專利名稱：數(shù)字無線話筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體來講涉及一種數(shù)字無線話筒。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在廣泛使用的無線話筒，其工作頻率在甚高頻至特高頻(VHF-UHF)， 它的發(fā)射端和接收端都高頻模擬信號(hào)。其工作頻率產(chǎn)生的方法有3種1、 RC振蕩電路，2、晶體振蕩電路，3、石英鎖相環(huán)頻率合成電路。不管何種 電路，它們的發(fā)生端與接收端的工作頻率都是固定的，用戶不能自行改變。 這樣若在同一個(gè)比較緊湊區(qū)域里，比如教學(xué)大樓大量使用若干支無線話筒 時(shí)，就有可能出現(xiàn)同頻干擾，表現(xiàn)形式就是串音。為避免干擾，就需要配置 多套不同頻率的無線話筒來使用，但是在模擬信號(hào)的無線話筒可以提供的頻 點(diǎn)間隔又是有限的，市場(chǎng)上的通常以200K為一個(gè)頻點(diǎn)間隔比較常見，這樣 的情況，對(duì)于那些需要大量使用無線話筒，比如在教室密集的教學(xué)大樓里， 有上百或幾百間教室同時(shí)在使用無線話筒進(jìn)行來教學(xué)，所面臨的技術(shù)難題是 怎樣解決頻率復(fù)用和同頻干擾這樣的技術(shù)問題，再加上模擬無線話筒電子元 件老化等的原因容易造成頻點(diǎn)的漂移，也容易造成串音。
為解決上述技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)中，有可以調(diào)節(jié)工作頻率的無線話筒， 如2006年7月26日公開、公開號(hào)為CN 2808923A、名稱為"一種甚高頻至 特高頻波段無線話筒"的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開說明書就公開了一種，由話 筒發(fā)射端發(fā)出一個(gè)包含工作頻率的紅外信號(hào)，接收端接收到該信號(hào)后，改變 接收端的工作頻率，使其與發(fā)射端的工作頻率一致。這種方式只是利用紅外 信號(hào)，可以按照使用者對(duì)語(yǔ)音通信質(zhì)量的判斷，對(duì)工作頻率進(jìn)行切換。這種 方式需要使用者根據(jù)自己聽到的接收端放大后揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音信號(hào)質(zhì)量、 有無干擾進(jìn)行判斷，然后，決定是切換工作頻率，這樣不斷進(jìn)行調(diào)整，直到 挑選出滿意的工作頻率，即通信頻道。
但這種方式需要使用者進(jìn)行判斷、不斷調(diào)整，這樣使用起來還是很麻煩。 另外，在使用過程中，通信頻道收到干擾時(shí)，又需要進(jìn)行調(diào)整，會(huì)使講課、 講座或會(huì)議中斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種抗干擾能力強(qiáng)的 數(shù)字無線話筒。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的數(shù)字無線話筒，包括發(fā)射端和接收端， 發(fā)射端拾音器對(duì)聲音進(jìn)行拾取，通過采樣編碼電路將拾取的聲音信號(hào)，轉(zhuǎn) 換成帶唯一地址碼的音頻數(shù)據(jù)包，通過射頻調(diào)制放大電路調(diào)制放大后發(fā)送到接
收端；
接收端預(yù)置有與音頻數(shù)據(jù)包中唯一地址碼相同的地址碼； 接收端射頻接收放大解調(diào)電路將接收到的、發(fā)射端發(fā)出的射頻信號(hào)進(jìn)行接 收、放大，并解調(diào)出所述的帶唯一地址碼的音頻數(shù)據(jù)包，并送入數(shù)字解碼電路 中，音頻數(shù)據(jù)包中的唯一地址碼與接收端預(yù)置地址碼進(jìn)行比較，如果匹配，則 音頻數(shù)據(jù)包解碼，還原出模擬音頻信號(hào)，通過音頻功率放大電路擴(kuò)音，送到揚(yáng) 聲器播放出來；如果不匹配，就不接收。
本發(fā)明的數(shù)字無線話筒是這樣實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的，由于每套數(shù)字無線 話筒發(fā)射端和接收端都一個(gè)相同的唯一地址碼，即每一套數(shù)字無線話筒的地 址碼都是不相同的，該地址碼在發(fā)射端加入音頻數(shù)據(jù)包中，接收端只接收與 地址碼匹配的音頻數(shù)據(jù)包，因此，在那些需要大量使用無線話筒，比如在教 室密集的教學(xué)大樓里，有上百或幾百間教室同時(shí)在使用無線話筒進(jìn)行來教 學(xué)，也不會(huì)造成串音，同時(shí)，音頻信號(hào)的傳輸采用數(shù)字傳輸，抗干擾能力也 得到了提高。
作為改進(jìn)，發(fā)射端發(fā)送音頻數(shù)據(jù)包到接收端后，接收端確認(rèn)無誤發(fā)射一 個(gè)返回確認(rèn)包給發(fā)射端，發(fā)射端收到后就丟掉這個(gè)包發(fā)送下一個(gè)包； 一旦數(shù) 據(jù)包有問題，發(fā)射端會(huì)重新發(fā)送。這樣做的好處是保證通信的質(zhì)量和效果。
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，為了提高射頻通信的抗干擾性和可靠性，克服現(xiàn)有
技術(shù)中，需要對(duì)通信頻道進(jìn)行人工調(diào)整的缺點(diǎn)。本發(fā)明的數(shù)字無線話筒的發(fā) 射端和接收端均設(shè)有多個(gè)相互對(duì)應(yīng)的跳頻寄存器，每個(gè)跳頻寄存器對(duì)應(yīng)一個(gè) 工作頻率，即通信頻道；
接收端在工作時(shí)，會(huì)不斷發(fā)出帶所述的唯一地址碼的握手信號(hào)到發(fā)射
端；
當(dāng)工作的通信頻道受到干擾，接收質(zhì)量下降時(shí)，發(fā)射端接收不到握手信 號(hào)，就會(huì)調(diào)用下一個(gè)跳頻寄存器的內(nèi)容，跳到下一個(gè)工作頻率，并維持一段 時(shí)間，接收端接收不到音頻數(shù)據(jù)，也會(huì)調(diào)用下一個(gè)跳頻寄存器的內(nèi)容，跳到 下一個(gè)工作頻率，如果仍然接收不到就繼續(xù)跳到下個(gè)工作頻率，直到接收到 音頻數(shù)據(jù)包為止；發(fā)射端工作頻率維持一段時(shí)間仍然沒有接收到握手信號(hào)， 繼續(xù)跳到下一個(gè)工作頻率，直到接收到握手信號(hào)為止。
這樣，可以保證本發(fā)明的數(shù)字無線話筒工作在一個(gè)沒有干擾的通信頻道 上。盡管教室密集的教學(xué)大樓里，有上百或幾百間教室同時(shí)在使用無線話筒 進(jìn)行來教學(xué)，但由于話筒的發(fā)射功率比較小，射頻同頻干擾只有相鄰的教室 才能形成，因此，采用本發(fā)明的數(shù)字無線話筒可以自動(dòng)跳開干擾射頻通信頻 道，從而提高射頻通信的抗干擾性和可靠性，克服現(xiàn)有技術(shù)中，需要對(duì)通信 頻道進(jìn)行人工調(diào)整的缺點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明數(shù)字無線話筒原理圖2是本發(fā)明數(shù)字無線話筒唯一地址碼的一種編碼格式； 圖3是本發(fā)明數(shù)字無線話筒音頻數(shù)據(jù)包的一種編碼格式。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明優(yōu)選具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述。需要提醒注意的是， 盡管相似部件出現(xiàn)在不同附圖中，但它們被賦予相似的參考數(shù)字標(biāo)記。此外，
在以下的描述中，當(dāng)采用的已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許會(huì)淡化本發(fā)明的主 題內(nèi)容時(shí)，這些描述在這兒將被忽略。
圖1是本發(fā)明數(shù)字無線話筒原理圖。圖中，數(shù)字無線話筒包括發(fā)射端1和 接收端2，
發(fā)射端拾音器101對(duì)聲音進(jìn)行拾取，通過采樣編碼電路102將拾取的聲音 信號(hào)，轉(zhuǎn)換成帶唯一地址碼的音頻數(shù)據(jù)包，通過射頻調(diào)制放大電路103調(diào)制放 大后發(fā)送到接收端2;
接收端2預(yù)置有與音頻數(shù)據(jù)包中唯一地址碼相同的地址碼； 接收端射頻接收放大解調(diào)電路201將接收到的、發(fā)射端發(fā)出的射頻信號(hào)進(jìn)
行接收、放大，并解調(diào)出所述的帶唯一地址碼的音頻數(shù)據(jù)包，并送入數(shù)字解碼
電路202中，音頻數(shù)據(jù)包中的唯一地址碼與接收端預(yù)置地址碼進(jìn)行比較，如果 匹配，則音頻數(shù)據(jù)包解碼，還原出模擬音頻信號(hào)，通過音頻功率放大電路203 擴(kuò)音，送到揚(yáng)聲器204播放出來；如果不匹配，就不接收。 實(shí)施例1
本發(fā)明優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，為了保證本發(fā)明的無線話筒擴(kuò)聲效果是立體 聲、高品質(zhì)，以44.1kHz的采樣頻率和16bit的解析度將編碼電路102將拾取 的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶唯一地址碼的音頻數(shù)據(jù)包，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流為44.1X16 X2 = 1.41Mbit/s，采用的音頻處理能力可以達(dá)到4Mbit/s帶寬。
在發(fā)射端和接收端，采用DSP或微處理器，或者是配置數(shù)據(jù)通過 EEPROM/FLASH存儲(chǔ)器進(jìn)行加載本發(fā)明的唯一地址碼。以微處理器為例，在 微處理器當(dāng)中用匯編寫好了一段程序，當(dāng)開始通電工作時(shí)，微處理器將數(shù)字地 址等等的一些參數(shù)讀入音頻芯片的片內(nèi)存儲(chǔ)器，通過微處理器上的一些參數(shù)對(duì) 采樣編碼電路和射頻調(diào)制放大電路的音頻芯片進(jìn)行初始化配置參數(shù)，如發(fā)射功 率、發(fā)射頻率、發(fā)射信道跳頻圖等的初始參數(shù)，使其正常工作。同時(shí)配置發(fā)射 端和接收端的唯一地址碼，
在本具體實(shí)施方式
中，發(fā)射端和接收端的唯一數(shù)字地址碼，如圖2所示， 有四個(gè)字節(jié)，共34位，用DD1 DD4來表示，理論上可以有4294967296個(gè)唯一地址碼供使用，這樣在制造時(shí)，每一套數(shù)字無線話筒的地址碼都是不相同的， 即每套數(shù)字無線話筒的地址碼都是唯一的。
在本具體實(shí)施方式
中，音頻數(shù)據(jù)包如圖3所示，包括同步頭、幀編號(hào)、數(shù) 字地址、DATA和CRC校驗(yàn)，同步頭主要是用于收發(fā)時(shí)鐘同步，幀編號(hào)是數(shù)據(jù) 拆分打包后發(fā)射順序，數(shù)字地址是本發(fā)明的唯一地址碼，DATA是發(fā)射的凈荷 數(shù)據(jù)，CRC校驗(yàn)用于整個(gè)數(shù)據(jù)包的誤碼檢驗(yàn)。除本發(fā)明的唯一地址碼外，其余 均是數(shù)據(jù)打包傳輸?shù)默F(xiàn)有技術(shù)，在此不在贅述。
在具體設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以分為二種
一種就是單工方式，發(fā)射端一直發(fā)送數(shù)據(jù)，沒有接收端是否收到的確認(rèn)消 息，接收端按照數(shù)字地址對(duì)應(yīng)，匹配的就工作，不匹配就丟棄，這樣設(shè)計(jì)的結(jié) 果就是通信不通信不能得到有效保證，但是設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單的多。
一種是半雙工方式，發(fā)射端發(fā)送音頻數(shù)據(jù)包到接收端后，接收端確認(rèn)無誤 發(fā)射一個(gè)返回確認(rèn)包給發(fā)射端，發(fā)射端收到后就丟掉這個(gè)包發(fā)送下一個(gè)包；一 旦數(shù)據(jù)包有問題，發(fā)射端會(huì)重新發(fā)送。這樣做的好處是保證通信的質(zhì)量和效果。
在本實(shí)施例中，工作頻率為2.4G。連接初始化時(shí)，發(fā)射器根據(jù)初始化程序 提供的跳頻圖進(jìn)行通信初始化配置，芯片初始化后，根據(jù)跳頻圖向接收端發(fā)送 音頻數(shù)據(jù)包，在每個(gè)頻道上搜索一段時(shí)間，比如開始從CHO通道開始，以使接 收器能夠接收和處理搜索信息。與此同時(shí)，接收器也在所有可用的頻道上監(jiān)聽 信息，每個(gè)頻道監(jiān)聽一段時(shí)間， 一旦監(jiān)聽到來自發(fā)射器的音頻數(shù)據(jù)包，接收器 發(fā)送應(yīng)答信息，接收器和發(fā)射器都鎖定該頻道，以準(zhǔn)備通信，這種連接方式有 助于防止干擾，減少2.4G頻段上工作的其它射頻設(shè)備之間的通信碰撞。
為了提高射頻通信的抗干擾性和可靠性，初始配置時(shí)程序配置了跳頻圖， 工作時(shí)可以按照跳頻圖自適應(yīng)跳頻通信，即FHSS。比如具有38個(gè)自適應(yīng)通信 的工作頻率，各個(gè)工作頻率分別由跳頻寄存器CH0 CH37控制。在跳頻時(shí)， 根據(jù)跳頻寄存器中的內(nèi)容，按順序改變工作頻率，也就是說，當(dāng)CHO的頻率受 到干擾而無法進(jìn)行射頻連接時(shí)，會(huì)使用CH1進(jìn)行連接，如果CH1受到干擾， 則使用CH2，依次類推。因此，在跳頻通信之前，各個(gè)跳頻寄存器要通過微控 制器進(jìn)行初始化是很重要的一件事情。如果想CHO對(duì)應(yīng)于頻率2420MHz，則
只需在CH0寄存器中寫入20，如果想CH0對(duì)應(yīng)于頻率2440MHz，則只需在 CH0寄存器中寫入40，這樣，在跳頻通信時(shí)，芯片就能夠按順序跳頻到相應(yīng)的 頻道。
在本具體實(shí)施方式
中，采用基于唯一地址碼和跳頻擴(kuò)頻技術(shù)的方式實(shí)現(xiàn)數(shù) 字無線話筒的功能，唯一地址碼的匹配才會(huì)達(dá)到通信正常，也就達(dá)到了傳話的 目的，地址的不一致，傳話就沒有辦法實(shí)現(xiàn)，加上數(shù)字技術(shù)的特點(diǎn)，保證了聲 音傳輸?shù)男Чl擴(kuò)頻技術(shù)又避免了同頻干擾，達(dá)到了防止串音和高密度環(huán) 境下使用的目的。
在本具體實(shí)施方式
中，數(shù)字無線話筒的發(fā)射端設(shè)計(jì)時(shí)考慮了低能耗的設(shè) 計(jì)，使用時(shí)間比較長(zhǎng)，可以至少連續(xù)使用IO小時(shí)以上；同時(shí)采用充電電池的方 式來對(duì)其供電， 一塊3.7V900mAh的鋰電池可以使用一年左右的時(shí)間。
在本具體實(shí)施方式
中，設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際使用情況，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)加上激 光筆，作為附屬件可以讓使用者能圈點(diǎn)重點(diǎn)。
在本具體實(shí)施方式
中，接收端設(shè)計(jì)還提供標(biāo)準(zhǔn)的索尼/菲利浦?jǐn)?shù)字接口 即S/PDIF接口，可以直接連接到電腦聲卡和各種環(huán)繞聲設(shè)備上。
實(shí)施例2
在本發(fā)明的另一優(yōu)選具體實(shí)施方式
中，發(fā)射端還設(shè)有非語(yǔ)音的控制計(jì)算 機(jī)多媒體PPT翻頁(yè)的控制程序?qū)懺谖⒖刂破骼?，通過發(fā)射端給予控制的開關(guān) 量值，指令一起加載在無線傳輸鏈路里邊，接收端的微控制器里寫如控制多 媒體翻頁(yè)的匯編程序，接收端接收到發(fā)射端的控制信號(hào)后，通過微控制器來 驅(qū)動(dòng)USB接口芯片，如菲利浦的PDUIUSBD12芯片，通過接口程序來控制 計(jì)算機(jī)上下翻頁(yè)。也就是通過HID，即人機(jī)接口模擬計(jì)算機(jī)鍵盤的"PgUp" 和"PgDn" 二個(gè)鍵，還可以有其它功能鍵如黑屏等，只要修改程序就可以 了。 USB接口芯片在Windows等的操作系統(tǒng)下，接口驅(qū)動(dòng)可以通過電腦自 動(dòng)配置，即有即插即用的功能。
這樣的設(shè)計(jì)，對(duì)于在特定場(chǎng)合使用的人員，比如， 一邊要無線擴(kuò)聲， 一邊要控制計(jì)算機(jī)PPT翻頁(yè)的使用者就特別有用處，比如教師，他就可以根 據(jù)自己的演講的進(jìn)度情況來控制所演講的內(nèi)容，如PPT文檔。
盡管上面對(duì)本發(fā)明說明性的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā) 明不限于具體實(shí)施方式
的范圍，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種 變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而 易見的， 一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字無線話筒，包括發(fā)射端和接收端，其特征在于發(fā)射端拾音器對(duì)聲音進(jìn)行拾取，通過采樣編碼電路將拾取的聲音信號(hào)，轉(zhuǎn)換成帶唯一地址碼的音頻數(shù)據(jù)包，通過射頻調(diào)制放大電路調(diào)制放大后發(fā)送到接收端；接收端預(yù)置有與音頻數(shù)據(jù)包中唯一地址碼相同的地址碼；接收端射頻接收放大解調(diào)電路將接收到的、發(fā)射端發(fā)出的射頻信號(hào)進(jìn)行接收、放大，并解調(diào)出所述的帶唯一地址碼的音頻數(shù)據(jù)包，并送入數(shù)字解碼電路中，音頻數(shù)據(jù)包中的唯一地址碼與接收端預(yù)置地址碼進(jìn)行比較，如果匹配，則音頻數(shù)據(jù)包解碼，還原出模擬音頻信號(hào)，通過音頻功率放大電路擴(kuò)音，送到揚(yáng)聲器播放出來；如果不匹配，就不接收。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字無線話筒，其特征在于，所述的發(fā)射端發(fā)送 音頻數(shù)據(jù)包到接收端后，接收端確認(rèn)無誤發(fā)射一個(gè)返回確認(rèn)包給發(fā)射端，發(fā)射 端收到后就丟掉這個(gè)包發(fā)送下一個(gè)包； 一旦數(shù)據(jù)包有問題，發(fā)射端會(huì)重新發(fā)送。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字無線話筒，其特征在于，所述的發(fā) 射端和接收端均設(shè)有多個(gè)相互對(duì)應(yīng)的跳頻寄存器，每個(gè)跳頻寄存器對(duì)應(yīng)一個(gè) 工作頻率；接收端在工作時(shí)，會(huì)不斷發(fā)出帶所述的唯一地址碼的握手信號(hào)到發(fā)射端；當(dāng)工作的通信頻道受到干擾，接收質(zhì)量下降時(shí)，發(fā)射端接收不到握手信 號(hào)，就會(huì)調(diào)用下一個(gè)跳頻寄存器的內(nèi)容，跳到下一個(gè)工作頻率，并維持一段 時(shí)間，接收端接收不到音頻數(shù)據(jù)，也會(huì)調(diào)用下一個(gè)跳頻寄存器的內(nèi)容，跳到 下一個(gè)工作頻率，如果仍然接收不到就繼續(xù)跳到下個(gè)工作頻率，直到接收到 音頻數(shù)據(jù)包為止；發(fā)射端工作頻率維持一段時(shí)間仍然沒有接收到握手信號(hào)， 繼續(xù)跳到下一個(gè)工作頻率，直到接收到握手信號(hào)為止。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字無線話筒，其特征在于，所述的發(fā)射端還 設(shè)有非語(yǔ)音的控制計(jì)算機(jī)多媒體PPT翻頁(yè)的控制程序?qū)懺谖⒖刂破骼?，通過 發(fā)射端給予控制的開關(guān)量值，指令一起加載在無線傳輸鏈路里邊，接收端的 微控制器里寫如控制多媒體翻頁(yè)的匯編程序，接收端接收到發(fā)射端的控制信號(hào)后，通過微控制器來驅(qū)動(dòng)USB接口芯片，通過接口程序來控制計(jì)算機(jī)上 下翻頁(yè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)字無線話筒，發(fā)射端通過采樣編碼電路將拾取的聲音信號(hào)，轉(zhuǎn)換成帶唯一地址碼的音頻數(shù)據(jù)包，發(fā)送到接收端；接收端將接收到的所述的帶唯一地址碼的音頻數(shù)據(jù)包，并送入數(shù)字解碼電路中，音頻數(shù)據(jù)包中的唯一地址碼與接收端預(yù)置地址碼進(jìn)行比較，如果匹配，則音頻數(shù)據(jù)包解碼，還原出模擬音頻信號(hào)；如果不匹配，就不接收。由于每一套數(shù)字無線話筒的地址碼都是不相同的，該地址碼在發(fā)射端加入音頻數(shù)據(jù)包中，接收端只接收與地址碼匹配的音頻數(shù)據(jù)包，在那些需要大量使用無線話筒，如在教室密集的教學(xué)大樓里，有上百教室同時(shí)在使用無線話筒進(jìn)行來教學(xué)，也不會(huì)造成串音，同時(shí)，音頻信號(hào)的傳輸采用數(shù)字傳輸，抗干擾能力也得到了提高。
文檔編號(hào)H04M1/03GK101114859SQ20071004994
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
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