专利名称：蓝牙无线声控反应训练器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及体育运动器械技术领域，具体地说是一种蓝牙无线声控 反应训练器，用于球类、田径、游泳等多种项目的训练与比赛。
背景技术：
目前国内外在体育运动中，进行球类、田径、游泳等多种项目的训练与 比赛中，由于还没有无线声控反应训练器，所以教练员的训练思想、战术意 图只能通过训练或比赛的暂停向运动员面授，或者通过喊话的方式来进行指 导。但在实际情况下，常常因为比赛的限制，或者距离太远、环境嘈杂，教 练员的训练思想和战术意图是无法或很难实现的，若在进行比赛，将会贻误 战机。因此，提供一种运动员无线声控反应训练器，釆用无线通话的方式对 运动员进行适时的指导是目前体育运动界亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对目前在体育运动中还没有无线通话的方式进 行训练或比赛适时指导的器械，提供一种蓝牙无线声控反应训练器，用作教 练员在进行球类、田径、游泳等多种项目的训练或比赛中，对运动员进行适 时的、具体的指导，以提高训练效果或比赛获胜率。
本实用新型的技术方案是这样实现的在现有的蓝牙技术的基础 上，精心设计各部分模块的电路组成和选择合适的元器件，有机的 将它们连接组成本蓝牙无线声控反应训练器，实现教练员同时和N个队 员的无线语音通信。具体地说，该训练器装置由M工C前置放大电路、 耳机和MIC组成的教练员耳机系统、电源转换电路及语音编解码和 收发电路组成。语音编解码和收发电路包括N个语音编解码电路 Bl 丽以及N个蓝牙语音收发电路A1 AN，其中N为正整数。教练 员的声音信号通过MIC进入M工C前置放大电路，并将模拟信号放大； 语音编解码电路B1 BN与MIC放大电路串联，将放大了的模拟信号 转换成数字信号；蓝牙语音收发电路A1 AN和语音编解码电路Bl BN串联，处理语音数字信号，同时通过蓝牙芯片内部的混频器将频
率提高到2.4G，然后通过2级功率放大器的放大来提高发射功率， 最后通过天线发射出去，这时与蓝牙语音收发电路中的蓝牙模块建 立连接的所有蓝牙耳机佩戴队员就都可以接听到教练员的命令；同 时蓝牙语音收发电路A1 AN还要接收来自于与蓝牙语音收发电路 中的蓝牙模块建立连接的蓝牙耳机佩戴队员的声音，接收的高频数 字信号通过滤波器后进入低噪声放大器，然后下变频得到有用的低 频语音信号，通过基带的处理，最后进入语音编解码电路转换成模 拟信号，连接到教练员耳机系统的耳机。电源转换电路将5V输入电 源降压转换成3.3V直流电压，供给训练器各电路工作。
上述的蓝牙无线声控反应训练器，所述的电源转换电路，由线性低 压差电源转换芯片、稳压二极管、发光二极管、保险丝、 一些分立 元件和引线组成，电源转换芯片将5V输入电源降压转换成系统需要 的3.3V直流电压，供给训练器各电路工作，电源转换芯片前面有保 险丝、稳压二极管、负责电源滤波的电容和发光二极管通电指示灯， 电源转换芯片后面有两个调节输出电压的电阻。
上述的蓝牙无线声控反应训练器，所述的MIC前置放大电路，由晶 体管、变阻器和一些电阻与电容组成，它的输入端与MIC接口端相 连，接收来自教练员发出的语音信号，通过晶体管放大电路的信号 放大，送到语音编解码电路进行AD转换，其中电阻用来设置晶体管
放大电路的静态工作点，电容用来隔直通交。
上述的蓝牙无线声控反应训练器，所述的语音编解码电路，由模数 一数模转换芯片、音频功率放大芯片和一些外围元件及引线组成。 它的模数转换部分与MIC前置放大电路和蓝牙收发电路相连，放大 了的MIC语音信号经过模数转换送到蓝牙收发电路进行处理；它的 数模转换部分与蓝牙收发电路和音频功率放大芯片相连，之后连接 到耳机接口 ，将蓝牙收发电路处理过的数字信号送到模数转换部分 进行模数转换，然后送到音频功率放大芯片进行放大，最后送到耳 机接口，送给教练员。 上述的蓝牙无线声控反应训练器，所述的蓝牙语音收发电路，由蓝 牙模块、天线、SPI 口、外围元件和引线组成。蓝牙模块将需要发
送的数字信号上变频到2.4G，经过功率放大和滤波，通过天线发射 出去，供佩戴蓝牙耳机的队员接收；同时也将天线接收回来的数字 信号处理后送到语音编解码电路进行数模转换。
本实用新型涉的有益效果是由于本训练器采用了蓝牙无线通信 技术来实现语音通信，因此，具有一人对多人、体积小和重量轻等 特点。另外，由于蓝牙耳机携带方便，适合运动员场上训练时携带， 这样场下的教练员就可以实时指挥场上的运动员。同时教练员也可 以同时和分别听到场上运动员的答复，达到实时指挥训练的效果， 从而大大提高运动员训练的效率。
图1是本实用新型组成的总体框图示意图 图2是本实用新型的电源转换电路原理图 图3是本实用新型MIC前置放大电路原理图 图4是本实用新型语音编解码电路原理图 图5是本实用新型蓝牙语音收发电路原理图具体实施方式
参照图l，它是本实用新型组成的总体框图示意图，它由MIC前 置放大电路C、耳机和MIC组成的教练员耳机系统、电源转换电路D 及语音编解码和收发电路组成。语音编解码和收发电路包括N个语 音编解码电路B1 BN以及N个蓝牙语音收发电路A1 AN，其中N 为正整数，它是本实用新型的核心电路。它一方面要接收来自佩带蓝 牙耳机的运动员的语音信号，通过基带处理然后下变频后送到语音 编解码电路B1-BN进行数模转换M，变成模拟信号后传送到音频功 率放大器，放大了的信号最后进入语音接口，连接到教练员耳机系 统的耳机；另一方面要负责发送教练员语音信号，经过MIC前置放 大电路C放大后的教练员语音信号送到语音编解码电路B1 BN，经 过模数转换将模拟信号转换成数字信号，送到蓝牙基带处理，最后
经过上变频和功率放大后，将信号发射出去。MIC前置放大电路C
主要负责放大从教练员耳机系统的MIC输入的语音信号，然后连到 N个语音编解码电路B1 BN，进行N路模数转换AD。电源转换电路 D将5V直流输入电源进行滤波降压得到稳定的3.3V输出电压，作 为本实用新型各电路的供电电源。
本实用新型的信号传递、各部分连接和工作过程为电源转换电 路D从输入直流电源上获得所需的供电电压后，电源转换芯片就开 始工作，将5V的直流电转换成稳定的3. 3V电压，此时整个电路板 都得到3.3V供电电压，蓝牙语音收发电路A1 AN得到3.3V的供电 电压后，主动发出连接请求，和N个运动员的蓝牙耳机建立连接， 建立连接后，教练员就可以通过耳机和佩戴蓝牙耳机的队员进行通 话，进行训练。教练员的命令通过麦克风连接到音频接口，先被送 到MIC前置放大电路C进行语音放大，然后与N路语音编解码电路 B1 BN相连，经过模数信号转换处理，N路信号被分别送到与之相 对应的蓝牙语音收发电路Al 緒，在蓝牙语音收发电路A1 AN内 部，信号首先要经过基带处理芯片的处理，然后经过混频器加入载 波，信号频率变为2.4GHz，然后信号通过2级功率放大器的放大使 发射功率增加到设计的级别，最后经过带通滤波器连到天线发射出 去，分别与A1 AN相连接的队员通过蓝牙耳机接收教练员的声音；
同时运动员的声音可以通过蓝牙耳机发射出去，蓝牙语音收发电路 A1 AN分别接收与之相连的N个蓝牙耳机发出的运动员语音信号，
信号连接到低噪声放大器进行低噪放大，然后送到混频器和基带芯 片，进行下变频和信号处理，再送到音频放大器中进行放大，最后 送到语音接口 ，教练员通过插到音频接口的耳机就可以听到每个运 动员的声音。这样就实现了语音信号的发射和接收。
参照图2，它是本实用新型的电源转换电路原理图。电源转换 电路是由线性低压差电源转换芯片Ul、稳压二极管TS1、发光二极 管Dl、保险丝FS1、 一些分立元件和引线组成，负责将变压器输出 的5V电压转换成3.3V，作为本实用新型各电路的工作电源。Ul的
管脚1连接5V直流输入电压，管脚4是使能端， 一直与输入相连， 相当于一直置高，表明Ul在加电后一直处于工作状态，管脚5和电 阻R2、R3相连负责调节输出电压的大小，以获得所需要幅值的电压， 本系统调节的输出确定在3.3V，管脚8是3.3V直流电压输出端； 稳压二极管TS1负责将输入到Ul的电压稳定在5.0V;发光二极管 Dl在5V DC输入情况下会保持常亮；保险丝FS1在电流超过规定安 全值的时候会断路，保证整个电路板芯片不会烧掉。线性低压差电 源转换芯片Ul采用MAX604CSA型号。
参照图3，它是本实用新型M工C前置放大电路原理图。MIC前置 放大电路由晶体管U2、变阻器R8和外围元件及引线组成，晶体管 U2的管脚1与音频MIC接口相连，接收来自教练员发出的语音信号， 通过晶体管放大电路将信号放大，管脚3输出放大了的声音信号； R8是20k范围内可以调节的变阻器，负责调节MIC输出声音的大小， 调节后的声音信号从R8的2脚输出，送到语音编解码电路中语音编 解码芯片U3的19脚，进行模拟到数字转换；电阻R4、 R5、 R6、 R7 主要负责设置三级管的静态工作点，电容C7和C9是耦合电容，具 有隔直通交的作用。晶体管U2采用9014型号。
参照图4，它是本实用新型语音编解码电路原理图。该图仅画 出了 Bl —路的原理图，其它几路与之相同。语音编解码电路主要由 数模一模数转换芯片U3、音频功率放大芯片U4和一些外围元件及 引线组成。数模一模数转换芯片U3的管脚19输入MIC前置放大电 路放大后的声音信号，完成教练员声音信号从模拟到数字的转换， 处理后从管脚13输出，送入蓝牙语音收发电路中蓝牙模块U5的20 脚；管脚8与蓝牙语音收发电路中蓝牙模块U5的18脚相连，负责 将接收的运动员语音信号从数字转换到模拟，然后从管脚2输出送 到下一级。音频功率放大芯片U4的管脚4与数模一模数转换芯片 U3的管脚2相连，负责将已经转换成模拟信号的运动员声音进行功 率放大，然后从管脚5输出，达到可以驱动耳机，让人耳听到的程 度；电阻R20连接在音频功率放大芯片U4的输入和输出端，形成负
反馈，主要作用是控制增益，改变输入和输出电阻。数模一模数转
换芯片U3采用MC145483型号，音频功率放大芯片U4采用LM4882 型号。
参照图5，它是本实用新型蓝牙语音收发电路原理图。该图仅 画出了 Al —路的原理图，其它几路与之相同。蓝牙语音收发电路由 蓝牙模块U5、天线ANT1、 SPI 口 Jl、外围元件和引线组成，教练员 的语音信号经过语音编解码电路中数模一模数转换芯片U3的处理 后进入蓝牙模块U5的管脚20，然后将需要发送的数字信号上变频 到2.4G，经过功率放大和滤波等处理，最后通过天线ANT1发射出 去；同时天线ANT1将接收到运动员的声音信号经过滤波、低噪放大 和下变频等处理，然后从蓝牙模块的管脚18输出，送到语音编解码 电路中数模一模数转换芯片U3的8脚；SPI 口 Jl负责在更改蓝牙 模块固件的时候，烧写固件的预留接口 。蓝牙模块U5采用S1000型 号。
权利要求1、一种蓝牙无线声控反应训练器，包括耳机和MIC，其特征在于还包括MIC前置放大电路、电源转换电路及语音编解码和收发电路；语音编解码和收发电路由N个语音编解码电路B1～BN，以及N个蓝牙语音收发电路A1～AN组成，其中N为正整数；教练员的声音信号通过MIC进入MIC前置放大电路；语音编解码电路B1～BN与MIC前置放大电路串联；蓝牙语音收发电路A1～AN与语音编解码电路B1～BN串联，同时通过蓝牙芯片内部对信号进行处理，最后通过天线发射出去，这时与蓝牙语音收发电路中的蓝牙模块建立连接的所有蓝牙耳机佩戴队员都能接听到教练员的命令；同时蓝牙语音收发电路还要接收来自于与该电路中的蓝牙模块建立连接的蓝牙耳机佩戴队员的声音信号，该信号经过处理，最后送入语音编解码电路转换成模拟信号，再连接到教练员耳机系统的耳机；电源转换电路将输入电源降压转换成直流电压，送给训练器各电路。
2. 根据权利要求1所述的蓝牙无线声控反应训练器，其特征在于， 所说的电源转换电路，由线性低压差电源转换芯片[Ul]、稳压二极 管[TSl]、发光二极管[Dl]、保险丝[FSl]、 一些分立元件和引线组 成，电源转换芯片[Ul]的前端与电源滤波电路的电容和电感元件连 接，电源转换芯片[U1]的后端与两个电阻连接。
3. 根据权利要求1所述的蓝牙无线声控反应训练器，其特征在于， 所说的MIC前置放大电路，由晶体管[U2]、变阻器[R8]和一些电阻 与电容组成，它的输入端与MIC接口端相连，接收来自教练员发出 的语音信号，它的输出端将该MIC前置放大电路处理后的信号，送 到语音编解码电路。
4. 根据权利要求1所述的蓝牙无线声控反应训练器，其特征在于， 所说的语音编解码电路，由模数一数模转换芯片[U3]、音频功率放 大芯片[U4]和一些外围元件及引线组成；它的模数转换部分与MIC 前置放大电路和蓝牙收发电路相连；它的数模转换部分与蓝牙收发 电路和音频功率放大芯片[U4]相连，之后连接到耳机接口，送给教 练员。
5.根据权利要求1所述的蓝牙无线声控反应训练器，其特征在于， 所说的蓝牙语音收发电路，由蓝牙模块[U5]、天线、SPI 口[Jl]、 外围元件和引线组成；蓝牙模块[U5]将需要发送的数字信号通过天 线发射出去，供佩戴蓝牙耳机的队员接收；同时也将天线接收回来 的数字信号送到语音编解码电路进行数模转换。
专利摘要本实用新型公开了一种蓝牙无线声控反应训练器，它涉及体育运动器械技术领域，其目的是解决目前在体育运动中还没有用无线通话的方式进行训练或比赛适时指导的器械问题。该训练器主要包括语音编解码和收发电路、MIC前置放大电路及电源转换电路。语音编解码和收发电路包括N个语音编解码电路B1～BN以及N个蓝牙语音收发电路A1～AN。它既接收来自运动员的语音信号，通过基带处理下变频、语音编解码电路数模转换、音频功率放大等，连接到教练员耳机系统的耳机；又发送教练员语音信号，经过对信号转换、放大、处理，送给佩戴蓝牙耳机的队员。该训练器用于球类、田径、游泳等多种项目的训练与比赛。
文档编号H04B5/00GK201061163SQ20062013646
公开日2008年5月14日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者庄奕琪, 徐亚军, 徐国富, 江茹莉, 旭 王 申请人:西安电子科技大学