對講機準雙工轉換器的製作方法
2023-05-17 21:36:36
專利名稱：對講機準雙工轉換器的製作方法
技術領域：
本實用新屬於一種無線通訊專用器件，具體地說是一種專用聲控開關，是同頻或異頻單工對講機用的新型準雙工轉換裝置。
移動通訊中單頻(或異頻)單工對講機以其通訊距離長，設備投入資金少，服務費用低而得到廣泛的發展。特別是其進入市話網後，有更多的非專業用戶使用這種移動通訊工具。由於對講機的收發轉換需要通過手控開關人工操作實現而使廣大用戶深感不便，特別是進入市話網後由於手工切換不準確而大大影響了通話質量，也就限制了該類通訊工具的推廣應用。本發明人為解決這一矛盾和提高對講機的通話質量而設計並申請了《單工信道雙工轉換器》的專利(ZL93215698)，該轉換器實質上為一由發話人語言聲控的一個自動轉換開關，它由微型話筒，受控音頻放大電路，觸發器及模擬開關組成，通過受控放大電路可以成功的阻滯收音訊號的反饋幹擾。選擇發話人的語音來觸發開關，從而實現「收」「發」狀態的音控快速自動切換，代替了手工操作手控開關，從而使通話質量大大提高，因而深受用戶的喜愛。通過進一步的實踐應用發現，這個設計仍然存在有技術上的缺陷，其主要體現在發話時每句第一語字遇到基頻較低的音節，如「壹」、「柒」、「希」等仍有丟失音節的現象。在收話過程中如果音量過大則會淹沒發話音而使轉換開關啟動不及時，甚至根本無法插話。另外抗幹擾的措施不強，電源電壓降會形成自激發射等問題，需要進一步改進以提高工作的穩定性。
本實用新型的目的在於提供一種新的改進方案，通過新增電路及對原設計電路的改進提高本裝置抗幹擾能力和實現快速準確的手控開關切換。
本實用新型的基本設計構思是在原來具體的電路中增抗幹擾網絡，調整受控音放電路結構和加設電源減弱的調節以保證整機的穩定工作狀態，本設計中增加了同步語音信號輸入電路，該部分電路的語音直接引自準雙工轉換器的微型話筒，其處理後的輸出語音信號接至對講機話筒口的正向輸入端。這部分電路的增加使發話人的語言信號不但能起動手控開關電路，亦能通過對講機被同步發射出去，這就保證了聲控信號和發送信號來自同一音頻信號源，確保了只要手控開關打開即可同步發出音頻信號，這是使電路不產生丟字，丟話的一項有效改進。
下面結合給出的附圖進一步來說明本實用新型的發明目的是如何實現的。
圖1為本設計的結構框圖。
圖2為本設計的實施例的電原理示意圖。
其中1為微型話筒，2代表受控音頻放大電路，201代表語音放大電路，202代表音頻放大控制電路。201A和201B是組成201的兩個單向限幅放大器，202A為信號負向限幅放大器，202B為增益信號發生器，202C表示濾波器，202D表示結型場效應管，3代表觸發信號發生器，3A代表電子模擬開關，4代表同步語音信號輸出電路。
從附圖1所給出的結構圖中可以看出本裝置的核心電路部分仍然是受控音放電路2。其輸入信號端接至微型話筒1，控制信號端接至對講機的喇叭口，由受控音放電路2發出的手控開關控制信號接至觸發信號發生器3。該觸發信號發生器3的輸出引至對講機的手控信號轉換開關。以上設計與先申請有相類似的整體結構。所不同的是整體結構中增設了一個同步語音信號輸出電路4。這部分電路的輸入端微型接話筒1，其輸出的音頻信號接至對講機話筒口的正向輸入端，這就能保證手控開關實現轉換的同時完成語音發射，以改善整個裝置的技術指標，防止每次手控開關打開瞬間頭條語音丟失，特別是基頻較低的第一音節丟失現象會得以明顯糾正。
除此以外本實用新型的設計中還涉及對具體電路的進一步改進。從附圖1及附圖2中還可以看出受控音頻放大電路2包括兩部分結構。一部分是發話語音放大電路201，一部分是音放控制電路202。201的作用是將發話時的音頻信號通過放大處理形成足夠的強度產生觸發信號實現手控開關的轉換。而202的作用是在收話狀態時將反饋進入話筒1的音頻信號限制增益以避免產生自激轉換。語音放大電路201的輸入端接至微型話筒1，201的增益控制端接音放控制電路202的輸出端。語音放大電路的201的輸出端接至手控開關的觸發信號發生器3。而音放控制電路202的輸入端接至對講機喇叭口。這樣在「收」狀態下喇叭口的音頻信號經202處理後產生控制信號使201的增益下降，從而雖然從話筒1反饋至201有音頻信號輸入也不能產生手控開關的轉換。只有來自發話人的語音信號才能產生足夠的增益去驅動手控開關的轉換。從圖2可以進一步的看出組成語音放大電路201的是兩級單向限幅放大器(201A，201B)並在每級信號輸入端增加了阻容抗射頻幹擾電路(R1和C14，R13和C15)。將兩級語音放大電路設計成為單向限幅式放大器結構是為了克服語音高低頻差異而引起放大後音頻信號幅度上的懸殊。從而避免低頻語音幅值達到手控開關啟動電平時使高頻語音的放大進入運算放大器的非線性工作區，而當高頻語音幅值能達到手控開關轉換電平時低頻語言的放大幅值卻無法啟動手控開關而使得個別語音的丟失。以上的設計可以使放大電路的線性工作範圍擴大一倍並使語音低頻信號能得以充分放大，加設抗射頻幹擾網絡能濾除高頻信號，避免自激發射，使電路的工作更加穩定、可靠。具體看，第一級單向限幅放大器201A為運放IC1A及外圍阻容元件和二極體D3搭成的增益可調節放大電路。所增加的增益控制電路由電阻R19、電子模擬開關IC3A串聯後接在在運放IC1A的第1和第3腳之間組成。將電子模擬開關IC3A控制端接至音放控制電路202的輸出端。從圖2中還可以看出，第二級單向限幅放大器201B是由運放IC1B及外圍阻容元件及二極體D2搭成，由IC1B的第7腳輸出放大後的語音信號並通過負載電位器W1、電容C11接至觸發信號發生器3的輸入端。
從附圖1還可以看出，音放控制電路202是由音頻放大電路202A和增益信號發生器202B組成。音頻放大電路202A的輸入端接至對講機的喇叭口，輸出端接202B的控制端。增益信號發生器202B的輸出信號接至第一級單向限幅放大器201A的控制端。這樣從喇叭口送入的音頻信號經202A限幅放大處理後接至產生增益信號的發生器202B。所產生的增益控制信號使電子模擬開關IC3A導通。這就等於R19接在運放IC1A的1、2腳之間。適當調整和選擇R19的阻值可以使運放IC1A的增並下降到一個適當的範圍。與已有技術相比這裡並沒有將IC1A轉化為射隨器。而是使第一級運放增益下降到10dB左右。這就克服了接收音量過大時正常發話不能實現手控開關轉換的缺陷，實踐證明使用本改進設計後即使接收音量較大的情況下也可以自由插話。從附圖2可以進一步看出音頻放大電路202A是由運放IC1C與外圍阻容元件及其二極體D1組成的一個單向限幅放大電路。其信號輸入端設置由C16、R9組成的射頻抗幹擾電路並接至對講機的喇叭口。其輸出端通過電位W2及電容C12接至增益信號發生器202B。202B為一集成塊IC2B組成的單穩態多諧振蕩器。其信號輸出端接至電子模擬開關IC3A的控制端。通過電子模擬開關IC3A的關、開實現運算放大器IC1A的增益調節。
還可以給出更加理想設計方案。即設計成IC1A的增益隨喇叭口的音頻信號強弱的而實現自動調節。這需將R16設計成兩個串聯電阻(見虛線標出的R16a，R16b)。並將增益信號發生器202設計成一個結型場效應管組成的變阻器。使場效應管的源極接地，柵級通過一個50ms-100ms的濾波器接至202A的輸出端，漏極接至R16變化為R16a、R16b串聯結構時兩電阻的連點上(詳見圖1、2的虛線部分)。
為保證對講機電源電壓有所下降時避免自激，單向限幅放大電路中的運放(IC1A、IC1B、IC1C)的偏置電路採取了二極體穩壓形式，這部分電路的偏置電阻R14、R10、R22均接至穩壓二極體V2的輸出端。
圖2所給出的實施例中手控開關轉換信號發生器3是由集成塊IC2A組成的一個單穩態多諧振蕩器。該振蕩器由R6、C8決定其觸發脈衝寬度，其控制信號送至串接在對講機手控開關和地線之間的電子模擬開關IC3B的控制端。當發話語音通過兩極放大形成足夠幅值使單穩態多諧振蕩器工作時會使電子模擬開關IC3A閉合完成手控開關實現轉換，對講機自動進入發射狀態。
同步語音信號輸出電路4具體可為運放IC1D及外圍阻容元件組成的射隨器。信號輸入來自微型話筒1。其輸出端通過C13接至原對講機話筒口正端，偏置電阻R2接至穩壓二極體V2的輸出端。
以上改進電路進行實際測試表面工作穩定性大為提高，在通話過程中插話的隨機性有顯著的改善，防止自激發射的能力有明顯增強。手工操作狀態下可以完成的「收」「發」轉換完全可以由語音控制自動實現，從而使對講機準雙工轉換器更加實用，更加接近雙工通話的效果。特別是對普通非專業人員來講這是十分有意義的改進。
權利要求1.一種對講機準雙工轉換器，該轉換器結構中包括微型話筒1，受控音頻放大電路2和對講機手控開關轉換觸發信號發生器3三部分，受控音頻放大電路2的音頻輸入信號端接至話筒1，受控信號端接至對講機的喇叭口，音放電路2的開關控制信號輸出端接至觸發信號發生器3，該發生器3輸出的手控開關轉換觸發信號引至對講機的手控信號控制端，其特徵在於本轉換器結構中，還增設一個同步語音信號輸出電路4，該電路輸入信號端接話筒1，其輸出音頻信號接至對講機話筒口的正向輸入端。
2.根據權利要求1所說的準雙工轉換器，其特徵在於受控音頻放大電路2由語音放大電路201和音放控制電路202組成，語音放大電路201的音頻信號輸入端接微型話筒1，其增益控制端接至音放控制電路202的輸出端，語音放大電路201的輸出端接至手控的觸發信號發生器3，音放控制電路202的輸入端接至對講機喇叭口。
3.根據權利要求2所說的準雙工轉換器，其特徵在於語音放大電路201由兩級單向限幅放大器(201A，201B)組成，每級的信號輸入端增設阻容抗射頻幹擾網絡(R1和C14，R13和C15)。
4.根據權利要求3所說的準雙工轉換器，其特徵在於第一級單向限幅放大器201A為運放IC1A及外圍阻容元件和二極體D3搭成增益可控的放大電路，控制增益部分由電阻R19和串接在運放IC1A的第1、第3腳之間的電子模擬開關IC3A構成，電子模擬開關IC3A的控制端接至音放控制電路202的輸出端，第二級單向限幅放大器201B由運放IC1B與外圍阻容元件及二極體D2搭成，輸出腳7通過負載電位器W1、電容C11接至觸發信號發生器3的輸入端。
5.根據權利要求3所說的準雙工轉換器，其特徵在於音放控制電路202由音頻放大電路202A和增益信號發生器202B組成，音放電路202A輸入端接對講機的喇叭口，輸出端接202B的控制端，增益信號發生器202B的輸出信號接至第一級單向限幅放大器201A的增益控制端。
6.根據權利要求5所說的準雙工轉換器，其特徵在於音放電路202A是由運放IC1C與外圍阻容元件及其二極體D1組成的一個單向限幅放大電路，其信號輸入端設置由C16、R9組成抗射頻幹擾電路並接至對講機的喇叭口，其輸出端通過電位器W2及電容C12接至增益信號發生器202B，202B為一集成塊IC2B組成的單穩態多諧振蕩器，其信號輸出端接至電子模擬開關IC3A的控制端。
7.根據權利要求6所說的準雙工轉換器，其特徵在於增益信號發生器202B為結型場效應管組成的變阻器，該場效應管的源極接地，柵級通過1個50ms-100ms的濾波器接至202A的輸出端，漏極接至R16變成R16a、R16b串聯結構時兩電阻的連點上。
8.根據權利要求4或6所說的準雙工轉換器，其特徵在於IC1A、IC1B、IC1C的偏置電路採用二極體穩壓式，其偏置電阻R14、R10、R22均接至穩壓二極體V2的輸出端。
9.根據權利要求1所說的準雙工轉換器，其特徵在於手控開關轉換信號發生器3是由集成塊IC2A組成的一個單穩態多諧振蕩器，由R6、C8決定其觸發脈衝寬度，其控制信號輸接至串在手控開關和地線之間的電子模擬開關IC3B的控制端。
10.根據權利要求1所說的準雙工轉換器，其特徵在於同步語音信號輸出電路4是由運放IC1D及外圍阻容元件組成的射隨器，其信號輸入端通過電容C2接至微型話筒1，其輸出端通過C13接至對講機話筒口正端，偏置電路通過電阻R2接在穩壓二極體V2的輸出端。
專利摘要本實用新型是單頻單工對講機專用準雙工轉換器的進一步改進設計。本設計中增設了同步語音輸出電路，射頻抗幹擾網絡和防自激結構，採用了單向限幅放大電路和增益調節電路進一步提高了整機隨機轉換收發狀態的可靠性和穩定性，從而實現單頻下的準雙工通話方式，對推廣應用單頻對講機和促進併入市話網應用有十分重要的實用價值。
文檔編號H04B3/00GK2241419SQ9520681
公開日1996年11月27日 申請日期1995年3月29日 優先權日1995年3月29日
發明者徐忠義 申請人:徐忠義