CN2407515Y - 无线传声发射设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无线传声发射设备,包括:话音处理、调制、键盘控制振荡和射频部分。话音处理部分设有由CPU单元控制其增益的音频放大电路,根据CPU单元的编码信号控制反馈量,调整音频信号的幅度;和移相电路,对均衡器输出信号移相,使其滞后90度。键盘控制振荡部分包括:发射频率设置功能键盘、CPU单元和控制其频点的锁相环路。调制部分根据音频信号强弱进行直接或间接调频。本发明可在1—1000MHz范围内设置频点,且可消除无线麦克风的哨叫。

Description

无线传声发射设备

本实用新型涉及一种无线通信设备，特别是一种无线传声发射设备。

现有的无线麦克风设备通常由话音处理部分、调制部分、振荡部分、射频部分组成，话音信号通过调幅或调频处理，以无线方式传送。因此无线麦克风适用各种环境，特别适合在教学、报告、采访、演出、卡拉OK等环境中使用。然而，现有的无线麦克风设备通常在88-108MHZ频段内(最多只有1-8个固定频点)点频发射调频信号，不能根据使用者的意愿在更宽的频段内改变发射频道。另一方面，现有的无线麦克风设备对拾取的话音信号的自适应处理的能力较差，如果使用者靠近麦克风讲话则容易产生哨叫，如果远离麦克风讲话，则噪声增大或不能传送话音信号。

本实用新型的目的是提供一种能够消除哨叫声并可以在较宽频段范围内任意置频的无线传声发射设备。

本实用新型的目的是这样实现的，无线传声发射设备包括：话音处理部分、调制部分、键盘控制振荡部分、射频部分；话音处理部分包括：导流口；话筒；预加重电路其特征在于：话音处理部分还包括一个移相电路，对均衡器输出信号移相，使其滞后90度；和由CPU单元控制其增益的音频放大电路，它根据CPU单元的编码信号控制其反馈量，以调整音频信号的幅度；调制部分用高低音带通滤波器输出的音频信号对振荡部分输出的载波信号进行调频处理，当该音频信号幅度强时直接进行调频，当该音频信号幅度弱时，利用该信号的频率高低进行间接调频；键盘控制振荡部分包括：发射频率设置功能键盘、CPU单元、状态显示器、分频鉴相电路、滤波与压控部分、振荡电路、放大电路，其中分频鉴相电路、滤波与压控部分、振荡电路、放大电路构成一个锁相环路，当发射频率设置功能键向CPU单元输入一个分频值，CPU单元根据该分频值转化成二进制分频数，在该分频值控制下分频鉴相电路产生一个直流电压，经滤波后送给压控元件使其容量改变，使振荡电路随压控元件的容量变化而变化，振荡器一路输出经放大后送回分频鉴相电路进行鉴相，从而使锁相回路锁定在预定频点上，使振荡电路产生一个具有预定频率的稳定的振荡信号，经另一路送给调制电路。

此外，CPU单元根据键盘输入指令控制受控电源为射频部分的射频功率放大和推动部件供电，使整机处于发射状态。

CPU单元根据键盘输入指令向调制部分输出用于控制接收机的信道频率、音量大小、静噪位置的编码数据。

话音处理部分设有一个均衡器，用于对音频放大器的输出信号作均衡处理。

话音处理部分还设有一个高低音带通滤波器，用于滤除移相电路输出信号中的30KHZ高频哨叫成份和50HZ以下的低频交流成份。

射频部分包括缓冲放大器、激励电路、推动电路、射频功率放大电路、滤波电路和发送馈线，用于以无线方式发射调频信号。

本实用新型的优点是：采用导流器(它将传声方向改变，调整反馈量，对放大前的信号进行延迟和缓冲，使它能产生最佳的信号放大，已另行申请专利)处理声频信号并通过移相电路对话音信号进行延迟处理，该延迟处理的信号经调制电路的直接调频与间接调频，使强弱信号得到均衡的调制输出，从而消除了音量过大而造成的哨叫。另一方面由于采用由CPU控制的锁相环振荡电路，因此能够在1-1000M HZ频段内连续设置频点。此外，通过CPU单元的编码设置还可以遥控接收机的信道改变，音量大小，静噪位置和开机/关机。

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

图1是说明本实用新型整体结构的电路方框图；

图2是图1中移相电路、高低音带动滤波器、调制部分、锁相环路及射频部分的电路图；

图3是图1中话筒、预加重电路、均衡器、CPU单元、受控电源、稳压电源的电路图。

图4是间接调频的等效电路；

图5是直接调频的等效电路。

参见图1，本实用新型的无线传声发射设备包括：话音处理部分、调制部分、键盘控制振荡部分和射频部分。

话音处理部分包括图1中的：导流口；话筒；预加重电路；音频放大电路；均衡器；移相电路和高低音带通滤波器。话音处理部分对经导流口、话筒拾取的话音信号进行预处理，其中话音信号经预加重处理后，由音频放大电路放大。音频放大电路根据CPU单元的编码信号控制其反馈量，以自动调整音频信号的输出幅度，即，当音频放大器输出信号过大时，经A/D转换器送给CPU单元，经判决后CPU单元输出编码信号，该编码信号经D/A转换器送到音频放大器的负反馈支路上，使反馈量增加，增益降低；当音频放大器输出信号过小时，经A/D转换器送给CPU单元，经判决后CPU单元输出编码信号，该编码信号通过D/A转换器送到音频放大器的负反馈支路上，使反馈量减小，增益上升，从而自动调整了音频信号的输出幅度。放大后的音频信号由均衡器作均衡处理，然后由移相电路移相，使其滞后90度。图3示出了作为一个实例的话音处理部分的话筒、预加重电路、均衡器的具体电路。声频经机械导流器(由流线门控制其大小，由导流环改变其方向，由导流管调整其深浅度，已另行申请专利)进入，经预处理后送到话筒。转化后的电信号(音频)，经输入调整电位器W1、电容C1、预加重电路R1、C2送至运算放大器IC2(包括两级放大器)进行放大，为了配合信号强弱的均匀，放大后的信号再由作为均衡器的电位器W2作一次限幅调整。音频放大电路由运算放大器IC2及外围电路组成，当整机反馈量过大或过小时，音频放大器的输出信号经模数转换器A/D送给CPU单元IC4的第16脚，由于在键盘预制了一定编码状态，经单片机IC4处理后从IC4第17脚输出一个编码信号给数模转换器DA，转换成模拟电压加在二极管D6与热敏电阻RT之间，根据该模拟电压改变运算放大器IC2第6脚与第7脚电阻值，改变其负反馈量的大小，从而达到调整调制灵敏度的目的。IC2的第5脚是已处理的音频信号输入端，第7脚是第一级放大器的输出端，第6脚是第一级放大器的负反馈端，经自动控制后的适当信号再送给第二级放大器从第2脚输入，放大后从第1脚输出。图2示出了移相电路和高低音带通滤波器的电路。电阻R1、电容C3构成移相电路，使经放大的信号滞后90°，高低音带通滤波器由两个电容和电阻R3-R5组成，用于滤除移相电路输出信号中的30KHZ高频哨叫成份和50HZ以下的低频成份。

键盘控制振荡部分包括图1中的：发射频率设置功能键盘、CPU单元、状态显示器、分频鉴相电路、滤波与压控部分、振荡电路、放大电路，其中分频鉴相电路、滤波与压控部分、振荡电路、放大电路构成一个锁相环路，当发射频率设置功能键向CPU单元输入一个分频值，CPU单元根据该分频值转化成二进制分频数，在该分频值控制下分频鉴相电路产生一个直流电压，经滤波后送给压控元件使其容量改变，使振荡电路随压控元件的容量变化而变化，振荡器一路输出经放大后送回分频鉴相电路进行鉴相，从而使锁相回路锁定在预定频点上，使振荡电路产生一个具有预定频率的稳定的振荡信号，并经另一路送给调制电路。

参见图2和图3，CPU单元由图3中所示的CPU IC4和存储器IC1构成。CPU IC4可以是摩托罗拉生产的型号为AT89C2051或AT89C51的芯片，CPU IC4的第12、13、14脚分别送出的时钟(Clock)、数据(Data)、片选(LE)等脉冲信号，以串口方式分别输入到锁相环片IC5的第9、10、11脚上。分频鉴相电路由NEC公司生产的MB1504锁相环片IC5及外围电路构成。锁相环片IC5的内部前置分频器将对IC5第1、2脚输入的基准振荡X1频率，进行除频X1/N，(N为前置分频数＝512)得到25KHZ的频道间隔基准值，由键盘置入的参数值经CPU IC4生成二进制编码信号送入，将基准频率进行倍频。IC5第5脚将随不同值状态下输出每个对应的扫描直流电平。这个直流电平经严格的滤波回路R7、C13……至R12，这个纯净的直流电压加到随电压变化而改变容值的变容二极管B3、D2上(压控部件)。

G1是一个高频场效应振荡管，从R25提供电源，电压从漏极接入，C20是旁路滤波电容，R27与L22是电源与振荡器的回路，接在源极上，改变R27的值可改变其振荡幅度的适当范围，L22为配谐电感，C18、C19、L23为LC振荡回路，C16为压控振荡源耦合输入，加在栅极上。当环路未锁上时，G1由C16、从IC5第5脚送出的扫描电平经流滤波后加在D3、D2上，由变容二极管压控变化产生一个高频振荡频率，经C16到L23、C18、C19、G1共同产生一个自由振荡频率，这个振荡频率经G2进行高频放大后送回到IC5第8脚。IC5第8脚是接在IC内的一个鉴相器上的，若幅度达到一定值(例如300MV)，当内部倍频与外部振荡信号频率被鉴相时IC5第7显示高电平，这时环路被锁住，IC5第5脚输出的不再是扫描式电平，而是一个固定不变的直流电压，经压控振荡使G1被固定在该频点上振荡，不再漂移。

图1所示的调制部分由图2中的场效应管G1、三极管G2和变容二极管D1及外围电路构成。经限幅调整的音频信号在送调制之前，首先经R1、C3移相，使信号滞后90°，作为进入调相的条件。调制部分具有间接调频和直接调频功能，当该音频信号幅度很强时直接进行调频；当该音频信号幅度很弱时利用该信号的频率高低进行相位调试，然后再转化成间接调频。

完成间接调频功能的等效电路如图4所示。当微弱信号VL音送入时，加在变容二极管D1上的音频电压很低，变容二极管D1不起作用，不能产生直接调频，由于电容C2的容量很大(20000p左右)，对于音频信号近似短路，而且电感L22对音频信号作用也可以忽略不计，因此场效应管G1的源极对地等效电阻为电阻R27。经R1、C3滞后90°的输入信号在该电路中被调相，由输入音频的频率高低产生相偏的大小。由此完成间接调频。

完成直接调频功能的其等效电路如图5所示。当强信号VH音送入时，加在变容二极管D1上的音频电压变化较大，变容二极管D1随电压的变化而改变其电容量，三极管G2和变容二极管D1及电容C1、电阻R5构成直接调频电路(由于C2容量取值较大，在交流信号耦合回路上可近似当作短路)，音频信号VH音幅度大小产生频偏的大小。

图1所示的射频部分包括缓冲放大、激励、推动、射频功率放大、滤波、发送馈线等部件。图2示出了其电路结构。缓冲放大部件由三极管G3及外围元件组成。激励部件由三极管G4及外围元件组成。推动部件由三极管G5及外围元件组成。射频功率放大部件由三极管G6及外围元件组成。滤波部件由电感和电容L5、C43、C45、L4、C46、C47、L3、C51、C48、L2、C49、L1、C50组成。已调频波经缓冲放大、激励、推动、功放、滤波后经发送馈线Y以无线方式幅射。

下面详细说明CPU单片机所执行的频点预置、音频信号自动增益控制、射频发射控制和对接收机控制的操作。

IC4为CPU单片机，内编写入有2K的功能程序软件。1脚所接的R5、C16是自动复位用的元件，2、3、6脚为键盘指令输入，接有三个按键对地。4、5脚接4MHZ晶振，给单片机提供运行条件，C17、C18是负载电容，可调整频差。7、8、9、10脚连接存储器IC1，用于程序的存取。12、13、14脚组成的串行通讯口向锁相环IC5的9、 10、11脚送数据，可编程设置所需频点。15脚为发射控制，当需要发射时，在键盘上按下K2键，15脚显示高电平，触动受控电源的Q1(NPN管)，使Q1集电极C变为低电平，通过R33加在PNP管Q3基机上，使Q3发射极与集电机导通，电源Vcc0经Q3发射极E至Q3集电极C送给射频部分的推动和功率放大部件的电源输入端(Vcc0)，引发高频功率发射管工作(在另一种实施方式中，电源Vcc0经Q3发射极E至Q3集电极C送给射频部分的激励部件的电源输入端(未示出))。同时液晶显示将对应显示其处于发射状态。

当频率锁定后，IC5 7脚呈现高电平经Q4反向放大后，三极管Q4集电极呈现低电平，该低电平经IC4第16脚送给CPU，CPU得到此信息后，对液晶显示器显示“CH”，表示该信号已锁住。若未锁住，显示为“Lo”。IC4第17脚提供对调制信号幅度大小控制以及对接收机的控制。第一种编码信号经D/A转换器，转换成控制模拟量，经热敏电阻RT、二极管D6和电阻R100加在IC2第6至7脚之间，改变其反馈电阻值，而达到某场合上的幅度自动调整，使调制灵敏度范围大大加宽。

IC4第17脚输出的另外四种编码信号经调制部分调频为控制接收机的状态发送多种编码信号。

第二种编码信号为控制接收机改变信道频率。

第三种编码信号为控制接收机的音量大小。

第四种编码信号为控制接收机的静噪位置。

第五种编码信号为控制接收机的开机、关机。

后面这四种信号的D/A转换元件设在接收机上，这里不再细述。

IC5第18、19给液晶显示器送数据，使其在各种功能状态下作不同的显示。

IC3为低功耗稳压电源电路。为除激励电路以外的其它电路供电。

本实用新型的无线话音发射设备整机的电源各路基本独立，具有严格的的LC、RC滤波措施，以使音频载送质量纯静，配合传声效果能达到最佳程度。

Claims (6)

1.一种无线传声发射设备，包括：话音处理部分、调制部分、键盘控制振荡部分、射频部分；

话音处理部分包括：导流口；话筒；预加重电路，其特征在于：

话音处理部分还包括；由CPU单元控制其增益的音频放大电路，它根据CPU单元的编码信号控制其反馈量，以调整音频信号的幅度；和移相电路，对均衡器输出信号移相，使其滞后90度；

调制部分用高低音带通滤波器输出的音频信号对振荡部分输出的载波信号进行调频，当该音频信号幅度强时直接进行调频，当该音频信号幅度弱时，利用该信号的频率高低进行间接调频；

键盘控制振荡部分包括：发射频率设置功能键盘、CPU单元、分频鉴相电路、滤波与压控部分、振荡电路、放大电路，其中分频鉴相电路、滤波与压控部分、振荡电路、放大电路构成一个锁相环路，当发射频率设置功能键向CPU单元输入一个分频值，CPU单元根据该分频值转化成二进制分频数，在该分频值控制下分频鉴相电路产生一个直流电压，经滤波后送给压控元件使其容量改变，使振荡电路随压控元件的容量变化而变化，振荡器一路输出经放大后送回分频鉴相电路进行鉴相，从而使锁相回路锁定在预定频点上，使振荡电路产生一个具有预定频率的稳定的振荡信号，经另一路送给调制电路。

2.根据权利要求1所述的无线传声设备，其特征在于：CPU单元根据键盘输入指令控制受控电源为射频部分的射频功率放大和推动部件供电，使整机处于发射状态。

3.根据权利要求1所述的无线传声设备，其特征在于：CPU单元根据键盘输入指令向调制部分输出用于控制接收机的信道频率、音量大小、静噪位置的编码数据。

4.根据权利要求1所述的无线传声设备，其特征在于：话音处理部分设有一个均衡器，用于对音频放大器的输出信号作均衡处理。

5.根据权利要求1所述的无线传声设备，其特征在于：话音处理部分还设有一个高低音带通滤波器，用于滤除移相电路输出信号中的30KHZ高频哨叫成份和50HZ以下的低频交流成份。

6.根据权利要求1所述的无线传声设备，其特征在于：射频部分包括缓冲放大器、激励电路、推动电路、射频功率放大电路、滤波电路和发送馈线，用于以无线方式发射调频信号。

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