無線光波耳麥系統的製作方法
2023-05-02 16:31:51 4
無線光波耳麥系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種無線光波耳麥系統，包括轉發器和耳機，所述轉發器包括音頻輸入輸出接口、第一音頻調製電路、第一自適應恆流驅動電路和第一發光部件，所述耳機包括第一受光部件、第一動態信號放大電路、第一音頻解調電路、音頻功率放大電路和揚聲器，所述轉發器與音頻設備有線連接，將所述音頻設備產生的音頻信號轉換為光波信號並向外發射，所述耳機與所述轉發器無線連接，接收所述光波信號並轉換為音頻信號，從而實現音頻信號的無線傳輸。本實用新型不需要信號饋線，從而不會受到雜亂的信號饋線的幹擾，而且可以採用多個耳機同時與一個轉發器連接，從而實現多個多個人同時收聽，不僅解決了多人同時收聽的問題，而且提升了用戶的使用體驗。
【專利說明】無線光波耳麥系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無線通信【技術領域】，特別涉及一種無線光波耳麥系統。
【背景技術】
[0002]目前，各種音頻設備如電視、電腦、手機、收音機乃至雷射視唱盤等各種視聽裝置已經普遍進入每個家庭，使人們的文化生活得到充實和豐富多彩。與此同時，這種許多聲音相互幹擾的現象已經出現，並成為困擾許多家庭及其成員正常學習、生活的難題。目前人們往往使用耳機解決這個問題，既能使自己欣賞視聽節目，又避免某一生源對他人造成的幹擾和影響。可是，普通耳機都帶有信號饋線，限制了收聽者的行動。無線頻率的耳機雖然可以取消信號饋線，解決收聽者行動限制問題，但它佔用無線頻率，會對其他無線電裝置造成幹擾，也易受其他系統及同類產品的幹擾影響，因此不能作普及產品推廣應用。
實用新型內容
[0003]本實用新型的主要目的在於，針對上述現有技術中的不足，提供一種無線光波耳麥系統，其具有收聽距離長、不受信號饋線的幹擾以及操作方便等優點。
[0004]為實現上述發明目的，本實用新型採用以下技術方案。
[0005]本實用新型提供一種無線光波耳麥系統，包括轉發器和耳機，所述轉發器用於與音頻設備有線連接，將所述音頻設備產生的音頻信號轉換為光波信號並向外發射，所述耳機與所述轉發器無線連接，用於接收所述光波信號並轉換為音頻信號，
[0006]所述轉發器包括音頻輸入輸出接口、第一音頻調製電路、第一自適應恆流驅動電路和第一發光部件，其中，所述音頻輸入輸出接口與所述音頻設備連接，接收所述音頻信號，所述第一音頻調製電路與所述音頻輸入輸出接口連接，將所述音頻信號進行調製處理，所述第一自適應恆流驅動電路適於控制所述第一發光部件向所述耳機發射一定頻率和強度的光波信號；
[0007]所述耳機包括第一受光部件、第一動態信號放大電路、第一音頻解調電路、音頻功率放大電路和揚聲器，其中，所述第一受光部件接收所述光波信號，並轉換為脈衝控制信號，所述第一動態信號放大電路與所述第一受光部件連接，將所述脈衝控制信號進行放大處理，所述第一音頻解調電路與所述第一動態信號放大電路連接，將所述脈衝控制信號轉換成音頻信號，所述音頻功率放大電路對所述音頻信號進行放大處理，所述揚聲器將所述音頻信號轉換為聲音。
[0008]本實用新型的無線光波耳麥系統採用光波信號作為通信媒介，包括轉發器和與轉發器無線通信的耳機，從而使得接收音頻信號不再需要信號饋線，從而不會受到雜亂的信號饋線的幹擾，而且，可以採用多個耳機同時與一個轉發器連接，從而實現多個多個人同時收聽，不僅解決了多人同時收聽的問題，而且提升了用戶的使用體驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型實施例中無線光波耳麥系統的結構示意圖。
[0010]圖2是本實用新型實施例中第一或第二自適應恆流驅動電路的結構示意圖。
[0011]圖3是本實用新型實施例中電源管理電路的結構示意圖。
[0012]圖4是本實用新型實施例中第一或第二動態信號放大電路的結構示意圖。
[0013]本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0014]以下將結合附圖及具體實施例詳細說明本實用新型的技術方案，以便更清楚、直觀地理解本實用新型的發明實質。
[0015]參照圖1所示，本實施例提供一種無線光波耳麥系統100，利用光波信號將電視、電腦、手機等音頻設備產生的音頻信號進行無線發射和接收，其包括轉發器10和耳機20，該轉發器10用於與上述音頻設備有線連接，將音頻設備產生的音頻信號轉換為光波信號並向外發射，上述耳機20與轉發器10無線連接，用於接收該光波信號並轉換為音頻信號，並將該音頻信號轉換為聲音，以供用戶收聽。
[0016]具體地，轉發器10包括音頻輸入輸出接口 101，第一音頻調製電路102、第一自適應恆流驅動電路103和第一發光部件104，其中，音頻輸入輸出接口 101用於接收所述音頻信號，該第一音頻調製電路102用於將音頻信號進行調製處理，以將音頻信號轉換為脈衝控制信號，上述第一自適應恆流驅動電路103用於根據耳機20與轉發器10的距離遠近輸出不同的電流，上述第一發光部件104受控於第一自適應恆流驅動電路103，並向耳機發射一定頻率和強度的光波信號。
[0017]上述耳機20包括第一受光部件201、第一動態信號放大電路202、第一音頻解調電路203、音頻功率放大電路204和揚聲器205，其中，第一受光部件201用於接收上述光波信號，並轉換為脈衝控制信號，第一動態信號放大電路202用於將脈衝控制信號進行放大處理，第一音頻解調電路203用於將脈衝控制信號轉換成音頻信號，音頻功率放大電路204用於對音頻信號進行放大處理，揚聲器205則用於將音頻信號轉換為聲音。
[0018]本實施例的光波信號優選為紅外光，上述第一發光部件104可採用紅外線發射管，第一受光部件201為紅外線接收管，轉發器10與耳機20之間通過紅外線進行光波通信，達到無線傳輸音頻信號的目的。
[0019]上述第一自適應恆流驅動電路103的作用是，由於耳機20與轉發器10之間為無線連接，二者之間的距離隨時發生變化，使得二者之間的信號強度也變化不定，為了保持保證通信質量並減少能耗，需使二者之間的信號強度穩定在一定的範圍內。根據耳機20與轉發器10的距離遠近輸出不同的電流，並利用該第一自適應恆流驅動電路103控制第一發光部件104，使第一發光部件104向耳機20發射一定頻率和強度的光波信號，光波信號的頻率隱含音頻信號的內容，光波信號的強度則直接影響耳機20與轉發器10之間的信號強度。
[0020]此外，本實施例的耳機20具有麥克風的功能，其還包括話筒206，話筒放大電路207、第二音頻調製電路208、第二自適應恆流驅動電路209和第二發光部件210，其中，話筒206用於將接收到的聲音轉換音頻信號，話筒放大電路207用於將音頻信號進行放大處理，第二音頻調製電路208用於將音頻信號進行調製處理，以將音頻信號轉換為脈衝控制信號，第二自適應恆流驅動電路209的結構原理與第一自適應恆流驅動電路103類似，用於根據耳機20與轉發器10的距離遠近輸出不同的電流，第二發光部件210受控於第二自適應恆流驅動電路209，並向轉發器10發射一定頻率和強度的光波信號。
[0021]對應地，轉發器10設置有第二受光部件105、第二動態信號放大電路106和第二音頻解調電路107，以將話筒206接收到的聲音經處理後輸入到音頻設備中。其中，第二受光部件105用於接收光波信號，並轉換為脈衝控制信號，第二動態信號放大電路106用於將脈衝控制信號進行放大處理，第二音頻解調電路107用於將脈衝控制信號轉換成音頻信號，並通過音頻輸入輸出接口 101輸出到所述音頻設備。
[0022]上述第二發光部件210可採用紅外線發射管，第二受光部件105可採用紅外線接收管。
[0023]同時，在轉發器10上還可設置一開關108，按一下該開關108時可以接通轉發器10與音頻設備之間的通信通道，按兩下或多下時可以實現更多功能，具體功能可以採用音頻設備的相應功能模塊實現，此處不再贅述。
[0024]同樣，在耳機20上也可以設置一個或多個按鍵211，用於增大或減小揚聲器205的音量。
[0025]參照圖2所示，本實施例的第一自適應恆流驅動電路103包括恆流源電路1031、AGC (自動增益控制)控制電路1032和三極體T1，三極體T1的基極與AGC控制電路1032連接，三極體T1的集電極與恆流源電路1031連接，三極體T1的發射極與第一發光部件104連接，AGC控制電路1032的電位根據轉發器10與耳機20的距離變化而變化，使三極體T1的發射極所輸出的電壓相應變化。
[0026]第二自適應恆流驅動電路209與第一自適應恆流驅動電路103結構相同，也包括恆流源電路、AGC控制電路和三極體，三極體的基極與AGC控制電路連接，三極體的集電極與恆流源電路連接，三極體的發射極與第二發光部件連接，AGC控制電路的電位根據轉發器與耳機的距離變化而變化，使三極體的發射極所輸出的電壓相應變化。
[0027]這樣，本實施例的無線光波耳麥系統100可以根據轉發器10與耳機20之間的距離自動調整二者之間傳輸的光波信號強度，從而既能保證通信質量和穩定性，又能節約能耗。
[0028]參照圖3所示，本實施例的轉發器10和耳機20均還具有電源管理電路109(212)，該電源管理電路109 (212)用於為轉發器10或耳機20供電，其包括延時電子開關電路1091、倍壓整流電路1092、充放電保護電路1093、可充電電池1094和交流輸入接口 1095，其中，充放電保護電路1093的輸入端分別與交流輸入接口 1095和倍壓整流電路1092的輸出端連接，並在倍壓整流電路1092與充放電保護電路1093之間以及交流輸入接口 1095與充放電保護電路1093之間分別設置有正向設置的二極體D3和D4，防止電流倒灌。交流輸入接口 1095是市電經適配器降壓後的低壓直流輸入口。充放電保護電路1093的輸出端與延時電子開關電路1091連接，延時電子開關電路1091還具有音頻信號觸發端1096和電源輸出端1097，當音頻信號觸發端1096被音頻信號觸發時，延時電子開關電路1091接通，電源輸出端1097輸出恆定電流；當音頻信號觸發端1096無音頻信號時，延時電子開關電路1091延時預定時間後自動關閉，電源輸出端1097無電流輸出。
[0029]上述音頻信號觸發端1096同時與音頻輸入輸出接口 101和第二受光部件105連接，用於感測音頻設備和耳機20是否有音頻信號輸出，當音頻設備有音頻信號輸出時，需要接通電源管理電路109 (212)，使電源管理電路109 (212)為轉發器10和耳機20供電；當耳機20有音頻信號輸出時，表不話筒206處有聲音輸入，需要將該聲音轉換為音頻信號輸入到音頻設備中，例如使用耳機20接打電話，此時，也需要接通電源管理電路109(212)，使其為轉發器10和耳機20供電。
[0030]延時電子開關電路1091的延時時間可以自定義，例如，當延時10秒後音頻信號觸發端1096仍未被觸發時，表明音頻設備和耳機無音頻信號輸出，可以關閉電源管理電路109 (212)，或使電源管理電路109 (212)進入「睡眠模式」，以節約電能。
[0031]上述倍壓整流電路1092用於將音頻信號進行放大處理，並輸入到充放電保護電路1093，這樣，當轉發器10與耳機20之間的通信信號良好時，可以將音頻信號的能量轉換為電壓信號，並進行倍增處理後對上述可充電電池1094進行充電，從而可以有效延長可充電電池1094的使用時間，這在室外等無市電輸入環境時是非常有益的。
[0032]此外，本實施例的轉發器10還包括時基電路110，分別與第一音頻調製電路102、第一自適應恆流驅動電路103、第二動態信號放大電路106和第二音頻解調電路107連接，以同步轉發器10中各電路的相位，滿足同步信號處理的需要。
[0033]同樣，本實施例的耳機20也包括時基電路213，分別與第一音頻解調電路203、第二自適應恆流驅動電路209、第二動態信號放大電路202和第二音頻調製電路208連接，以同步手機20中各電路的相位。
[0034]參照圖4所示，本實施例的第一動態信號放大電路202包括第一運算放大器2021、第二運算放大器2022和微分電路2023,其中，第一運算放大器2021的輸入端與第一受光部件201連接，輸出端分別與第二運算放大器2022、第一音頻解調電路203和微分電路2023連接，該微分電路2023的輸出端與上述時基電路213連接，用於觸發非門電路送出一個翻轉脈衝，使時基電路213輸出脈衝使相位同步。
[0035]第二動態信號放大電路106與第一動態信號放大電路202結構和原理類似。第一運算放大器2021輸出的音頻信號經電阻R1、二極體D5和電容C1濾波為直流電平，然後輸入到第二運算放大器2022進行線性電壓放大。同時，第一運算放大器2021輸出的音頻信號經二極體D6隔離、電阻R2和電容C2組成的上述微分電路觸發F1和F2非門電路送出一個翻轉脈衝，使時基電路213輸出脈衝使相位同步。
[0036]第一動態信號放大電路202和第二動態信號放大電路106分別用於對耳機20和轉發器10中的音頻信號進行實時放大，以便於後續的處理。
[0037]經過以上處理，本實施例的無線光波耳麥系統100不僅通信質量好，而且可有效節約能耗。
[0038]綜上所述，本實用新型的無線光波耳麥系統採用光波信號作為通信媒介，包括轉發器和與轉發器無線通信的耳機，從而使得接收音頻信號不再需要信號饋線，從而不會受到雜亂的信號饋線的幹擾，而且，可以採用多個耳機同時與一個轉發器連接，從而實現多個多個人同時收聽，不僅解決了多人同時收聽的問題，而且提升了用戶的使用體驗。
[0039]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制其專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種無線光波耳麥系統，包括轉發器和耳機，所述轉發器用於與音頻設備有線連接，將所述音頻設備產生的音頻信號轉換為光波信號並向外發射，所述耳機與所述轉發器無線連接，用於接收所述光波信號並轉換為音頻信號，其特徵在於: 所述轉發器包括音頻輸入輸出接口、第一音頻調製電路、第一自適應恆流驅動電路和第一發光部件，其中，所述音頻輸入輸出接口與所述音頻設備連接，接收所述音頻信號，所述第一音頻調製電路與所述音頻輸入輸出接口連接，將所述音頻信號進行調製處理，所述第一自適應恆流驅動電路適於控制所述第一發光部件向所述耳機發射一定頻率和強度的光波信號； 所述耳機包括第一受光部件、第一動態信號放大電路、第一音頻解調電路、音頻功率放大電路和揚聲器，其中，所述第一受光部件接收所述光波信號，並轉換為脈衝控制信號，所述第一動態信號放大電路與所述第一受光部件連接，將所述脈衝控制信號進行放大處理，所述第一音頻解調電路與所述第一動態信號放大電路連接，將所述脈衝控制信號轉換成音頻信號，所述音頻功率放大電路對所述音頻信號進行放大處理，所述揚聲器將所述音頻信號轉換為聲音。
2.如權利要求1所述的無線光波耳麥系統，其特徵在於:所述耳機還包括話筒、話筒放大電路、第二音頻調製電路、第二自適應恆流驅動電路和第二發光部件，其中，所述話筒將聲音轉換為音頻信號，所述話筒放大電路連接於所述話筒，將所述音頻信號進行放大處理，所述第二音頻調製電路將所述音頻信號進行調製處理，所述第二自適應恆流驅動電路控制所述第二發光部件向所述轉發器發射一定頻率和強度的光波信號； 所述轉發器對應地設置有第二受光部件、第二動態信號放大電路和第二音頻解調電路，其中，所述第二受光部件接收所述光波信號，並轉換為脈衝控制信號，所述第二動態信號放大電路將所述脈衝控制信號進行放大處理，所述第二音頻解調電路將所述脈衝控制信號轉換成音頻信號，並通過所述音頻輸入輸出接口輸出到所述音頻設備。
3.如權利要求2所述的無線光波耳麥系統，其特徵在於:所述第一自適應恆流驅動電路包括恆流源電路、AGC控制電路和三極體，所述三極體的基極與所述AGC控制電路連接，所述三極體的集電極與所述恆流源電路連接，所述三極體的發射極與所述第一發光部件連接，所述AGC控制電路的電位根據所述轉發器與耳機的距離變化而變化，使所述三極體的發射極所輸出的電壓相應變化； 所述第二自適應恆流驅動電路包括恆流源電路、AGC控制電路和三極體，所述三極體的基極與所述AGC控制電路連接，所述三極體的集電極與所述恆流源電路連接，所述三極體的發射極與所述第二發光部件連接，所述AGC控制電路的電位根據所述轉發器與耳機的距離變化而變化，使所述三極體的發射極所輸出的電壓相應變化。
4.如權利要求1所述的無線光波耳麥系統，其特徵在於:還包括電源管理電路，所述電源管理電路用於為所述轉發器或耳機供電，包括延時電子開關電路、倍壓整流電路、充放電保護電路、可充電電池和交流輸入接口，所述充放電保護電路的輸入端分別與所述交流輸入接口和倍壓整流電路連接，並在倍壓整流電路與充放電保護電路之間以及交流輸入接口與充放電保護電路之間分別設置有正向設置的二極體，所述充放電保護電路的輸出端與所述延時電子開關電路連接，所述延時電子開關電路還具有音頻信號觸發端和電源輸出端，當所述音頻信號觸發端被音頻信號觸發時，所述延時電子開關電路接通，所述電源輸出端輸出恆定電流；當所述音頻信號觸發端無音頻信號時，所述延時電子開關電路延時預定時間後自動關閉，所述電源輸出端無電流輸出。
5.如權利要求4所述的無線光波耳麥系統，其特徵在於:所述倍壓整流電路將所述音頻信號進行放大處理，並輸入所述充放電保護電路，以對所述可充電電池進行充電。
6.如權利要求3所述的無線光波耳麥系統，其特徵在於:所述轉發器還包括時基電路，分別與所述第一音頻調製電路、第一自適應恆流驅動電路、第二動態信號放大電路和第二音頻解調電路連接，用於同步各電路的相位。
7.如權利要求6所述的無線光波耳麥系統，其特徵在於:所述第一動態信號放大電路包括第一運算放大器、第二運算放大器和微分電路，所述第一運算放大器的輸入端與所述第一受光部件連接，輸出端分別與第二運算放大器、第一音頻解調電路和微分電路連接，所述微分電路的輸出端與所述時基電路連接。
8.如權利要求6所述的無線光波耳麥系統，其特徵在於:所述第二動態信號放大電路包括第一運算放大器、第二運算放大器和微分電路，所述第一運算放大器的輸入端與所述第二受光部件連接，輸出端分別與第二運算放大器、第二音頻解調電路和微分電路連接，所述微分電路的輸出端與所述時基電路連接。
9.如權利要求1所述的無線光波耳麥系統，其特徵在於:所述光波信號為紅外光。
10.如權利要求9所述的無線光波耳麥系統，其特徵在於:所述第一發光部件為紅外線發射管，所述第一受光部件為紅外線接收管。
【文檔編號】H04R27/00GK204145751SQ201420354115
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】蔡雲萍 申請人:蔡雲萍, 朱鐵輝, 陽臻