一種無線話筒的製作方法

2023-08-02 08:49:41

專利名稱：一種無線話筒的製作方法
技術領域：
本發明涉及話筒領域，尤其涉及一種無線話筒。
背景技術：
隨著社會的不斷發展，無線的優點已經逐步顯現，無線通訊的發展是很快速的，而人們對於無線話筒的這個名詞已經不在陌生，譬如酒吧、KTV、會議室、演唱會、節目主持等等場所，在這些場所裡無線話筒已經顯得極其重要。在無線話筒還沒有流行時，那時是有線話筒，有線話筒距離限制了其發展，而且比較麻煩的是有線話筒必須是用連接線與卡拉0K、效果器、會議系統連接起來，才能發出人 聲。而無線話筒，取代了用連接線來連接，採用了像以前黑白電視機高頻頭的做法，用U段來實現無線話筒和接收器的連接，從而使無線話筒使用方便。在一定的空間裡可以隨時隨地的移動及發出人聲，但採用U段的無線話筒在使用一段時間後，就會出現頻偏，容易受幹擾等等一些弊病。

發明內容
本發明的目的在於提供一種無線話筒，其具有頻率穩定、抗幹擾，傳輸距離遠等特點。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。一種無線話筒，包括由前置放大電路、模數轉換電路、2. 4G無線發射電路、音頻處理控制電路、DC/DC穩壓電路、二極體組成，電池電壓輸入經DC/DC穩壓電路、二極體分別與前置放大電路、模數轉換電路、2. 4G無線發射電路及音頻處理控制電路連接供電，聲音信號經話筒輸入由前置放大電路後傳輸到模數轉換電路，模數轉換電路將模擬信號轉換為數位訊號分別輸入到音頻控制電路及2. 4G無線發射電路，音頻處理控制電路對數位訊號進行解析處理輸出數位訊號到2. 4G無線發射電路，2. 4G無線發射電路對數位訊號進行編碼處理後，從天線發射出信號。優選的，所述前置放大電路包括電阻R4、電容C2、前置放大晶片，聲音信號經過R4和耦合電容C2後，進入前置放大晶片第3腳，前置放大晶片的第7腳接音頻處理控制電路，聲音信號經過前置放大晶片放大後從I腳輸出，經過RlO和C20耦合後與模數轉換晶片的第I腳相連，由模數轉換晶片對信號進行模數轉換後，經模數轉換晶片的第9腳經電阻Rl7輸出到音頻處理控制電路。優選的，所述音頻處理控制電路由微控制器構成，數位訊號從模數轉換晶片的9腳輸出經過電阻R17後接微控制器第13腳，經微控制器進行解析處理後輸出控制信號供給模數轉換晶片。優選的，所述2. 4G無線發射電路由2. 4 GHz的無線收發晶片構成，數位訊號從微控制器的16腳輸出到無線收發晶片的4腳給射頻模塊內部編譯解碼後，由無線收發晶片的12腳、13腳連接天線發射出信號。
優選的，所述無線收發晶片的第10腳經電阻R28連接到模數轉換晶片。優選的，所述DC/DC穩壓電路由升壓晶片、穩壓晶片組成，輸入電源經過開關後到升壓晶片的第4腳完成升壓，同時經過儲能電感L3及二極體D2和電感L2輸出直流電壓到穩壓晶片第3腳，經過穩壓晶片穩壓後輸出+3V3電壓給前置放大晶片和模數轉換晶片供電。優選的，在所述二極體D2與電感L2的中點與地之間並聯有濾波電容C27。優選的，所述升壓晶片的第4腳與第5腳並聯後與二極體D3的陰極相連，二極體D3的陽極接地。

優選的，所述輸入電源為兩節可充電鋁電池組成。優選的，所述無線收發晶片為單片射頻收發晶片，工作於2. 4 2. 5 GHz ISM頻段；工作電壓為I. 9 3. 6 V，最高傳輸速率為2 Mbit / S。本發明與現有技術相比，有益效果在於本發明提供的無線話筒，基於2. 4G無線技術作為數據傳輸，相比藍牙其產品製造成本更低，提供的數據傳輸速率更高；相比27MHz無線技術它的抗幹擾性、最大傳輸距離以及功耗都有明顯改進，具有頻率穩定、抗幹擾，傳輸距離遠等優點。


圖I為本發明無線話筒原理框圖。圖2為本發明前置放大電路原理圖。圖3為本發明模數轉換電路圖。圖4為本發明穩壓電路原理圖。圖5為本發明音頻處理控制電路原理圖。圖6為本發明2. 4G無線發射電路原理圖。
具體實施例方式本發明採用的2. 4G無線技術，其頻段處於2. 405GHz_2. 485GHz (科學、醫藥、農業)之間，所以簡稱為2. 4G無線技術。這個頻段裡是國際規定的免費頻段，是不需要向國際相關組織繳納任何費用的。而且2. 4G無線技術不同於之前的27MHz無線技術，它的工作方式是全雙工模式傳輸，在抗幹擾性能上要比27MHz有著絕對的優勢。這個優勢決定了它的超強抗幹擾性以及最大可達10米的傳輸距離。此外2. 4G無線技術還擁有理論上2M的數據傳輸速率，比藍牙的IM理論傳輸速率提高了一倍，這就為以後的應用層提高了可靠的保障。為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。請參閱圖I所示，本發明無線話筒，由前置放大電路I、模數轉換電路(ADC)2、
2.4G無線發射電路3、音頻處理控制電路4、DC/DC穩壓電路5、二極體D、濾波電容C組成，電池電壓輸入經DC/DC穩壓電路5、二極體D分別與前置放大電路I、模數轉換電路2、2. 4G無線發射電路3及音頻處理控制電路4連接供電，聲音信號經話筒輸入連接前置放大電路I輸入端，前置放大電路I輸出端經模數轉換電路2與2. 4G無線發射電路3相連，模數轉換電路2和2. 4G無線發射電路3的控制端分別與音頻處理控制電路4的控制端相連。聲音信號經話筒輸入由前置放大電路後傳輸到模數轉換電路(ADC) 2,模數轉換電路2將模擬信號轉換為數位訊號分別輸入到音頻控制電路4及2. 4G無線發射電路3，音頻處理控制電路4對數位訊號進行解析處理輸出數位訊號到2. 4G無線發射電路3，2. 4G無線發射電路3對數位訊號進行編碼處理後，從天線發射出信號。請參閱圖2-6所示，前置放大電路包括電阻R4、電容C2、前置放大晶片Ul，聲音信號經過R4和耦合電容C2後，進入前置放大晶片UlA第3腳，前置放大晶片UlB的第7腳接音頻處理控制電路4。聲音信號經過Ul放大後從I腳輸出，經過RlO和C20耦合後與模數轉換晶片U2的第I腳相連，由模數轉換晶片U2對信號進行模數轉換後，經模數轉換晶片U2的第9腳經電阻Rl7輸出到音頻處理控制電路4。其中，模數轉換晶片U2是24bit，192kHz抽樣2ch的A / D的114dB動態範圍的高端音頻系統中的應用，由U2實現高精度模擬信號轉換為數位訊號。U2特徵為採樣率8kHz 216kHz，全差分輸入S/(N+D) : 103dB，A計權114dB，高性能線性相位數字抗混疊濾波器，通帶0 21. 768kHz (@fs=48kHz)、紋波0. 005dB、阻帶100dB。數字 HPF。電源5V±5%(Analog), 3. 0 5. 25V(Digital)功耗183mW (ifs=48kHz)等特點。音頻處理控制電路4由基於AVR增強型RISC結構的低功耗8位CMOS微控制器U7構成，數位訊號從U2的9腳輸出經過R17後接微控制器U7第13腳，經U7進行解析處理後輸出控制信號供給模數轉換晶片U2。2. 4G無線發射電路3由一款工業級內置鏈路層邏輯的2. 4 GHz的無線收發晶片U6構成，數位訊號從微控制器U7的16腳輸出到U6的4腳給射頻模塊內部編譯解碼後，由U6的12腳、13腳連接天線發射出信號。無線收發晶片U6的第10腳經電阻R28連接到模 數轉換晶片U2。其中，U7是基於AVR增強型RISC結構的低功耗8位CMOS微控制器。由於其先進的指令集以及單時鐘周期指令執行時間，U7的數據吞吐率高達lMIPS/MHz，從而可以緩解系統在功耗和處理速度之間的矛盾。AVR內核具有豐富的指令集和32個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算術邏輯單元(ALU)相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內同時訪問兩個獨立的寄存器。這種結構大大提高了代碼效率，並且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的數據
吞吐率。U7有4K字節的系統內可編程Flash(具有在編程過程中還可以讀的能力，即Rffff)，256位元組EEPR0M，512位元組SRAM，23個通用I/O 口線，32個通用工作寄存器，三個具有比較模式的靈活的定時器/計數器(T/C)，片內/外中斷，可編程串行USART，面向字節的兩線串行接口，一個SPI串行埠，一個6路10位ADC (TQFP與MLF封裝的器件具有8路10位ADC)，具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器，以及五種可以通過軟體選擇的省電模式。空閒模式時CPU停止工作，而SRAM、T/C、USART、兩線串行接口、SPI埠以及中斷系統繼續工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬體復位之外都停止工作，寄存器的內容則一直保持；省電模式時異步定時器繼續運行，以允許用戶維持時間基準，器件的其他部分則處於睡眠狀態；ADC噪聲抑制模式時CPU和所有的I/O模塊停止運行，而異步定時器和ADC繼續工作，以減少ADC轉換時的開關噪聲；Standby模式時振蕩器工作而其他部分睡眠，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力。ATmega48是以Atmel的高密度非易失性內存技術生產的。片內ISPFlash可以通過SPI接口、通用編程器，或引導程序進行多次編程。引導程序可以使用任意接口將應用程式下載到應用Flash存儲區。在更新應用Flash存儲區時引導程序區的代碼繼續運行，從而實現了 FLASH的Rffff操作。通過將8位RISC CPU與系統內可編程的Flash集成在一個晶片內，U7為許多嵌入式控制應用提供了靈活而低成本的方案。U6是挪威(Nordic)公司推出的一款工業級內置鏈路層邏輯的2. 4 GHz超低成本的無線收發晶片，支持多點間通信。嵌入的鏈路層控制減少了 MCU的複雜性和成本並且提高了數據傳輸的可靠性，它採用SOC方法設計只需少量外圍元件便可組成射頻收發電路。與藍牙不同的是，U6沒有複雜的通信協議，它完全對用戶透明通過一個標準的SPI接口與外圍控制器連接，同種產品之間可以自由通信，並且比藍牙產品更便宜。所以U6是業界體積最小、功耗最少、外圍元件最少的低成本射頻系統級晶片。U6是單片射頻收發晶片，工作於2. 4 2. 5 GHz ISM頻段。工作電壓為I. 9 3. 6 V，有多達125個頻道可供選擇。可通過SPI寫入數據，最高可達10 Mb / S，最高傳輸速率達2 Mbit / s，比藍牙具有更高的傳輸速度，並且有自動應答和自動再發射功能。晶片內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調製器等功能模塊，並融進了增強式ShockBurst技術，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。晶片能耗非常低，以-6 dBm的功率發射時，工作電流只有9 mA，接收時工作電流只有12.3 mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閒模式)使節能設計更方便。DC/DC穩壓電路5由集成晶片U3、U4組成，輸入電源有2節可充電鋁電池供給，經過開關SWl後到集成晶片U3的第4腳完成升壓，同時經過儲能電感L3及二極體D2和電感L2輸出+5V直流電壓到集成晶片U4第3腳，經過U4穩壓後輸出+3V3電壓給U2和Ul晶片供電，以及經過經過R9和R8的分壓得出2. 5V直流給Ul的信號輸入做偏置供電。在二極體D2與電感L2的中點與地之間並聯有濾波電容C27 ;集成晶片U3的第4腳與第5腳並聯後與二極體D3的陰極相連，二極體D3的陽極接地。U4本身具有過壓和過流保護，即使+3V3的後面電路出現故障也不會引起+5V電源的變化。以保證即便電池裝反的情況下，由D3 二極體保護，也不會造成對升壓電路及本電路的損壞。集成晶片U3提供快速的瞬態響應和最小的PCB面積精確調節本地DC / DC轉換。內部設置開關頻率為I. 6 MHz0允許使用極小的表面貼裝電感器和片式電容器，同時提供近90%的效率。電流模式控制和內部補償，提供易於使用最少的元件數量，並較廣泛的運行條件下的高性能調控。外部關斷功能的超低待機電流80 nA的可攜式應用的理想。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種無線話筒，其特徵在於，包括由前置放大電路、模數轉換電路、2. 4G無線發射電路、音頻處理控制電路、DC/DC穩壓電路、二極體組成，電池電壓輸入經DC/DC穩壓電路、二極體分別與前置放大電路、模數轉換電路、2. 4G無線發射電路及音頻處理控制電路連接供電，聲音信號經話筒輸入由前置放大電路後傳輸到模數轉換電路，模數轉換電路將模擬信號轉換為數位訊號分別輸入到音頻控制電路及2. 4G無線發射電路，音頻處理控制電路對數位訊號進行解析處理輸出數位訊號到2. 4G無線發射電路，2. 4G無線發射電路對數位訊號進行編碼處理後，從天線發射出信號。
2.如權利要求I所述的無線話筒，其特徵在於，所述前置放大電路包括電阻R4、電容C2、前置放大晶片，聲音信號經過R4和耦合電容C2後，進入前置放大晶片第3腳，前置放大晶片的第7腳接音頻處理控制電路，聲音信號經過前置放大晶片放大後從I腳輸出，經過RlO和C20耦合後與模數轉換晶片的第I腳相連，由模數轉換晶片對信號進行模數轉換後，經模數轉換晶片的第9腳經電阻R17輸出到音頻處理控制電路。
3.如權利要求2所述的無線話筒，其特徵在於，所述音頻處理控制電路由微控制器構成，數位訊號從模數轉換晶片的9腳輸出經過電阻R17後接微控制器第13腳，經微控制器進行解析處理後輸出控制信號供給模數轉換晶片。
4.如權利要求3所述的無線話筒，其特徵在於，所述2.4G無線發射電路由2.4 GHz的無線收發晶片構成，數位訊號從微控制器的16腳輸出到無線收發晶片的4腳給射頻模塊內部編譯解碼後，由無線收發晶片的12腳、13腳連接天線發射出信號。
5.如權利要求4所述的無線話筒，其特徵在於，所述無線收發晶片的第10腳經電阻R28連接到模數轉換晶片。
6.如權利要求4所述的無線話筒，其特徵在於，所述DC/DC穩壓電路由升壓晶片、穩壓晶片組成，輸入電源經過開關後到升壓晶片的第4腳完成升壓，同時經過儲能電感L3及二極體D2和電感L2輸出直流電壓到穩壓晶片第3腳，經過穩壓晶片穩壓後輸出+3V3電壓給前置放大晶片和模數轉換晶片供電。
7.如權利要求6所述的無線話筒，其特徵在於，在所述二極體D2與電感L2的中點與地之間並聯有濾波電容C27。
8.如權利要求7所述的無線話筒，其特徵在於，所述升壓晶片的第4腳與第5腳並聯後與二極體D3的陰極相連，二極體D3的陽極接地。
9.如權利要求6所述的無線話筒，其特徵在於，所述輸入電源為兩節可充電鋁電池組成。
10.如權利要求6所述的無線話筒，其特徵在於，所述無線收發晶片為單片射頻收發晶片，工作於2. 4 2. 5 GHz ISM頻段；工作電壓為I. 9 3. 6 V，最高傳輸速率為2 Mbit /So
全文摘要
本發明提供了一種無線話筒，包括由前置放大電路、模數轉換電路、2.4G無線發射電路、音頻處理控制電路、DC/DC穩壓電路、二極體組成，電池電壓輸入經DC/DC穩壓電路、二極體分別與前置放大電路、模數轉換電路、2.4G無線發射電路及音頻處理控制電路連接供電，聲音信號經話筒輸入由前置放大電路後傳輸到模數轉換電路，模數轉換電路將模擬信號轉換為數位訊號分別輸入到音頻控制電路及2.4G無線發射電路，音頻處理控制電路對數位訊號進行解析處理輸出數位訊號到2.4G無線發射電路，2.4G無線發射電路對數位訊號進行編碼處理後，從天線發射出信號。本發明提供的無線話筒，具有頻率穩定、抗幹擾，傳輸距離遠等優點。
文檔編號H04R3/00GK102711018SQ20121018383
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月6日 優先權日2012年6月6日
發明者徐廣健, 施明華, 沈紫輝 申請人:國光電器股份有限公司