一种无线传声器系统及无线发射装置的制作方法

本实用新型涉及无线通信领域，特别是一种无线传声器系统及无线发射装置。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，无线发射装置(例如无线麦克风)应用的场合也变得越来越多。电子科学技术的高速发展使得无线发射装置的工作变得越来越可靠。无线信号在传输过程中受物体的反射，使得其传播方向、振幅和相位等指标发生变化，最终与直线传播的信号叠加而产生多路径干扰，这种多路径干扰为瞬时干扰。除了多路径干扰以外，常常还存在其他的外部干扰。例如，由于频率资源越来越紧张，而越来越高的使用需求使得使用范围内的无线发射装置和接收装置数量增多，多个无线发射装置和接收装置之间容易产生相互干扰；还有其他的电磁器件也会产生不同程度的干扰。这种外部干扰常常是长时间存在的。目前大多数无线发射装置出现干扰时只能手工改变其接收装置的接收频率，势必会出现通信的中断，降低用户的使用体验和感知。当在重要场合使用时，无法保证使用的可靠性。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种无线传声器系统及无线发射装置，通过双通道同时传输不同频率的音频载波信号，在出现干扰时可以进行快速切换传输通道，并保证通信不中断。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种无线传声器系统，包括：

无线发射装置，输出两路不同频率的音频载波信号；

无线接收装置，与无线发射装置之间建立有载波频率不同的第一音频传输通道和第二音频传输通道；

所述无线发射装置输出两路不同频率的音频载波信号分别通过第一音频传输通道和第二音频传输通道传输至无线接收装置。

进一步，所述无线发射装置通过两路完全独立的频率合成电路产生两个载波频率，经相同一路传声器信号放大处理，分别调制两路频率合成电路产生两个调频频率，再经过功率放大后输出所述两路不同频率的音频载波信号，且所述两路不同频率的音频载波信号的调制信号来源和调制参数一致；所述两路不同频率的音频载波信号分别通过第一音频传输通道和第二音频传输通道发射至无线接收装置，所述无线接收装置利用与第一音频传输通道和第二音频传输通道相对应的频率解调还原两路音频信号。

进一步，所述无线发射装置包括拾音器、拾音放大器、第一频率合成电路、第二频率合成电路、放大器、第一音频调制器、第二音频调制器、第一mcu和功率放大器，所述拾音器与拾音放大器连接，所述拾音放大器分别通过所述第一频率合成电路和第二频率合成电路连接所述放大器，所述放大器分别连接所述第一音频调制器和第二音频调制器，所述第一音频调制器和第二音频调制器分别与所述第一mcu连接，所述第一音频调制器和第二音频调制器分别产生两个不同的音频载波信号发送至所述功率放大器放大后输出。

进一步，所述第一音频调制器或者第二音频调制器包括第一pll和第一vco，所述第一pll连接所述第一vco，所述第一vco连接所述放大器，所述第一pll和第一vco分别连接所述第一mcu。

进一步，所述第一频率合成电路或者第二频率合成电路包括预加重电路和动态压扩器，所述拾音放大器、预加重电路、动态压扩器和放大器依次连接。

进一步，所述第一音频调制器和第二音频调制器产生的两个音频载波信号交替输入到所述功率放大器中。

进一步，所述无线接收装置包括两路解调电路，所述解调电路包括lna放大器、第一混频器、第三频率合成电路、第二混频器、if放大器和fm解调器，所述lna放大器、第一混频器、第二混频器、第二放大器和fm解调器依次连接，所述第三频率合成电路连接在所述第一混频器和第二混频器之间；还包括第二mcu和用于选择其中一路解调电路的信号输出的选择开关，所述第三频率合成电路、fm解调器和选择开关分别与所述第二mcu连接。

进一步，第三频率合成电路包括a路第一vco、a路pll和a路第二vco，所述a路第一vco、a路pll和a路第二vco依次连接，所述a路第一vco连接所述第一混频器，所述a路第二vco连接第二混频器，所述a路pll连接所述第二mcu。

进一步，所述无线发射装置和无线接收装置之间建立有用于传输控制信号的数据通道。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种无线发射装置，包括第一mcu、拾音器、功率放大器、用于分别输出两路不同频率的音频载波信号的第一音频调制器和第二音频调制器，所述第一音频调制器和第二音频调制器输入来自拾音器的同一音频信号，所述功率放大器分别与所述第一音频调制器和第二音频调制器的输出端连接，所述第一音频调制器和第二音频调制器分别与第一mcu连接。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：本实用新型提出的一种无线传声器系统及无线发射装置，通过在无线发射装置和无线接收装置之间建立两条音频传输通道，分别传输不同频率的音频载波信号，并且利用同一无线发射装置发射不同频率的音频载波信号，当其中一条音频传输通道存在干扰时，可以切换到另外一条信息传输通道进行信号传输，从而保证出现干扰时通信不中断，有效提高用户的体验以及使用的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一种无线传声器系统第一实施例的简要原理框图；

图2是本实用新型一种无线传声器系统第二实施例的简要原理框图；

图3是本实用新型一种无线传声器系统的一个实施例中无线发射装置的原理框图；

图4是本实用新型一种无线传声器系统的一个实施例中无线接收装置的原理框图；

图5是本实用新型一种无线传声器系统的一个实施例中两个音频载波信号交替输入到功率放大器中的示意图；

图6是本实用新型一种无线传声器系统的一个实施例中预加重电路的原理图；

图7是本实用新型一种无线传声器系统的一个实施例中去加重电路的原理图。

具体实施方式

参照图1所示，本实用新型一种无线传声器系统的第一实施例，包括无线发射装置100与无线接收装置200，无线发射装置100用于输出两路不同频率的音频载波信号；无线接收装置200用于与无线发射装置100之间建立有载波频率不同的第一音频传输通道和第二音频传输通道；无线发射装置100输出两路不同频率的音频载波信号分别通过第一音频传输通道和第二音频传输通道传输至无线接收装置200。

进一步，无线发射装置100通过两路完全独立的频率合成电路产生两个载波频率，经相同一路传声器信号放大处理，分别调制两路频率合成电路产生两个调频频率，再经过功率放大后输出两路不同频率的音频载波信号，且两路不同频率的音频载波信号的调制信号来源和调制参数一致；两路不同频率的音频载波信号分别通过第一音频传输通道和第二音频传输通道发射至无线接收装置200，无线接收装置200利用与第一音频传输通道和第二音频传输通道相对应的频率解调还原两路音频信号。

参照图3，无线发射装置100包括拾音器110、拾音放大器120、第一频率合成电路130、第二频率合成电路140、放大器150、第一音频调制器160、第二音频调制器170、第一mcu180和功率放大器190，拾音器110与拾音放大器120连接，拾音放大器120分别通过第一频率合成电路130和第二频率合成电路140连接放大器150，放大器150分别通过第一音频调制器160和第二音频调制器170连接功率放大器190，第一音频调制器160和第二音频调制器170分别与第一mcu180连接。第一mcu180可以采用型号为stm8s105的单片机，由于该单片机的引脚连接方案及对应的功能为现有技术，在此不再赘述。在其他实施例中，也可以采用其他型号的单片机，在此不作限定。

具体地，第一音频调制器160包括第一pll161和第一vco162，第一pll161连接第一vco162，第一vco162连接放大器150，第一pll161和第一vco162分别连接第一mcu180；第二音频调制器170与第一音频调制器160的结构相同，第二音频调制器170包括第二pll171和第二vco172，第二pll171连接第二vco172，第二vco172连接放大器150，第二pll171和第二vco172分别连接第一mcu180。pll即锁相环，vco即压控振荡器，其具体结构为现有技术，在此不展开说明。

具体地，第一频率合成电路130与第二频率合成电路140均包括预加重电路和动态压扩器，拾音放大器120、预加重电路、动态压扩器和放大器150依次连接。参照图6，预加重电路的具体结构为本领域中的常规技术，在此不展开说明。而动态压扩器可以采用现有技术中的sa572，在此也不展开说明。

第一频率合成电路130和第二频率合成电路140分别产生两个载波频率，经放大器150放大处理后，第一音频调制器160和第二音频调制器170分别进行调制，产生两个不同的音频载波信号。第一mcu180向第一pll161和第一vco162、第二pll171和第二vco172发送对应的控制信号，以控制其调制参数。

进一步地，第一音频调制器160和第二音频调制器170产生的两个音频载波信号交替输入到功率放大器190中。第一音频调制器160和第二音频调制器170产生的两个音频载波信号可以同时输入到功率放大器190中，或者分别通过两个功率放大器190进行放大输出，但是上述方式两个音频载波信号之间会出现相互的干扰，影响其信号质量。因此，采用交替输入的方式，具体来说就是将其中一个音频载波信号进行延时输入，例如，参照图5，第一音频载波信号的持续时长为8ms，则第二音频载波信号从第一音频载波信号输入后的第6ms才开始输入，因此两个音频载波信号同时输入的持续时间为2ms，人耳一般分辨不出，从而有效降低两个音频载波信号输入时产生的相互之间的干扰。当然，第二音频载波信号也可以从第一音频载波信号输入后的第7ms开始输入，只要保证两个音频信号重叠的时长在1ms-2ms即可，在此不做限定。

参照图4，无线接收装置200包括a、b两路解调电路，其中a路解调电路包括a路lna放大器211、a路第一混频器212、第三频率合成电路213、a路第二混频器214、a路if放大器215和a路fm解调器216，a路lna放大器211、a路第一混频器212、a路第二混频器214、a路if放大器215和a路fm解调器216依次连接，第三频率合成电路213连接在a路第一混频器212和a路第二混频器214之间；b路解调电路包括b路lna放大器221、b路第一混频器222、第四频率合成电路223、b路第二混频器224、b路if放大器225和b路fm解调器226，b路lna放大器221、b路第一混频器222、b路第二混频器224、b路if放大器225和b路fm解调器226依次连接，第三频率合成电路213连接在b路第一混频器222和b路第二混频器224之间；还包括第二mcu230和用于选择其中一路解调电路的信号输出的选择开关240，第三频率合成电路213、第四频率合成电路223、a路fm解调器216、b路fm解调器226和选择开关240分别与第二mcu230连接。其中，a路fm解调器216和b路fm解调器226可以采用现有技术中的kt0613芯片，在此不再赘述。

具体地，第三频率合成电路213包括a路第一vco2131、a路pll2132和a路第二vco2133，a路第一vco2131、a路pll2132和a路第二vco2133依次连接，a路第一vco2131连接第一混频器，a路第二vco2133连接第二混频器，a路pll2132连接第二mcu230；第四频率合成电路223包括b路第一vco2231、b路pll2232和b路第二vco2233，b路第一vco2231、b路pll2232和b路第二vco2233依次连接，b路第一vco2231连接第一混频器，b路第二vco2233连接第二混频器，b路pll2232连接第二mcu230。

a、b两路解调电路分别接收来自无线发射装置100的两个音频载波信号，两路解调电路和两个音频载波信号没有硬性的对应关系，每路解调电路负责接收一个音频载波信号即可，在本实施例中，a路解调电路接收第一音频传输通道的音频载波信号，b路解调电路接收第二音频传输通道的音频载波信号。下面以a路解调电路为例说明其工作原理。来自无线发射装置100的音频载波信号通过a路lna放大器211进行放大，与a路第一vco2131产生的震荡频率进行第一次混频，得到第一if信号，第一if信号再与a路第二vco2133产生的震荡频率进行第二次混频，得到第二if信号，第二if信号再输入到a路fm解调器216中进行解调，还原出音频信号。b路解调电路的工作原理与a路解调电路的一致，在此不再赘述。

无线接收装置200判断第一音频传输通道和第二音频传输通道的音频载波信号质量，选择音频载波信号质量较好的一路音频载波信号输出。无线接收装置200检测第一音频传输通道或第二音频传输通道的音频载波信号未持续低于设定标准时，则不断比较第一音频传输通道和第二音频传输通道的音频载波信号质量，选择音频载波信号质量较好的一路音频载波信号进行解调输出。参照图5，输出的音频信号可以通过现有技术中的选择开关240进行选择，例如，选择开关240的开关端241分别连接a路fm解调器216和b路fm解调器226的输出端，第二mcu230通过不断比较的音频载波信号质量，控制选择开关240接通该音频传输通道对应的fm解调模块进行输出。选择开关240可以采用cd4053，而第二mcu230对于选择开关240的控制，可以采用三极管进行控制信号的放大，例如：npn三极管的基极连接第二mcu230的控制信号发送引脚，发射极接地，集电极连接选择开关240的控制端242，选择开关240的开关端241分别连接a路fm解调器216和b路fm解调器226的输出端，若选择开关240的开关端241接收到第二mcu230的控制信号，即可根据第二mcu230的控制信号接通对应的fm解调器进行音频信号的还原输出。

具体地，无线接收装置200通过检测第一音频传输通道和第二音频传输通道音频载波信号的信噪比和/或场强来确定音频载波信号质量，具体方式可以将解调后的音频载波信号经过ad转换，通过芯片或者门电路进行电压比较，同时可以通过第二mcu230设定音频载波信号的质量标准值。为进一步提高检测的准确性，可以同时对音频载波信号进行频谱分析，结合信噪比和/或场强进一步确定音频载波信号质量。若需要对音频载波信号进行频谱分析，可以利用现有技术中的fpga器件接收经过ad转换后的音频载波信号进行分析，该fpga器件与第二mcu230连接。

无线发射装置100和无线接收装置200分别设置有用于相互之间进行远程通信的通信模块，建立数据通道，使得无线接收装置200可以向无线发射装置100发送控制信号。通信模块可以采用现有技术中的2.4g模块，无线接收装置200与无线发射装置100之间以此建立控制信号通道，无线接收装置200检测到第一音频传输通道或第二音频传输通道的音频载波信号质量持续低于设定标准时，判断为该音频传输通道受到环境干扰，此时屏蔽该音频传输通道，维持输出另一个音频传输通道的音频载波信号，无线接收装置200将音频载波信号质量低于设定标准的音频传输通道进行跳频，并通过控制信号通道向无线发射装置100发送跳到对应频率的跳频指令，无线发射装置100响应跳频指令调节输出到低于设定标准的音频传输通道的音频载波信号频率。

具体地，以a路解调电路为例，需要跳频时，第二mcu230发送控制信号给a路pll2132，a路pll2132进而控制a路vco改变其震荡频率，并且，无线接收装置200通过数据通道向无线发射装置100发送跳频指令，第一mcu180收到跳频指令后，向与a路解调电路对应的第一音频调制器160发送跳频指令，第一pll161进而控制第一vco162改变其震荡频率，使得a路解调电路与第一音频调制器160的工作频率一致，双方重新握手建立通信。

进一步地，a路fm解调器216或者b路fm解调器226输出的音频信号，还依次经过去加重电路、动态压扩器和输出放大器处理后输出。参照图7，去加重电路的具体结构为本领域中的常规技术，在此不展开说明。

参照图2所示，本实用新型的第二实施例，包括无线发射装置100、无线接收装置200和控制主机，同样地，无线发射装置100用于输出两路不同频率的音频载波信号；无线接收装置200用于与无线发射装置100之间建立有载波频率不同的第一音频传输通道和第二音频传输通道；无线发射装置100输出两路不同频率的音频载波信号分别通过第一音频传输通道和第二音频传输通道传输至无线接收装置200。

无线接收装置200判断第一音频传输通道和第二音频传输通道的音频载波信号质量，选择音频载波信号质量较好的一路音频载波信号输出。无线接收装置200检测第一音频传输通道或第二音频传输通道的音频载波信号未持续低于设定标准时，则不断比较第一音频传输通道和第二音频传输通道的音频载波信号质量，选择音频载波信号质量较好的一路音频载波信号输出。

控制主机用于向无线发射装置100和无线接收装置200发送控制指令，无线接收装置200检测到第一音频传输通道或第二音频传输通道的音频载波信号质量持续低于设定标准时，判断为该音频传输通道受到环境干扰，此时屏蔽该音频传输通道，维持输出另一个音频传输通道的音频载波信号，并向控制主机发送通知信号，然后控制主机分别向无线接收装置200和无线发射装置100发送跳频指令，无线接收装置200将音频载波信号质量低于设定标准的音频传输通道进行跳频，无线发射装置100响应跳频指令调节输出到低于设定标准的音频传输通道的音频载波信号频率。

以下对本实用新型第一实施例的详细工作原理做进一步的说明。

无线发射装置100与无线接收装置200之间设置有第一音频传输通道和第二音频传输通道，无线发射装置100向无线接收装置200分别发射不同频率的音频载波信号，无线接收装置200通过读取第一音频传输通道和第二音频传输通道的信噪比和/或场强，从而判断对应传输通道的音频载波信号质量。

首先在无线接收装置200上预设好判断音频载波信号质量的指标值、音频载波信号质量低于预设标准的持续时间阈值以及跳频间隔值。

当第一音频传输通道和第二音频传输通道的信号质量均不低于设定标准的时候，无线接收装置200会选择音频载波信号质量较好的音频传输通道进行输出，并且持续检测上述指标的情况。

当无线接收装置200检测到第一音频传输通道和第二音频传输通道其中一路的音频载波信号质量低于设定标准时，持续进行检测，如果该音频传输通道的音频载波信号质量在预设的时间阈值内重新高于设定标准，则判断为出现多路径干扰，此时无线接收装置200仅选择音频载波信号质量较好的音频传输通道进行输出，不进行其他操作。

当无线接收装置200检测到第一音频传输通道和第二音频传输通道其中一路的音频载波信号质量低于设定标准时，持续进行检测，如果该音频传输通道的音频载波信号质量超过预设的时间阈值后仍然低于设定标准，则判断为出现外部干扰，此时无线接收装置200会屏蔽音频载波信号质量持续低于设定标准的通道，同时维持另外一条通道音频载波信号的正常输出。无线接收装置200接着将持续低于设定标准通道的接收频率进行跳频，跳到与原接收频率相差预设间隔值的频率，然后对此频率进行检测，假如仍存在外部干扰，则再根据预设间隔值进行持续跳频，直到跳到一个不存在外部干扰的频率为止。无线接收装置200跳频结束后会向无线发射装置100发送一个跳频指令，无线发射装置100接收到跳频指令后也将发射频率改变为与无线接收装置200的接收频率一致，双方握手激活音频传输通道，重新建立双通道通信。

以下对本实用新型第二实施例的详细工作原理做进一步的说明。

与第一实施例相比，第二实施例中加入了控制主机，无线发射装置100与无线接收装置200统一由控制主机进行控制，无线发射装置100与无线接收装置200之间仅仅传输音频载波信号。

无线发射装置100与无线接收装置200之间设置有第一音频传输通道和第二音频传输通道，无线发射装置100向无线接收装置200分别发射不同频率的音频载波信号，无线接收装置200通过读取第一音频传输通道和第二音频传输通道的信噪比和/或场强，从而判断对应传输通道的音频载波信号质量。

首先通过控制主机预设好判断音频载波信号质量的指标值、音频载波信号质量低于预设标准的持续时间阈值以及跳频间隔值。

当第一音频传输通道和第二音频传输通道的信号质量均不低于设定标准的时候，无线接收装置200会选择音频载波信号质量较好的音频传输通道进行输出，并且持续检测上述指标的情况。

当无线接收装置200检测到第一音频传输通道和第二音频传输通道其中一路的音频载波信号质量低于设定标准时，持续进行检测，如果该音频传输通道的音频载波信号质量在预设的时间阈值内重新高于设定标准，则判断为出现多路径干扰，此时无线接收装置200仅选择音频载波信号质量较好的音频传输通道进行输出，不进行其他操作。

当无线接收装置200检测到第一音频传输通道和第二音频传输通道其中一路的音频载波信号质量低于设定标准时，持续进行检测，如果该音频传输通道的音频载波信号质量超过预设的时间阈值后仍然低于设定标准，则判断为出现外部干扰，此时无线接收装置200会屏蔽音频载波信号质量持续低于设定标准的通道，同时维持另外一条通道音频载波信号的正常输出。同时无线接收装置200会向控制主机发送一个通知信号，控制主机向无线接收装置200和无线发射装置100发送跳频指令，无线接收装置200接着将持续低于设定标准通道的接收频率进行跳频，跳到与原接收频率相差预设间隔值的频率，然后对此频率进行检测，假如仍存在外部干扰，则再根据预设间隔值进行持续跳频，直到跳到一个不存在外部干扰的频率为止。无线发射装置100接收到跳频指令后也将发射频率改变为与无线接收装置200的接收频率一致，双方握手激活音频传输通道，重新建立双通道通信。

为提高跳频效率，也可以将控制主机连接频谱分析仪，对无线接收装置200和无线发射装置100的现场频谱资源进行全面分析，得出信号质量最好的频率，控制主机发送跳频指令给无线接收装置200和无线发射装置100直接进行跳频。

通过在无线发射装置100和无线接收装置200之间建立两条音频传输通道，分别传输不同频率的音频载波信号，并且利用同一无线发射装置100发射不同频率的音频载波信号，可以选择其中信号较好的一路通道进行通信。当检测到其中一路持续存在干扰时，可以自动切换到另外一路进行音频载波信号传输，并改变出现持续干扰的通道的频率，从而保证两路音频载波信号均处在可通信状态，实现“备份”功能，出现干扰时保证无线发射装置100与无线接收装置200的通信不中断，有效提高用户的体验以及使用的可靠性。

以上，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。