CN2178405Y

CN2178405Y - 用于光电测距仪的话音通信装置

Info

Publication number: CN2178405Y
Application number: CN93237166U
Authority: CN
Inventors: 蒋洪涛; 王耀才; 石艺尉
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 1993-06-26
Filing date: 1993-06-26
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2003-06-26

Abstract

一种用于光电测距仪的话音通信装置，是由发射机和接收机组成。放在测距仪主机内的发射机把用 MIC拾到的话音进行放大，调制压控振荡器，驱动测距仪的光源，利用测距仪的测距光路把带有话音信息的信号传到卡在反射棱镜外壳上的接收机；接收机从很强的测距信号中分离出微弱的话音调制信号，经 PFM解调还原出原话音，由喇叭传出。该装置设计合理、独特、简便，既不影响测距仪的测量精度，也不需另加光源和传输通道，提高了测距作业效率。

Description

本实用新型涉及红外光电测距仪的话音通信技术。

红外光电测距仪是一种以砷化镓半导体发光二极管产生的红外光作为载波，以雪崩光电二极管作为探测器的测距仪器。广泛应用于城建、铁路勘测、公路勘测、水利工程、矿山、冶金等部门。这种测距仪由主机和反射棱镜组成。测量时，反射棱镜置于目标处，主机发出侧距信号经棱镜反射产生回光信号，雪崩二极管把回光信号变成电信号，并经内部电路处理得到两点间的距离。在这个过程中，主机操作人员需要指挥反射镜操作人员调整高度、角度、位置等，以获取最强的回光信号。主机操作人员在完成某次测量时，告诉反射镜操作人员移到下一个测量地点，也即反射镜操作人员要听从主机操作人员的指挥。现有的光电测距仪只具有测距功能，不具备话音通信功能，通常是给双方配置对讲机来解决这个问题，但配置对讲机有以下缺点：一、只能用在地面测量。因为在井下巷道，由于电磁波传递的多径效应，对讲机很难使用。二、使用不方便。因为操作人员既要操作主机，又要操作对讲机，十分不便。

本实用新型的目的就是为红外光电测距仪配置一套使用方便、适用范围广的话音通信装置。

红外光电测距仪话音通信装置包括发射机、接收机两部分。其中：放在测距仪主机内的发射机，是把用MIC拾到的话音信号放大，调制压控振荡器，驱动测距仪的光源，利用测距仪的测距光路把带有话音信息的信号传到卡在反射棱镜外壳上的接收机。接收机从很强的测距信号中分离出微弱的话音调制信号，经PFM解调还原出原话音，由喇叭或耳机传出。

本实用新型是利用光电测距仪自身的光源和测量光路完成话音通信，不需另加光源和传输通道，且对测距仪的测量精度没有影响，大大提高了测距作业效率。由于本装置对红外光电测距仪内部电路没有依赖性，因此该话音通信装置不仅可用在地面测量时的话音通信，而且还可用在井下巷道测量时的话音通信，即凡是红外光电测距仪能使用的场合，本话音通信装置均能很好工作。此外，本实用新型还具有体积小、使用方便等优点。

附图1为本实用新型的接收机红外聚光透镜安装位置示意图。

附图2为本实用新型的发射机电气原理图。

附图3为本实用新型的接收机电气原理图。

本实用新型的实施例结合附图作进一步说明。

将光电测距仪的电源经IC₁（7805）稳压后，得到本实用新型的发射机工作电压。放在测距仪主机内的发射机是由前置放大器和压控振荡器所组成。如附图二所示：电容C₁是去耦电容；由电阻R₁、R₂、R₃、电容C₂、三极管T₁组成的前置放大器，是将＋5V经R₁后分别经MIC接地、经C₂接T₁基极，＋5V经R₃后分别经R₂接T₁的基极和直接接T₁的集电极，T₁的发射极接地，T₁的集电极输出是将用MIC拾到的话音信号放大后，直接耦合到压控振荡器IC₂（74HC124）的2端；IC₂是采用集成芯片74HC124，其中，IC₂的15、16两端接＋5V，8、9两端接地，4端5端之间接电容C₃，＋5V经可调电位器W₁后接IC₂的3端，由测距仪主机发出的控制信号G接IC₂的6端，IC₂的7端输出信号S接到测距仪的发光管驱动电路。调整W₁与C₃可改变压控振荡器IC₂的中心频率，放大后话音信号对IC₂进行PFM调制，已调信号送测距仪的发光驱动电路，驱动测距仪的光源，并利用测距仪光源和光路把含有话音信息的信号传到卡在反射棱镜外壳上的接收机中。

在原固定反射棱镜1的支架上，将一弹簧夹子2夹在反射棱镜1的外壳上，且在该弹簧夹子2上固定一块聚光透镜3，同时，也将接收机卡在反射棱镜的外壳上。接收机由跨阻抗放大器、两级选频放大器、比较器、双单稳电路、四阶低通滤波器和音频功放电路等组成，接收机由电池供电，电压范围为3.8V～5.0V。如附图三所示：带有话音调制信号的测距光信号经红外聚光镜头3投射到接收机中的光窗式Si－PIN的光敏面上，PIN把光信号变成电信号，经由IC₃（CA3140）、电阻R₄、R₅、电容C₄构成的跨阻抗放大器进行预放大。这里：IC₃的2端和4端接地，7端接V＋，3端与6端之间接R₅，3端经C₄后分别经R₄接地、经PIN光敏二极管后接V＋，6端输出经C₅耦合送两级选频放大电路。由电阻R₆～R₁₉、电容C₆～C₁₁、电感L₁、L₂、三极管T₂～T₅组成典型的两级选频放大电路，调整L₁、L₂，可使其谐振频率和发射机压控振荡器的中心频率一致。这样，经过选频放大后，话音调制信号就从测距信号中分离出来，送IC₄（LM393）的3端。由IC₄、电阻R₂₀、电容C₁₂构成一比较器，用于信号整形，这里：IC₄的2端和4端接地，3端经R₂₀接地，7端分别接V＋和经C₁₂接地，6端输出送IC₅（74HC221）的2、9两端。由IC₅、电阻R₂₁～R₂₃、电容C₁₃～C₁₅构成的双单稳电路，是将IC₅的3、10、11、16端接V＋，15端分别经R₂₃接V＋、经C₁₅接其14端，1、8两端接地，6端分别经R₂₂接V＋、经C₁₄接其7端，IC₅的5、13两端输出送异或门IC₆（74HC86）的4、5两端。该电路作用是在IC₄输出的方波信号前、后沿各产生一个窄脉冲，其二路输出经IC₆得到与发射机压控振荡器输出相同的PFM信号。由IC₇～IC₉（CA3140）、电阻R₂₄～R₃₀、电容C₁₇～C₂₃构成的典型四阶低通滤波器，是分别将IC₇、IC₈、IC₉的4端接地，7端接V＋，2端分别对应经电阻R₂₅、R₂₈、R₃₀后接其6端输出端，IC₆的6端输出经R₂₄、C₁₇阻容耦合后接IC₇的3端，IC₇的6端输出经R₂₆后分别经R₂₇、C₁₉阻容耦合后接IC₈的3端，经C₂₀后接IC₈的6端，IC₈的6端输出经R₂₉、C₂₂阻容耦合接IC₉的3端。该滤波器可从PFM信号中解调出音频信号，解调后的音频信号经电容C₂₄、电位器W₂耦合后送音频功放电路。由IC10（LM386）、电阻R₃₁、电容C₂₅～C₂₈构成的音频功放电路，是将IC₁₀的2、4端接地，7端经C₂₆接地，3端接W₂的可调端，6端接V＋，1端经R₃₁、C₂₇后接其8端，5端输出经C₂₈接喇叭4。这里：C₂₆为旁路电容，R₃₁和C₂₇的值决定了该功放的增益。解调后的音频信号经音频功放驱动喇叭4还原出原话音。在接收机中的电容C₁₂、C₁₃、C₁₆、C₁₈、C₂₁、C₂₃、C₂₅均为去耦电容。

Claims

1、一种用于光电测距仪的话音通信装置，是利用原光电测距仪配置发射机和接收机两大部分实现的，其中，发射机包括前置放大器和压控振荡器，接收机包括跨阻抗放大器、两级选频放大器、比较器、双单稳电路、四阶低通滤波器和音频功放电路，其特征在于：

a.将来自光电测距仪的电源经IC₁(7805)稳压后，得到发射机的工作电压(+5V)；+5V经去耦电容C₁接地；由电阻R₁、R₂、R₃、电容C₂、三极管T₁组成的前置放大器，是将+5V经R₁后分别经MIC接地、经C₂接T₁的基极，+5V经R₃后分别经R₂接T₁的基极和直接接T₁的集电极，T₁的发射极接地，T₁的集电极输出送压控振荡器IC₂(74HC124)的2端；IC₂的15、16两端接+5V，8、9两端接地，4端经电容C₃接其5端，+5V经可调电位器W₁后接IC2的3端，6端接来自测距仪主机发生的控制信号G，IC₂的7端输出信号S接到测距仪的发光管驱动电路；

b.在原固定反射棱镜(1)的支架上，将一弹簧夹子(2)夹在反射棱镜(1)的外壳上，且在该弹簧夹子(2)上固定一块聚光透镜(3)，同时，也将接收机卡在反射棱镜(1)的外壳上；

c.带有话音调制信号的测距光信号经红外聚光镜头(3)投射到接收机中的光窗式Si-PIN的光敏面上，PIN把光信号变成电信号，经由IC₃(CA3140)、电阻R₄、R₅、电容C₄构成的跨阻抗放大器进行预放大；IC₃的2端和4端接地，7端接V+，3端与6端之间接R₅，3端经C₄后分别经R₄接地、经PIN光敏二极管接V+，6端输出经C₅耦合送由电阻R₆～R₉、电容C₅～C₁₁、电感L₁、L₂、三极管T₂～T₅组成的典型两级选频放大电路，选频放大后的输出信号送比较器IC₄(LM393)的3端；IC₄的2端和4端接地，3端经R₂₀接地，7端分别接V+和经C₂接地，6端输出送IC₅(74HC221)的2、9两端；由IC₅、电阻R₂₁～R₂₃、电容C₁₃～C₁₅构成的双单稳电路，是将IC₅的3、10、11、16端接V+，15端分别经R₂₃接V+、经C₁₅接其14端，1、8两端接地，6端分别经R₂₂接V+、经C₁₄接其7端，IC₅的5、13两端输出送异或门IC₆(74HC86)的4、5两端；IC₆的6端输出送由IC₇、IC₈、IC₉(三块均为CA3140集成芯片)、电阻R₂₄～R₃₀、电容C₁₇～C₂₃构成的典型四阶低通滤波器，由滤波器输出的解调后的音频信号经电容C₂₄、电位器W₂耦合后，送由IC₁₀(LM386)、电阻R₃₁、电容C₂₅～C₂₆构成的音频功放电路，IC₁₀的2、4端接地，7端经C₂₅接地，3端接W₂的可调端，6端接V+，1端经R₃₁、C₂₇后接其8端，5端输出经C₂₅接喇叭(4)。

2、根据权利要求1所述的话音通信装置，其特征在于：由IC₇～IC₉、电阻R₂₄～R₃₀、电容C₁₇～C₂₃构成的四阶低通滤波器，是分别将IC₇、IC₈、IC₉的4端接地，7端接V＋，2端分别对应经电阻R₂₅、R₂₈、R₃₀后接其6端输出端，IC₆的6端输出经R₂₄、C₁₇阻容耦合后接IC₇的3端，IC₇的6端输出经R26后分别经R₂₇、C₁₉阻容耦合后接IC₃的3端、经C₂₀后接IC₈的6端，IC₃的6端输出经R₂₉、C₂₂阻容耦合接IC₉的3端。

3、根据权利要求1或2所述的话音通信装置，其特征在于：在接收机中的电容C₁₂、C₁₃、C₁₆、C₁₈、C₂₁、C₂₃、C₂₅均为去耦电容，接收机由电压范围为3.8V～5.0V的电池供电。

4、根据权利要求1或2所述的话音通信装置，其特征在于：调整发射机中的W₁与C₃可改变压控振荡器IC₂的中心频率；调整接收机中两级选频放大电路的L₁、L₂，可使其谐振频率和发射机压控振荡器的中心频率一致。