中C17的另一端与C15和C16的连接点相连，R9的另一端接反相器输入端。正相输入端的中点电压取自分压电阻器R18和R19的连接点。当C15和C16取0.01μf，C17取5000pf，R8取12KΩ，R9取36KΩ，IC3和IC4两级串联后可得高通转折频率为300Hz，衰减量达每倍频程35dB的指标。IC5和IC6是两级结构和参数相同的压控型RC电子有源低通滤波器，以第一级IC5为例，输入网络中R12和R13串联后与其反相输入端连接，C21的一端接R12和R13连接点，另一端接地。R14和C22组成负反馈网络，它们的一端都与其输出端连接，其中R14的另一端接R12和R13的连接点，C22的另一端接反相输入端。正相输入端接R18和R19的分压点。当R12和R13都取6.2KΩ，R14取30KΩ，C21取0.01μf，C22取5000PF时，IC5和IC6两级串联后可获得低通转折频率为3500Hz时衰减量每倍频程35dB的指标。高通滤波器和低通滤波器两者串联后起到汉语语音滤波作用，其频率特性曲线如图4所示。为获得足够的负反馈，以保证其滤波特性，要求运放开环增益＞70dB，RC网络中的电阻、电容器精度达±2％以内。当然也可以只采用单级高通和低通电子有源滤波器构成语音滤波器，衰减特性只有每倍频程18dB，效果差些。

经滤波后的语音信号从IC6的输出端经C25送入IC1第24脚的音频功率放大器（8）的输入端，放大后从第27脚输出，推动扬声器（9）发声。同时小部分信号经R6和R7分压后送入型号为CD7366的音量指示驱动器（10）的第8脚，数个由红色发光二极管构成的音量指示灯（11），按每两只正向串联成一组，分别与音量指示驱动器（10）的第1、2、3、4、6脚相连接，在音箱外壳（18）正面垂直方向依次自下而上排列，就会产生随音量大小自下而上发光效果。

从鉴频器（4）输出的另一路信号由IC1内部送至调谐指示驱动器（5）进行直流放大，从第21脚输出经R1再送入第6脚的AFC电路（6），以控制FM高频头（2）内部振荡器工作频率，进行自动频率微调。从第19脚输出的直流信号经三极管构成的反相器（12）倒相，驱动集电极回路中的调谐指示灯，串接在发射极回路中的电阻R4限制调谐指示灯工作电流。

音量电位器（15）上端接IC1的第19脚，下端接第8脚高频头的电源正端，中心抽头接第4脚与内部音频功率放大器（8）的直流工作点连接。当失谐或无FM信号时，第19脚电位上升，第4脚电位也随着上升，电子音量控制使功放级处于低功耗静态，实现静噪和自动开机功能。

IC1是SONY公司生产的CXA1019集成电路，如用功能相似的国产的三块集成电路D7335、D7640和D4420组合代用，结构较复杂。本机除了FM高频头（2）外接的高频调谐回路和本振谐振回路需要调试外，其它电路只要元件合格、安装无误，基本上不必调试就能正常工作。

Claims (6)

1、无线汉语音扩音箱，属音响领域，在音箱外壳正面装有扬声器，调谐指示灯和音量指示灯，侧面装有调谐旋钮和音量电位器，音箱内装的调频接收电路板包括：高频带通滤波器、FM高频头、中频放大器、鉴频器、调谐指示驱动器、AFC电路、音频功率放大器和音量指示驱动器，其特征在于所说的鉴频器与音频功率放大器之间接有语音带通滤波器，它由压控型RC电子有源高通滤波器和压控型RC电子有源低通滤波器两者串联而成，它只让汉语语音电信号通过，对其它信号和噪声起衰减作用。

2、依照权利要求1所述的扩音箱，其特征在于所说的调谐指示驱动器和调谐指示灯之间接有反相器，失谐时调谐指示灯发光，调谐准确时熄灭。

3、如权利要求1所述的扩音箱，其特征在于所说的语音带通滤波器由一块四运算放大器集成电路和RC网络所构成，包括两级压控型RC电子有源高通滤波器，转折频率为300Hz，两级压控型RC电子有源低通滤波器，转折频率为3500Hz，四级串联而成。

4、按权利要求1或2所述的扩音箱，其特征在于反相器由晶体三极管构成，基极接调谐指示驱动器的输出端，集电极接调谐指示灯，发射极串联限流电阻器。

5、根据权利要求1或2所述的扩音箱，其特征在于所说的音量电位器的上端与调谐指示驱动器的输出端连接，下端接正电源，中心抽头控制音频功率放大器的工作点。

6、如权利要求1或2所述的扩音箱，其特征在于扬声器外面的金属网罩用导线与高频带通滤波器的输入端相连接。

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