CN218959081U - 一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无线麦克风接收机技术领域，具体涉及一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机，包括控制单元五，还包括控制单元一、控制单元二、控制单元三、控制单元四；所述控制单元一、控制单元二、控制单元三、控制单元四通过RF信号依次相连；所述控制单元四通过IF1信号与控制单元五相连；它采用无源混频器、高IIP3的射频放大器+衰减器架构，以及前后2级窄带声表滤波器；解决传统无线麦克风接收机因线性度太低，在几十支发射机同时使用时的接收机三阶互调干扰太大导致断音，使用距离缩短的问题。

Description

一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机

技术领域

本实用新型涉及无线麦克风接收机技术领域，具体涉及一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机。

背景技术

目前，无线麦克风接收机为了获得较高的接收灵敏度，导致其线性度(IIP3)普遍较低(接收灵敏度与线性度是相互制约的参数)，当现场几十支发射机一起使用时，多个发射机信号会在接收机端产生三阶互调干扰，导致断音，使用距离缩短。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机。

本实用新型所述的一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机，包括控制单元五，还包括控制单元一、控制单元二、控制单元三、控制单元四；

所述控制单元一、控制单元二、控制单元三、控制单元四通过RF信号依次相连；所述控制单元四通过IF1信号与控制单元五相连。

进一步地，接收天线通过RF信号与带通滤波器一相连，带通滤波器一通过RF信号与高IIP3射频放大器相连，高IIP3射频放大器通过RF信号与射频衰减器相连，形成控制单元一。

进一步地，射频衰减器通过RF信号与带通滤波器二相连；带通滤波器二通过RF信号与混频器一相连，形成控制单元二。

进一步地，混频器一通过IF1信号与中频放大器一相连，中频放大器一通过IF1信号与声表滤波器一相连，形成控制单元三。

进一步地，声表滤波器一通过信号与中频放大器二相连，中频放大器二通过IF1信号与声表滤波器二相连，形成控制单元四。

进一步地，声表滤波器二通过IF1信号与混频器二相连，混频器二通过IF2信号与10.7MHz滤波器一相连，10.7MHz滤波器一通过IF2信号与10.7MHz放大器相连，10.7MHz放大器通过IF2信号与10.7MHz滤波器二，10.7MHz滤波器二通过IF2信号与解调单元相连，解调单元一端通过音频导频信号与音频处理单元相连，解调单元另一端通过RF检测信号与微处理器单元相连；微处理器单元控制音频处理单元的音量调节；音频处理单元通过导频检测音频检测信号与微处理器单元相连，微处理器单元通过信号与显示单元相连，音频处理单元通过音频信号与音频输出座相连；第一本振通过LO1信号与混频器一相连；微处理器单元通过接收装置与第一本振相连；第二本振通过LO2信号与混频器二相连，形成控制单元五E。

进一步地，控制单元一包括控制电路一，该控制电路一包括芯片U1，芯片U1的1脚与接收天线ANT1相连，芯片U1的2脚接地，芯片U1的3脚与控制电路二相连；

控制电路二包括电感L3，电感L3一端与带通滤波器U1的3脚相连；电容C4一端与芯片U1的3脚并联，电容C4另一端接地；电感L3另一端与芯片U2相连；芯片U2的3脚与电容C3串联；电感L1、电感L2串联后与芯片U2的3脚并联，另一端接+5V电源端；芯片U2的2脚接地；电容C1一端与电感L1并联，电容C2的另一端与电感L2并联， 电容C1、电容C2另一端分别接地；电容C3另一端与控制电路三相连；

控制电路三包括电阻R1，电阻R1一端与电容C3串联，电阻R2一端与电阻R1并联，电阻R3一端与电阻R1并联，电阻R2、电阻R3另一端分别接地，电阻R1另一端与控制单元二相连。

进一步地，所述控制单元二包括控制电路四，该控制电路四包括芯片U3，芯片U3的1脚与电阻R1串联，芯片U3的2脚接地，芯片U3的3脚与控制电路五相连；

控制电路五包括芯片U4，芯片U4的3脚与电感L4、电容C5串联，电容C5与芯片U3的3脚相连；芯片U4的2脚接地，芯片U4的1脚与电容C6、电感L5串联，电感L5与第1本振信号LO1端相连；芯片U4的4脚与电感L10、电阻R4串联，电阻R4另一端与+5V电源端相连；芯片U4的5脚接地；电感L9、电容C13并联后一端与芯片U4的6脚相连，另一端与控制单元三的电容C10相连。

进一步地，所述控制单元三包括控制电路六，控制电路六包括芯片U5，芯片U5的1脚与电容C10串联，芯片U5的2脚接地；电感L6、电感L7串联后与芯片U5的3脚并联；电容C7一端与电感L6并联，电容C8一端与电感L7并联，电容C7、电容C8另一端分别接地；芯片U5的3脚与电容C9串联，电容C9与控制电路七相连；

所述控制电路七包括芯片U6，芯片U6的1脚与电容C9相连；芯片U6的2脚接地，芯片U6的3脚与电感L8，电感L8另一端与控制单元四相连；电容C11、电容C12分别与电感L8两端并联。

进一步地，所述控制单元四包括控制电路八，该控制电路八包括芯片U7，芯片U7的1脚与电容C7相连，电容C7另一端与电感L8串联；芯片U7的2脚接地，芯片U7的3脚与电容C18串联；电感L11、电感L12串联，电感L12与芯片U7的3脚并联；电容C15一端与电感L11并联，电容C16一端与电感L12并联；电容C15、电容C16另一端分别接地，电容C18与控制电路九相连；

所述控制电路九包括芯片U8，芯片U8的1脚与电容C18串联，芯片U8的2脚接地，芯片U8的3脚与电感L13串联，电感L13与IF2端相连；电容C19、电容C20分别与电感L13两端并联。

本实用新型有益效果为：本实用新型所述的一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机，它采用无源混频器、高IIP3的射频放大器+衰减器架构，以及前后2级窄带声表滤波器；解决传统无线麦克风接收机因线性度太低，在几十支发射机同时使用时的接收机三阶互调干扰太大导致断音，使用距离缩短的问题。

附图说明

此处所说明的附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1是本实用新型的拓扑结构示意图；

图2是本实用新型中的控制单元一、控制单元二、控制单元三、控制单元四的电路图；

图3是本实用新型中的控制单元一的电路图；

图4是本实用新型中的控制单元二的电路图；

图5是本实用新型中的控制单元三的电路图；

图6是本实用新型中的控制单元四的电路图。

附图标记说明：

接收天线1；

控制单元一A、带通滤波器一2、高IIP3射频放大器3、射频衰减器4；

控制单元二B、带通滤波器二5、混频器一6；

控制单元三C、中频放大器一7、声表滤波器一8；

控制单元四D、中频放大器二9、声表滤波器二10；

控制单元五E、混频器二11、10.7MHz滤波器一12、10.7MHz放大器13、10.7MHz滤波器二14、解调单元15、音频处理单元16、微处理器单元17、显示单元18、音频输出座19、第一本振20、第二本振21。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本具体实施方式所述的一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机，包括控制单元五E，还包括控制单元一A、控制单元二B、控制单元三C、控制单元四D；

所述控制单元一A、控制单元二B、控制单元三C、控制单元四D通过RF信号依次相连；所述控制单元四D通过IF1信号与控制单元五E相连。

进一步地，接收天线1通过RF信号与带通滤波器一2相连，带通滤波器一2通过RF信号与高IIP3射频放大器3相连，高IIP3射频放大器3通过RF信号与射频衰减器4相连，形成控制单元一A。

进一步地，射频衰减器4通过RF信号与带通滤波器二5相连；带通滤波器二5通过RF信号与混频器一6相连，形成控制单元二B。

混频器一6通过IF1信号与中频放大器一7相连，中频放大器一7通过IF1信号与声表滤波器一8相连，形成控制单元三C；

进一步地，声表滤波器一8通过IF1信号与中频放大器二9相连，中频放大器二9通过IF1信号与声表滤波器二10相连，形成控制单元四D。

进一步地，声表滤波器二10通过IF1信号与混频器二11相连，混频器二11通过IF2信号与10.7MHz滤波器一12相连，10.7MHz滤波器一12通过IF2信号与10.7MHz放大器13相连，10.7MHz放大器13通过IF2信号与10.7MHz滤波器二14，10.7MHz滤波器二14通过IF2信号与解调单元15相连，解调单元15一端通过音频导频信号与音频处理单元16相连，解调单元15另一端通过RF检测信号与微处理器单元17相连；微处理器单元17控制音频处理单元16的音量调节；音频处理单元16通过导频检测音频检测信号与微处理器单元17相连，微处理器单元17通过信号与显示单元18相连，音频处理单元16通过音频信号与音频输出座19相连；第一本振20通过LO1信号与混频器一6相连；微处理器单元17通过接收装置与第一本振20相连；第二本振21通过LO2信号与混频器二11相连，形成控制单元五E。

进一步地，如图2、图3所示，控制单元一A包括控制电路一，该控制电路一包括芯片U1，芯片U1的1脚与接收天线ANT1相连，芯片U1的2脚接地，芯片U1的3脚与控制电路二相连；

控制电路二包括电感L3，电感L3一端与带通滤波器U1的3脚相连；电容C4一端与芯片U1的3脚并联，电容C4另一端接地；电感L3另一端与芯片U2相连；芯片U2的3脚与电容C3串联；电感L1、电感L2串联后与芯片U2的3脚并联，另一端接+5V电源端；芯片U2的2脚接地；电容C1一端与电感L1并联，电容C2的另一端与电感L2并联， 电容C1、电容C2另一端分别接地；电容C3另一端与控制电路三相连；

控制电路三包括电阻R1，电阻R1一端与电容C3串联，电阻R2一端与电阻R1并联，电阻R3一端与电阻R1并联，电阻R2、电阻R3另一端分别接地，电阻R1另一端与控制单元二相连。

进一步地，如图2、图4所示，所述控制单元二B包括控制电路四，该控制电路四包括芯片U3，芯片U3的1脚与电阻R1串联，芯片U3的2脚接地，芯片U3的3脚与控制电路五相连；

控制电路五包括芯片U4，芯片U4的3脚与电感L4、电容C5串联，电容C5与芯片U3的3脚相连；芯片U4的2脚接地，芯片U4的1脚与电容C6、电感L5串联，电感L5与第1本振信号LO1端相连；芯片U4的4脚与电感L10、电阻R4串联，电阻R4另一端与+5V电源端相连；芯片U4的5脚接地；电感L9、电容C13并联后一端与芯片U4的6脚相连，另一端与控制单元三的电容C10相连。

进一步地，如图2、图5所示，所述控制单元三C包括控制电路六，控制电路六包括芯片U5，芯片U5的1脚与电容C10串联，芯片U5的2脚接地；电感L6、电感L7串联后与芯片U5的3脚并联；电容C7一端与电感L6并联，电容C8一端与电感L7并联，电容C7、电容C8另一端分别接地；芯片U5的3脚与电容C9串联，电容C9与控制电路七相连；

所述控制电路七包括芯片U6，芯片U6的1脚与电容C9相连；芯片U6的2脚接地，芯片U6的3脚与电感L8，电感L8另一端与控制单元四相连；电容C11、电容C12分别与电感L8两端并联。

进一步地，如图2、图6所示，所述控制单元四D包括控制电路八，该控制电路八包括芯片U7，芯片U7的1脚与电容C7相连，电容C7另一端与电感L8串联；芯片U7的2脚接地，芯片U7的3脚与电容C18串联；电感L11、电感L12串联，电感L12与芯片U7的3脚并联；电容C15一端与电感L11并联，电容C16一端与电感L12并联；电容C15、电容C16另一端分别接地，电容C18与控制电路九相连；

所述控制电路九包括芯片U8，芯片U8的1脚与电容C18串联，芯片U8的2脚接地，芯片U8的3脚与电感L13串联，电感L13与IF2端相连；电容C19、电容C20分别与电感L13两端并联。

本设计的各组成部分的说明如下：

（1）接收天线：接收发射机的信号。

（2）带通滤波器一：主要用于抑制混频器1的镜像干扰，同时抑制带外的其它干扰。

（3）高IIP3射频放大器：提供一定增益，在保持较高IIP3情况下，提高接收灵敏度。

（4）射频衰减器：用于调节接收灵敏度，灵敏度越高；IIP3越低，灵敏度越低，IIP3越高。

（5）带通滤波器二：进一步抑制混频器1的镜像干扰和带外的其它干扰。

（6）混频器一(高IIP3):将RF信号和LO1信号进行高线性度混频，输出IF1信号。

（7）中频放大器一(高IIP3):补偿混频器1的转换增益损耗，降低混频器噪声系数，在保侍高线性度的情况下，提高接收灵敏度。

（8）声表滤波器一：滤除RF和LO1信号以及其它干扰信号，输出较干净的IF1信号。

（9）中频放大器二(中IIP3):隔离声表滤波器1与声表滤波器2，提高整体的阻带衰减，并补偿声表滤波器1与声表滤波器2的插入损耗。

（10）声表滤波器二：进一步滤除RF和LO1信号以及其它干扰信号，输出干净的IF1信号。

（11）混频器二(低IIP3)：将IF1信号和LO2信号进行混频，输出IF2信号。

（12）10.7MHz滤波器一：滤除IF1和LO2信号以及其它干扰信号，输出较干净的IF2信号。

（13）10.7MHz放大器：隔离10.7MHz滤波器1与10.7MHz滤波器2，提高整体的阻带衰减，并补偿10.7MHz滤波器1与10.7MHz滤波器2的插入损耗。

（14）10.7MHz滤波器二：滤除IF1和LO2信号以及其它干扰信号，输出干净的IF2信号。

（15）解调单元：对IF2信号进行解调，输出音频信号和导频信号以及RSSI电压(接收信号的强度指示电压)。

（16）音频处理单元：对初始音频信号进行处理，如放大、低通滤波、动态范围扩展、去加重等，输出音频信号；解码导频信号，恢复发射机的指令和数据，根据结果将音频信号输出或静音。

（17）微处理器单元：控制LO1以设置无线接收单元接收频率，处理RF，AF，电池电量显示，进行音量调节，静音，开关机等。

（18）显示单元：微处理器控制显示单元，让其显示接收机RF信号大小，接收机AF电平大小，接收频率、频道，接收机音量。根据音频处理单元恢复的发射机的指令和数据，显示发射机电池电量，等信息。

（19）音频输出座：输出音频信号，与音响系统相连接。

（20）第1本振(LO1):根据微处理器的控制，产生相应频率的高频信号，与RF信号混频产生第1中频信号IF1。

（21）第2本振(LO2):产生固定频率的信号，与IF1混频后产生第2中频信号IF2。

本实用新型与传统的同类产品相比，其创新陈述如下：

（1）高线性度的1级混频器方案：现有的无线麦克风接收机，多采用有源混频器，转换增益大，因而灵敏度高，但IIP3比较低，几十支发射机同时使用时，三阶互调干扰严重，极大地缩短了使用距离；

本设计采用无源混频器，无源混频器具有高IIP3，但转换增益是负值，因此混频器后接较低噪声系数，高IIP3的中频放大器，以补偿混频器的增益损耗，并保持合理的噪声系数和较高的接收灵敏度。在未加入射频放大器时，本方案在-95dBm灵敏度时IIP3高达+20dBm，极大的降低了接收机的三阶互调干扰，为几十支发射机同时使用打下基础。

（2）高线性度的射频放大器方案：现有的无线麦克风接收机，为追求高的接收灵敏度，在混频器前面，多采用极低噪声系数，且高增益的LNA放大器，IIP3低，进一步降低了接收机的线性度，加剧了三阶互调干扰。

本设计采用高IIP3的射频放大器+衰减器架构，更改衰减器即可方便调节接收灵敏度。射频放大器的加入会减小接收机的线性度，为了尽可能降低影响，采用中等噪声系数，且高IIP3的射频放大器，如AGB3301R，TQP3M9028， PNH16等。

（3）2级镜像抑制比较高的第1中频滤波器方案：现有的无线麦克风接收机，第1中频滤波器，多只采用一级窄带声表滤波器，阻带衰减量有限，约40dB~50dB，当接收机频带较宽时，若第1中频(IF1)滤波器的衰减量不够，接收机频带内的发射机信号会产生2级镜像干扰，导致断音，使用距离减小。

例如，接收机频带为640MHz~665MHz，第1中频IF1=110.6MHz，第2中频IF2=10.7MHz，第2本振LO2=99.9MHz，第2级混频器的镜像干扰频率=LO2-IF2=89.2MHz，110.6MHz-89.2MHz=21.4MHz，小于接收机频带，有2级镜像干扰。如642MHz与663.4MHz，相差21.4MHz，642MHz发射机信号在663.4MHz接收通道上产生89.2MHz的中频，通过中频滤波器泄漏到2级混频器，与LO2混频产生10.7MHz的IF2，就会干扰663.4MHz这个通道。

本设计采用前后2级窄带声表滤波器，滤波器中间加1级中频放大器做隔离且补偿声表滤波器的插入损耗，阻带衰减可达80dB~100dB，极大地降低了宽带接收机带内的2级镜像干扰。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (5)

1.一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机，包括控制单元五，其特征在于：还包括控制单元一、控制单元二、控制单元三、控制单元四；所述控制单元一、控制单元二、控制单元三、控制单元四通过RF信号依次相连；所述控制单元四通过IF1信号与控制单元五相连；

接收天线通过RF信号与带通滤波器一相连，带通滤波器一通过RF信号与高IIP3射频放大器相连，高IIP3射频放大器通过RF信号与射频衰减器相连，形成控制单元一；

射频衰减器通过RF信号与带通滤波器二相连；带通滤波器二通过RF信号与混频器一相连，形成控制单元二；

混频器一通过IF1信号与中频放大器一相连，中频放大器一通过IF1信号与声表滤波器一相连，形成控制单元三；

声表滤波器一通过信号与中频放大器二相连，中频放大器二通过IF1信号与声表滤波器二相连，形成控制单元四；

声表滤波器二通过IF1信号与混频器二相连，混频器二通过IF2信号与10.7MHz滤波器一相连，10.7MHz滤波器一通过IF2信号与10.7MHz放大器相连，10.7MHz放大器通过IF2信号与10.7MHz滤波器二，10.7MHz滤波器二通过IF2信号与解调单元相连，解调单元一端通过音频导频信号与音频处理单元相连，解调单元另一端通过RF检测信号与微处理器单元相连；微处理器单元控制音频处理单元的音量调节；音频处理单元通过导频检测音频检测信号与微处理器单元相连，微处理器单元通过信号与显示单元相连，音频处理单元通过音频信号与音频输出座相连；第一本振通过LO1信号与混频器一相连；微处理器单元通过接收装置与第一本振相连；第二本振通过LO2信号与混频器二相连，形成控制单元五。

2.根据权利要求1所述的一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机，其特征在于：控制单元一包括控制电路一，该控制电路一包括芯片U1，芯片U1的1脚与接收天线ANT1相连，芯片U1的2脚接地，芯片U1的3脚与控制电路二相连；

控制电路二包括电感L3，电感L3一端与带通滤波器U1的3脚相连；电容C4一端与芯片U1的3脚并联，电容C4另一端接地；电感L3另一端与芯片U2相连；芯片U2的3脚与电容C3串联；电感L1、电感L2串联后与芯片U2的3脚并联，另一端接+5V电源端；芯片U2的2脚接地；电容C1一端与电感L1并联，电容C2的另一端与电感L2并联， 电容C1、电容C2另一端分别接地；电容C3另一端与控制电路三相连；

控制电路三包括电阻R1，电阻R1一端与电容C3串联，电阻R2一端与电阻R1并联，电阻R3一端与电阻R1并联，电阻R2、电阻R3另一端分别接地，电阻R1另一端与控制单元二相连。

3.根据权利要求1所述的一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机，其特征在于：所述控制单元二包括控制电路四，该控制电路四包括芯片U3，芯片U3的1脚与电阻R1串联，芯片U3的2脚接地，芯片U3的3脚与控制电路五相连；

控制电路五包括芯片U4，芯片U4的3脚与电感L4、电容C5串联，电容C5与芯片U3的3脚相连；芯片U4的2脚接地，芯片U4的1脚与电容C6、电感L5串联，电感L5与第1本振信号LO1端相连；芯片U4的4脚与电感L10、电阻R4串联，电阻R4另一端与+5V电源端相连；芯片U4的5脚接地；电感L9、电容C13并联后一端与芯片U4的6脚相连，另一端与控制单元三的电容C10相连。

4.根据权利要求1所述的一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机，其特征在于：所述控制单元三包括控制电路六，控制电路六包括芯片U5，芯片U5的1脚与电容C10串联，芯片U5的2脚接地；电感L6、电感L7串联后与芯片U5的3脚并联；电容C7一端与电感L6并联，电容C8一端与电感L7并联，电容C7、电容C8另一端分别接地；芯片U5的3脚与电容C9串联，电容C9与控制电路七相连；

所述控制电路七包括芯片U6，芯片U6的1脚与电容C9相连；芯片U6的2脚接地，芯片U6的3脚与电感L8，电感L8另一端与控制单元四相连；电容C11、电容C12分别与电感L8两端并联。

5.根据权利要求1所述的一种高线性度高灵敏度的无线麦克风接收机，其特征在于：所述控制单元四包括控制电路八，该控制电路八包括芯片U7，芯片U7的1脚与电容C7相连，电容C7另一端与电感L8串联；芯片U7的2脚接地，芯片U7的3脚与电容C18串联；电感L11、电感L12串联，电感L12与芯片U7的3脚并联；电容C15一端与电感L11并联，电容C16一端与电感L12并联；电容C15、电容C16另一端分别接地，电容C18与控制电路九相连；

所述控制电路九包括芯片U8，芯片U8的1脚与电容C18串联，芯片U8的2脚接地，芯片U8的3脚与电感L13串联，电感L13与IF2端相连；电容C19、电容C20分别与电感L13两端并联。

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