專利名稱：基于2.4g無(wú)線數(shù)字音頻技術(shù)的樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全新的樂(lè)器連接方式，尤其是一種無(wú)線數(shù)字音頻傳輸技術(shù)在樂(lè)器領(lǐng)域的應(yīng)用，其適用 于電吉他、電箱琴、電貝司、電子小提琴、電子琴等一切電聲樂(lè)器。
背景技術(shù)：
目前電聲樂(lè)器發(fā)展迅猛，大量新技術(shù)的應(yīng)用有力推動(dòng)了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，但其古老的連接方式卻沒(méi)有明 顯突破，仍然是采用電纜連接的方式為主；電聲樂(lè)器拾音器的輸出電平非常小，輸出阻抗高，采用電纜連 接不可避免受到舞臺(tái)燈光、變壓器及其他電子設(shè)備的電磁輻射干擾而產(chǎn)生噪音；即使采用高質(zhì)量的屏蔽電 纜，把輻射干擾降低到最低程度，但一旦應(yīng)用于大型舞臺(tái)，電纜自身的電容會(huì)隨著電纜長(zhǎng)度增加而增大， 信號(hào)的高頻衰減度增加，高頻的傳輸速度明顯低于低頻信號(hào)，產(chǎn)生相位漂移，音色的清晰度和凝聚感會(huì)大 打折扣，很大程度上影響了信號(hào)傳輸質(zhì)量；同時(shí)，舞臺(tái)上設(shè)備眾多，密集的電纜連接使得布線困難，顯得 交錯(cuò)凌亂，容易造成樂(lè)手被絆倒，樂(lè)器損壞等諸多問(wèn)題；樂(lè)手在舞臺(tái)上拉著一根電纜，無(wú)法自由隨著音樂(lè) 配合肢體動(dòng)作，對(duì)表演效果也產(chǎn)生了一定的限制。鑒于電纜連接的不足，國(guó)外一些大型樂(lè)器生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)發(fā)了外掛在樂(lè)器上的無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)，在一定程度 解決了樂(lè)手的移動(dòng)問(wèn)題，但這些無(wú)線系統(tǒng)都是采用UHF頻段的模擬調(diào)制方式，頻帶窄，易受干擾，同類設(shè) 備間的兼容性差，受干擾后只能手動(dòng)更改發(fā)射和接收端的頻率，無(wú)法大規(guī)模推廣應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)樂(lè)器傳統(tǒng)連接方式的不足，應(yīng)用先進(jìn)電子技術(shù)克服其各種缺點(diǎn)與限 制，提供一種高傳輸質(zhì)量，移動(dòng)性好，適用性廣的替代方案。本發(fā)明解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案為基于2.4G無(wú)線數(shù)字音頻技術(shù)的樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括 樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器和無(wú)線接收器兩大功能組成部分；所述樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器和無(wú)線接收器通過(guò)隨機(jī)碼配對(duì)成一 個(gè)收發(fā)系統(tǒng)；無(wú)線發(fā)射和接收器工作在2.4G ISM頻段，采用自適應(yīng)跳頻技術(shù)，有38個(gè)跳頻通道；無(wú)線發(fā) 射和接收器均有獨(dú)立的CPU控制系統(tǒng)的運(yùn)作，CPU通過(guò)SPI總線與射頻芯片通信。所述樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器包括樂(lè)器拾音器、音頻預(yù)處理、AD轉(zhuǎn)換、編碼調(diào)制，射頻發(fā)射、LCD狀態(tài)顯示和 電源部分。所述樂(lè)器無(wú)線接收器包括射頻接收、解調(diào)解碼，DA轉(zhuǎn)換、音頻輸出處理、USB錄音接口、 LCD狀態(tài)顯 示和電源部分。采用上述數(shù)字音頻的無(wú)線傳輸系統(tǒng)后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1. 與傳統(tǒng)電纜連接方式相比，減少了舞臺(tái)布線，減少了舞臺(tái)搭建的工作量，減少了樂(lè)手被電纜絆倒 的幾率，同時(shí)極大限度地釋放了樂(lè)手自由表演的空間。2. 與模擬的無(wú)線傳輸系統(tǒng)相比，提高了抗干擾性，尤其是采用隨機(jī)碼配對(duì)和自適應(yīng)跳頻技術(shù)，能提 供38個(gè)自動(dòng)跳頻通道，使得同一空間的同類設(shè)備兼容性更好，并能保證傳輸?shù)目煽啃院捅Ｃ苄浴?. 與傳統(tǒng)電纜連接方式及模擬的無(wú)線傳輸系統(tǒng)相比，提高了音頻傳輸質(zhì)量；本發(fā)明克服了電纜連接 感應(yīng)噪音，高頻衰減及相位漂移等問(wèn)題；在理想的情況下，模擬的無(wú)線傳輸系統(tǒng)在士3dB只能傳 輸50Hz-18KHz的音頻信號(hào)，而本發(fā)明在士ldB時(shí)能傳輸20Hz-20KHz的音頻信號(hào)，有效覆蓋了人 類聽(tīng)力極限的整個(gè)頻段。


圖1為本發(fā)明無(wú)線傳輸系統(tǒng)的整體方案圖 圖2為本發(fā)明樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器的原理方案圖 圖3為本發(fā)明樂(lè)器無(wú)線接收器的原理方案圖具體實(shí)施方式
所述樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)對(duì)音頻是一個(gè)單工通信，音頻信號(hào)由樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器傳向無(wú)線接收器；對(duì)控制 或通信數(shù)據(jù)是一個(gè)半雙工通信，無(wú)論是無(wú)線發(fā)射裝置還是無(wú)線接收器都能發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，其發(fā)射和接收 狀態(tài)的切換由射頻芯片控制雙向功率放大電路實(shí)現(xiàn)。所述樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)的無(wú)線發(fā)射裝置和無(wú)線接收器各有一塊CPU, CPU裝載有用于控制系統(tǒng)運(yùn)作的 程序，通過(guò)SPI 口與射頻IC通信；發(fā)射和接收端未配對(duì)成功時(shí)，雙方對(duì)碼指示燈點(diǎn)亮；同時(shí)按下雙方的 對(duì)碼按鍵3秒，完成發(fā)射與接收的隨機(jī)碼配對(duì)，對(duì)碼指示燈熄滅；在射頻連接建立之前，無(wú)線發(fā)射裝置在 所有可用的頻道上，反復(fù)地向無(wú)線接收器發(fā)送搜索信息包，在每個(gè)頻道上搜索一段時(shí)間，以使無(wú)線接收器 能夠接收和處理搜索信息；與此同時(shí)，無(wú)線接收器也在所有可用的頻道上監(jiān)聽(tīng)信息，每個(gè)頻道監(jiān)聽(tīng)一段時(shí) 間， 一旦監(jiān)聽(tīng)到來(lái)自無(wú)線發(fā)射裝置的搜索信息包，無(wú)線接收器發(fā)送應(yīng)答信息，無(wú)線接收器和無(wú)線發(fā)射裝置 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，減少與在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，本發(fā)明的樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)支持自適應(yīng)跳頻通信，具有38 個(gè)自適應(yīng)通信的工作頻率，各個(gè)頻率分別由射頻IC內(nèi)部的跳頻寄存器控制；在跳頻時(shí)，射頻IC根據(jù)跳頻 寄存器中的內(nèi)容，按順序改變工作頻率，當(dāng)通道1的頻率受到干擾而無(wú)法進(jìn)行射頻連接時(shí)，射頻IC會(huì)使 用通道2進(jìn)行連接，如果通道2受到干擾，則使用通道3，依次類推并循環(huán)使用38個(gè)射頻通道；在跳頻通 信之前，各個(gè)跳頻寄存器需要通過(guò)CPU進(jìn)行初始化。所述樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器包括樂(lè)器拾音器、音頻預(yù)處理、AD轉(zhuǎn)換、編碼調(diào)制、射頻發(fā)射、LCD狀態(tài)顯示和 電源部分；所述的電聲樂(lè)器拾音器把聲音或樂(lè)器本身的震動(dòng)轉(zhuǎn)化為微弱的電信號(hào)；音頻預(yù)處理電路根據(jù)相 應(yīng)樂(lè)器的頻譜特性進(jìn)行信號(hào)放大，3段EQ調(diào)整，帶通濾波，采用陷波器濾除多余噪音并對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行壓 縮及激勵(lì)效果處理；AD轉(zhuǎn)換電路把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成16bit/48k輸出的I2S數(shù)字音頻信號(hào)；編碼調(diào)制電路把 數(shù)字音頻進(jìn)行編碼和GFSK調(diào)制到2. 4G頻段，由雙向射頻功率放大電路放大并經(jīng)由天線發(fā)射到空氣中；LCD 狀態(tài)顯示器實(shí)時(shí)顯示電池電量、當(dāng)前音量電平，發(fā)射通道號(hào)碼，無(wú)線連接狀態(tài)信息；電源為3.6V鋰電池， 經(jīng)過(guò)兩路低壓降的LD0穩(wěn)壓后分別供給數(shù)字和模擬電路部分。所述無(wú)線接收器包括射頻接收、解調(diào)解碼、DA轉(zhuǎn)換、音頻輸出處理、USB錄音接口、 LCD狀態(tài)顯示和 電源部分。射頻接收電路接收射頻信號(hào)后進(jìn)行低噪聲放大(LNA)，解調(diào)解碼電路解調(diào)并解碼出I2S和SPDIF 兩種數(shù)字音頻信號(hào)；DA轉(zhuǎn)換把數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換成模擬音頻；音頻輸出處理電路對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波并 轉(zhuǎn)換為單端和平衡兩種輸出；USB錄音電路把SPDIF數(shù)字音頻通過(guò)USB錄音接口送到電腦進(jìn)行效果處理并 錄音；LCD狀態(tài)顯示器實(shí)時(shí)顯示樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器端電池電量、發(fā)射通道號(hào)碼，無(wú)線連接狀態(tài)信息；電源有 鋰電池和外接電源兩種可選供給方式，在電池耗盡或者長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)可選擇外接電源的方式，在此供電方 式下可同時(shí)對(duì)電池進(jìn)行充電。
權(quán)利要求
1. 一種基于2.4G無(wú)線數(shù)字音頻技術(shù)的樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)，把樂(lè)器拾音器產(chǎn)生的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)樂(lè)器發(fā)射端和接收端建立無(wú)線連接，接收到的數(shù)字音頻通過(guò)USB接口送到電腦進(jìn)行錄音或轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)送到音頻處理設(shè)備，從而完成樂(lè)器音頻傳輸?shù)倪^(guò)程。
2. 如權(quán)利要求1所述基于2.4G無(wú)線數(shù)字音頻技術(shù)的樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述的無(wú)線樂(lè)器與接 收器之間具有隨機(jī)碼配對(duì)功能，允許同一空間多個(gè)樂(lè)器同時(shí)無(wú)線傳輸。
3. 如權(quán)利要求1所述基于2.4G無(wú)線數(shù)字音頻技術(shù)的樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其特征在于除了高質(zhì)量傳輸數(shù)字 音頻外，還能同時(shí)以低速率傳送發(fā)射器的狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器的電池狀態(tài)、當(dāng)前工作通 道號(hào)碼信息能在發(fā)射端和接收端同時(shí)顯示。
4. 如權(quán)利要求1所述基于2. 4G無(wú)線數(shù)字音頻技術(shù)的樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其特征在于采用國(guó)際通用的2. 4G ISM免費(fèi)頻段，頻率覆蓋2400——2483MHz;基于自適應(yīng)跳頻技術(shù)，當(dāng)使用中通道遭受外界干擾，自動(dòng)快 速跳到下一個(gè)通道保證通信不被中斷。
5. 如權(quán)利要求1所述基于2.4G無(wú)線數(shù)字音頻技術(shù)的樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其特征在于樂(lè)器無(wú)線接收器的數(shù) 字音頻信號(hào)能經(jīng)過(guò)USB 口連接電腦，進(jìn)行后期效果處理和錄音。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于2.4G無(wú)線數(shù)字音頻技術(shù)的樂(lè)器無(wú)線傳輸系統(tǒng)，它包括了樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器和無(wú)線接收器兩大部分，通過(guò)隨機(jī)碼配對(duì)成一個(gè)收發(fā)系統(tǒng)；系統(tǒng)工作在國(guó)際通用的2.4G ISM頻段，采用自適應(yīng)跳頻技術(shù)，能自動(dòng)避開(kāi)強(qiáng)干擾頻段，音頻傳輸質(zhì)量高，通信保密性強(qiáng)；樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器包括樂(lè)器拾音器、音頻預(yù)處理、AD轉(zhuǎn)換、編碼調(diào)制，射頻發(fā)射、LCD狀態(tài)顯示和電源部分；樂(lè)器無(wú)線接收器包括射頻接收、解調(diào)解碼，DA轉(zhuǎn)換、音頻輸出處理、USB錄音接口、LCD狀態(tài)顯示和電源部分；本系統(tǒng)的發(fā)明有效解決了舞臺(tái)上傳統(tǒng)音頻電纜連接所帶來(lái)的噪音大，舞臺(tái)布線凌亂等問(wèn)題；無(wú)線連接的方便性將徹底擯棄樂(lè)器上限制樂(lè)手移動(dòng)的電纜，還樂(lè)手足夠的自由表演空間。
文檔編號(hào)H04H20/02GK101277158SQ20081002784
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月4日
發(fā)明者黎榮生 申請(qǐng)人:黎榮生