一種基於數字導頻的無線麥克風系統及其工作方法
2023-10-06 07:20:04 1
一種基於數字導頻的無線麥克風系統及其工作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於數字導頻的無線麥克風系統及其工作方法，包括發射機和接收機，接收機與發射機通過唯一相同ID地址碼方式進行配對，如果ID地址碼不匹配則系統靜音，由此避免現場多機同時使用時出現信號混亂的情況。本發明還運用了高精度鎖相環頻率合成PLL技術，確保了傳輸信號的穩定性。
【專利說明】一種基於數字導頻的無線麥克風系統及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於數字導頻的無線麥克風系統及其工作方法。
【背景技術】
[0002]目前，無線麥克風廣泛應用在講臺、舞臺各種場合，無線麥克風系統主要由發射機和接收機兩部分組成。傳統的無線麥克風系統大多採用普通模擬導頻技術，通過單一頻率的超聲波導頻信號實現接收機與發射機的配對使用，接收機只要接收到導頻信號，其音頻輸出通道就會打開，進而輸出聲音信號。為解決該技術問題，也可以採用多組頻率的導頻信號，但是這樣會增加成本，而且使用時容易混亂，如果要求多機同在一個場所使用時，將會變得難以實現。
【發明內容】
[0003]為克服現有技術所存在的不足，本發明的目的在於提供一種基於數字導頻的無線麥克風系統及其工作方法，本無線麥克風系統能有效防止環境信號對接收機產生的幹擾，提高音頻輸出的準確性。
[0004]本發明採用的技術方案是:
一種基於數字導頻的無線麥克風系統，包括發射機和接收機，所述發射機包括音頻輸入處理電路、紅外線接收電路、MCU模塊1、調製電路、低通濾波電路1、信號混合電路、調頻電路、射頻放大電路以及天線，所述紅外線接收電路、MCU模塊1、調製電路、低通濾波電路I依次連接，所述音頻輸入處理電路和低通濾波電路I的輸出端分別連接至信號混合電路的輸入端，所述信號混合電路的輸出端連接至調頻電路的輸入端，所述調頻電路經射頻放大電路與天線連接；所述接收機包括高頻頭1、高頻頭I1、信號通道控制電路、紅外線發射電路、MCU模塊I1、對頻按鍵、音頻輸出處理電路；所述高頻頭1、高頻頭II的一路輸出連接在一比較器上，所述比較器的輸出端與信號通道控制電路連接，另一路直接連接在信號通道控制電路上；所述MCU模塊II的導頻數據輸出端與紅外線發射電路連接，所述MCU模塊II的靜音信號輸出端連接至信號通道控制電路；所述對頻按鍵連接MCU模塊II的的輸入端；所述信號通道控制電路的一路輸出經低通濾波電路連接至音頻輸出處理電路，另一路經帶通濾波電路、檢波整形電路連接至MCU模塊II。
[0005]進一步，所述音頻輸入處理電路包括音頻放大電路和音頻壓縮電路。
[0006]進一步，所述音頻輸出處理電路包括音頻擴展電路和音頻放大電路。
[0007]進一步，所述調頻電路包括依次連接的VCO壓控振蕩器和PLL鎖相環電路。
[0008]進一步，所述高頻頭I和高頻頭II之間連接有PLL鎖相環電路，所述PLL鎖相環電路通過本振電路與MCU模塊II連接。
[0009]進一步，所述高頻頭1、高頻頭II分別設置有依次連接的高頻放大及混頻電路、解調電路。
[0010]進一步，所述發射機設置有IXD顯示屏I，接收機設置有IXD顯示屏II。[0011]本發明還提供了一種基於數字導頻的無線麥克風系統的工作方法，包括以下步驟:
a.按下接收機的對頻按鍵，接收機將包含頻率設置參數和隨機生成的2位元組ID地址碼的數據幀，通過紅外線發送至發射機；
b.發射機接收由接收機發送的數據幀，並根據接收到的數據設定自身的發射頻率和ID地址，把ID地址信息、電池電量信息、校驗碼編碼成數位訊號，由調製電路把數位訊號調製在一個65.536KHz的正弦超聲波信號上,從而生成導頻信號；
c.發射機將拾音頭傳輸的音頻信號與導頻信號混合在一起，再經過調頻以及射頻放大後，由天線發射出去；
d.接收機的高頻頭1、高頻頭II同時接收發射機發送的射頻信號，然後根據高頻頭1、高頻頭II的RSSI電壓選擇使用較強的一路信號作為輸出後分成兩路，一路輸出經低通濾波把20KHz以上的信號濾除後，由音頻輸出通道輸出至外部；另一路輸出經帶通濾波把導頻信號濾出，並對導頻信號進行還原解碼，再將本地ID地址碼與接收到的ID地址碼進行比較，如果不相匹配，則控制音頻系統靜音；如果相匹配，則打開音頻輸出通道。
[0012]本發明的有益效果是:本無線麥克風系統採用數字導頻技術，接收機與發射機通過唯一相同ID地址碼方式進行配對，如果ID地址碼不匹配則系統靜音，由此避免現場多機同時使用時出現信號混亂的情況。本發明還運用了高精度鎖相環頻率合成PLL技術，確保了傳輸信號的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]以下結合附圖和實例對發明作進一步說明。
[0014]圖1是本發明的發射機的結構原理圖框圖；
圖2是本發明的接收機的結構原理框圖。
【具體實施方式】
[0015]參照圖1和圖2，一種基於數字導頻的無線麥克風系統，包括發射機和接收機。
[0016]所述發射機包括音頻輸入處理電路1、紅外線接收電路9、MCU模塊I 6、調製電路
7、低通濾波電路I 8、信號混合電路2、調頻電路3、射頻放大電路4以及天線，所述紅外線接收電路9、MCU模塊I 6、調製電路7、低通濾波電路I 8依次連接，所述音頻輸入處理電路I和低通濾波電路I 8的輸出端分別連接至信號混合電路2的輸入端，其中音頻輸入處理電路I包括音頻放大電路101和音頻壓縮電路102 ;所述信號混合電路2的輸出端連接至調頻電路3的輸入端，所述調頻電路3經射頻放大電路4與天線連接。
[0017]發射機的工作原理是:聲音經麥克風拾音頭轉換為音頻信號，經音頻輸入處理電路I將信號進一步放大和壓縮處理(壓縮是為了增加信號的動態範圍)，再送至信號混合電路2。MCU模塊I 6產生由5個字節(可擴展)組成的數據幀，其中包括2位元組的ID地址碼(可組成65536個不重複的地址碼)、1位元組的發射機電池電量信息、I字節備用(以後用作擴展功能用)、I字節驗校碼。該數據幀轉換成數位訊號，經調製電路7調製在一個65.536KHZ的正弦超聲波信號上，從而生成一個副載波信號(即導頻信號)，此信號經低通濾波電路I 8濾除高次諧波成分，再送至信號混合電路2。音頻信號和導頻信號通過信號混合電路2混合在一起，再經調頻電路3調製成與接收機接收頻率匹配的發射頻率，射頻信號經過調頻的通過射頻放大電路4進行功率放大，最後由天線發射出去。
[0018]所述發射機的調頻電路3包括依次連接的VCO壓控振蕩器301和PLL鎖相環電路302，由此產生一個高穩定度的射頻載波信號。
[0019]所述接收機包括高頻頭I 11、高頻頭II 12、信號通道控制電路10、紅外線發射電路22、MCU模塊II 21、對頻按鍵23、音頻輸出處理電路17，其中所述音頻輸出處理電路17包括音頻擴展電路171和音頻放大電路172 ;所述高頻頭I 11、高頻頭II 12分別設置有依次連接的聞頻放大及混頻電路111、解調電路112，所述聞頻頭I 11、聞頻頭II 12的一路輸出連接在一比較器15上，所述比較器15的輸出端與信號通道控制電路10連接，另一路直接連接在信號通道控制電路10上；所述MCU模塊II 21的導頻數據輸出端與紅外線發射電路22連接，所述MCU模塊II 21的靜音信號輸出端連接至信號通道控制電路10 ;所述對頻按鍵23連接MCU模塊II 21的的輸入端；所述信號通道控制電路10的一路輸出經低通濾波電路II 16連接至音頻輸出處理電路17，另一路經帶通濾波電路19、檢波整形電路20連接至MCU模塊II 21。
[0020]所述高頻頭I 11和高頻頭II 12之間連接有PLL鎖相環電路13，所述PLL鎖相環電路13通過本振電路14與MCU模塊II 21連接。MCU模塊II 21通過本振電路14、PLL鎖相環電路13控制本機的接收頻率。
[0021]接收機的工作原理是:高頻頭I 11、高頻頭II 12同時接收發射機發送的射頻信號，然後通過比較器15對高頻頭1、高頻頭II的RSSI電壓進行比較，由信號通道控制電路10選擇信號較強的一路作為輸出，該輸出信號分成兩路，一路經低通濾波電路16把20KHz以上的信號濾除後，再通過音頻擴展電路171 (相對應發射機的音頻壓縮電路102)將音頻信號進行擴展，然後輸出至音頻放大電路172，最後通過音頻輸出通道輸出至外部；另一路輸出經帶通濾波電路19 (中心頻率為65.536KHz)把導頻信號濾出，經檢波和整形後還原為標準的方波數位訊號到MCU模塊II 21進行解碼，MCU模塊II 21將本地ID地址碼與接收到的ID地址碼進行比較，如果不相匹配，則輸出靜音信號MUTE至信號通道控制電路10，從而控制首頻系統靜首；如果相匹配，則打開首頻輸出通道。
[0022]本實施例中，所述發射機設置有IXD顯示屏I 5，接收機設置有IXD顯示屏II 18，分別用於顯示整機的工作狀態，如當前的使用頻率，導頻信號的0N/0FF，麥克風的電池電量
坐寸o
[0023]本發明的一種基於數字導頻的無線麥克風系統的工作方法，具體包括以下步驟:
a.按下接收機的對頻按鍵23，接收機將包含頻率設置參數和隨機生成的2位元組ID地址碼的數據幀，通過紅外線發送至發射機；
b.發射機接收由接收機發送的數據幀，並根據接收到的數據設定自身的發射頻率和ID地址，把ID地址信息、電池電量信息、校驗碼編碼成數位訊號，由調製電路把數位訊號調製在一個65.536KHz的正弦超聲波信號上,從而生成導頻信號；
c.發射機將拾音頭傳輸的音頻信號與導頻信號混合在一起，再經過調頻以及射頻放大後，由天線發射出去；
d.接收機的高頻頭I11、高頻頭II 12同時接收發射機發送的射頻信號，然後根據高頻頭I 11、高頻頭II 12的RSSI電壓選擇使用較強的一路信號作為輸出後分成兩路，一路輸出經低通濾波把20KHz以上的信號濾除後，由音頻輸出通道輸出至外部；另一路輸出經帶通濾波把導頻信號濾出，並對導頻信號進行還原解碼，再將本地ID地址碼與接收到的ID地址碼進行比較，如果不相匹配，則控制音頻系統靜音；如果相匹配，則打開音頻輸出通道。
[0024]以上所述，只是本發明的較佳實施例而已，本發明並不局限於上述實施方式，只要其以相同的手段達到本發明的技術效果，都應屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種基於數字導頻的無線麥克風系統，包括發射機和接收機，其特徵在於: 所述發射機包括音頻輸入處理電路(I)、紅外線接收電路(9)、MCU模塊I (6)、調製電路(7)、低通濾波電路I (8)、信號混合電路(2)、調頻電路(3)、射頻放大電路(4)以及天線，所述紅外線接收電路(9)、MCU模塊I (6)、調製電路(7)、低通濾波電路I (8)依次連接，所述音頻輸入處理電路(I)和低通濾波電路I (8)的輸出端分別連接至信號混合電路(2)的輸入端，所述信號混合電路(2)的輸出端連接至調頻電路(3)的輸入端，所述調頻電路(3)經射頻放大電路(4)與天線連接； 所述接收機包括高頻頭I (11)、高頻頭II (12)、信號通道控制電路(10)、紅外線發射電路(22)、MCU模塊II (21)、對頻按鍵(23)、音頻輸出處理電路(17);所述高頻頭I (11)、高頻頭II (12)的一路輸出連接在一比較器(15)上，所述比較器(15)的輸出端與信號通道控制電路(10 )連接，另一路直接連接在信號通道控制電路(10 )上；所述MCU模塊II (21)的導頻數據輸出端與紅外線發射電路(22)連接，所述MCU模塊II (21)的靜音信號輸出端連接至信號通道控制電路(10);所述對頻按鍵(23)連接MCU模塊II (21)的的輸入端；所述信號通道控制電路(10)的一路輸出經低通濾波電路II (16)連接至音頻輸出處理電路(17)，另一路經帶通濾波電路(19 )、檢波整形電路(20 )連接至MCU模塊II (21)。
2.根據權利要求1所述的一種基於數字導頻的無線麥克風系統，其特徵在於:所述音頻輸入處理電路(I)包括音頻放大電路(101)和音頻壓縮電路(102)。
3.根據權利要求2所述的一種基於數字導頻的無線麥克風系統，其特徵在於:所述音頻輸出處理電路(17 )包括音頻擴展電路(171)和音頻放大電路(172 )。
4.根據權利要求1所述 的一種基於數字導頻的無線麥克風系統，其特徵在於:所述調頻電路(3 )包括依次連接的VCO壓控振蕩器(301)和PLL鎖相環電路(302 )。
5.根據權利要求1所述的一種基於數字導頻的無線麥克風系統，其特徵在於:所述高頻頭I (11)和高頻頭II (12)之間連接有PLL鎖相環電路(13)，所述PLL鎖相環電路(13)通過本振電路(14 )與MCU模塊II (21)連接。
6.根據權利要求1所述的一種基於數字導頻的無線麥克風系統，其特徵在於:所述高頻頭I (11)、高頻頭II (12)分別設置有依次連接的高頻放大及混頻電路(111)、解調電路(112)。
7.根據權利要求1所述的一種基於數字導頻的無線麥克風系統，其特徵在於:所述發射機設置有IXD顯示屏I (5)，接收機設置有IXD顯示屏II (18)。
8.一種基於數字導頻的無線麥克風系統的工作方法，其特徵在於，包括以下步驟: a.按下接收機的對頻按鍵(23)，接收機將包含頻率設置參數和隨機生成的2位元組ID地址碼的數據幀，通過紅外線發送至發射機； b.發射機接收由接收機發送的數據幀，並根據接收到的數據設定自身的發射頻率和ID地址，把ID地址信息、電池電量信息、校驗碼編碼成數位訊號，由調製電路把數位訊號調製在一個65.536KHz的正弦超聲波信號上,從而生成導頻信號； c.發射機將拾音頭傳輸的音頻信號與導頻信號混合在一起，再經過調頻以及射頻放大後，由天線發射出去； d.接收機的高頻頭I(11)、高頻頭II (12)同時接收發射機發送的射頻信號，然後根據高頻頭I (11)、高頻頭II (12)的RSSI電壓選擇使用較強的一路信號作為輸出後分成兩路，一路輸出經低通濾波把20KHz以上的信號濾除後，由音頻輸出通道輸出至外部；另一路輸出經帶通濾波把導頻信號濾出，並對導頻信號進行還原解碼，再將本地ID地址碼與接收到的ID地址碼進行比較，如果不相匹配，則控制音頻系統靜音；如果相匹配，則打開音頻輸出通道。`
【文檔編號】H04R3/00GK103731767SQ201310684367
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】吳永慎 申請人:恩平市上格電子有限公司