专利名称：数码光电拾音器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器，特别是一种利用光电传感进行声音振动信号检拾，并将其转换成电信号输出的光电转换检拾装置。
现有的声音振动信号检拾装置，主要采用晶体式、压电式、电磁式三种，其中晶体式和压电式因频响太差已被淘汰。电磁式信号检拾装置较多地应用于电磁式拾音头和动圈式话筒。电磁式拾音头由小型高导磁率磁体、唱针、线圈等部份组成，磁体由针杆带动，当唱针检拾到某一声道信号时，该声道小磁体在线圈内产生运动，切割磁力线，感应出一随音纹信号变化的感应电势，作为信号输出。动圈式话筒由音圈、护网、受音膜、软铁、磁钢等部份组成，当声波作用到受音膜上，使音膜产生上下振动，与音膜相连的音圈也随着上下振动，由于音圈是置于高磁通密度的磁隙中，它将切割磁力线，并在线圈两端产生随振动而变化的电压信号。
电磁式信号检拾装置的输出电压信号随磁体振动速度的变化而变化，振动速度越快(即频率越高)输出电压就越高，但当振动频率较低时，即使检拾到的信号振幅很大，输出电压也很低，且电压波形失真很大，当频率足够低时，可认为无输出。但当频率足够高时，又会寄生高次谐波。可见，此类检拾装置即使检拾到了声音信号，也不可能将它如实地转换成电压信号。
本实用新型的目的是为克服现有技术所存在的缺点，而设计一种新的声音振动信号检拾装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种数码光电拾音器，由壳体、电池盒、开关、输出插头、拾音和电子电路等部份组成，电子电路部份包括有集成微晶振荡器XCO，前置电平接口电路IC1，模数转换电路IC2，时钟发生器IC3，数字音频接口电路IC4，光电耦合器IC5，稳压电路IC6、IC7，以及外部电子原件，由光发射器和光敏接收器组成拾音部份，可在每一声道设置至少一个以上的光发射器和光敏接收器，其特征在于光发射器和光敏接收器设在壳体的上部，其前面设有集声腔和传感膜，传感膜固定在集声腔的后部，光反射膜直接镀涂在传感膜上，光发射器和光敏接收器的中心线相交于传感膜的中点；光发射器受微晶振荡器、时钟发生器控制，发出光脉冲，经聚光后投射到传感膜上形成焦点，经传感膜的声音振动信号调制后，被传感膜上的光反射镜折射到光敏接收器中点，由光敏接收器转换成电信号，再经前置电平接口电路放大后送到模数转换器进行差分放大、取样、量化，在时钟发生器控制下进行编码，输出到数字音频接口电路，再经数模转换还原成声音。
集声腔的外面制成双曲线形，集声腔的背面板上设有均压小孔，集声腔的前面是防护罩。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点采用了前置集声腔，有助于提高检拾灵敏度。将光反射膜直接镀涂在传感膜上，既降低了传感膜的重量，又可改善传感膜的频率特性。利用光的折射原理，将传感膜微弱的振动转换成光迹的大幅度移动，达到放大振动信号的目的。用振动信号调制光脉冲，将振动信号转换成数码方波方式，真实地检拾和传输振动信号，并且数码方波抗干扰性能好，能方便地滤除杂波。故本拾音器不但失真小，而且信噪比高。
图1是本实用新型的原理框图2是实施例之一的整体结构示意图图3是图2实施例的电原理图。
下面依照附图对本实用新型作详细的说明图1示出本实用新型的工作原理，它是由光发射器7发出稳定频率和强度的光脉冲，由声波调制该脉冲(通过传感膜8)，光敏接收器6所接收的是被声波调制的光脉冲，光敏接收器输出的光电流或电压信号由电子器件(前置处理器9、模数转换器10)进行模数转换，输出代表声波信号的数码信息，由辅助设备实现数码记录或经过数模转换，放大还原成声音。图中标号13是振荡器，11是开关K，12是电源。
图2为实施例之一的结构示意，其外壳21的下部设有电池盒16和盒盖17，外壳底部是连接套18和输出插头19，电路板20设在外壳内的后部，在外壳内的上部设置光发射器7、光敏接收器6、传感膜8、集声腔15和防护罩14，光发射器与光敏接的收器互成一定角度设置，保证两器中心线的交点落在其前方传感膜的中点，传感膜上涂有光反射膜，集声腔15的外面制成双曲线形，传感膜8固定在集声腔后部的板22上，其板上还开有均压小孔。
图3中，标号7为光发射器，6为光敏接收器，XCO为微晶振荡器，IC1为前置电平接口电路，IC2为模数转换电路，IC3为时钟发生器，IC4为数字音频接口电路，IC5为光电耦合器，IC6、IC7分别为正负稳压器，K为电源开关。其使用的主要集成电路型号为IC2－－AK5339，IC3－－74HC590，IC4－－TC9231，IC1－－运放电路，现有的模数转换IC电路品种很多，还可根据需要选用其它型号，达到同一目的。下面根据电原理图作简要说明。
开关K接通后，XCO微型晶体振荡器即起振，输出频率很稳定的晶振信号到时钟发生器IC3的第11脚，由IC3分频后由相关脚输出不同的时钟信号分别控制系统各部份的工作。
由IC3第7脚输出的主时钟到IC2的第20脚，经IC2内部1／2分频处理后由21脚输出，一路直接到23脚，另一路经R1控制三极管T1的导通与截止，使光发射器发出受时钟信号控制的光脉冲。经传感膜8(图中未画出)调制后由光敏接收器转换成电信号，其输出的电信号由C2耦合到IC1的第3脚，经放大后由6脚输出。根据IC2的技术要求调节R6可得到合适的接口电平(若是光敏接收器6输出的电平足够高时，可取消该接口电路，由C2直接耦合到IC2的第2脚。
模数转换主要由IC2及其外围原件完成，IC2第4脚为模拟正电源输入，第5脚为模拟负电源输入，第8脚、第25脚为数字部份电源输入，第20脚为主时钟输入，第21脚为1／2主时钟输出，第23脚为1／2主时钟输入，第2、27脚为信号输入端(本IC为双声道模数转换器，由于只用其中一个声道，故将另一声道短接入地，相关元件省略)。第15脚为串行数据时钟，第16脚为数据输出，其余各脚根据需要接地或空着。
IC1输出的信号经C3、R7输入IC2第2脚，经内部差分放大、取样、量化，在时钟的控制下进行编码，由16脚输出数据到IC4的第2脚，IC4为DAI数字音频接口电路，它在时钟的控制下完成对IC2送来的数字信号进行处理，连同时钟同步信号由15脚送往三极管T2基极，由光电耦合器IC5输出适合DAT的数字信息。
本实施例的工作过程是电源通过开关K向系统供电，微晶振荡器XCO产生高频方波推动光发射器发出高频光脉冲，经聚光后投射到传感膜上形成焦点，并由传感膜上的光反射镜折射到光敏接收器中点(零点)。
声波通过防护罩14、集声腔15作用在传感膜8上，使其振动，随着传感膜的振动，反射到光敏接收器上的光脉冲束也就扫过不同的面积。光敏接收器输出的光电流或电压信号经前置处理器进行量化，并经模数转换器编码，输出代表振动信号的数码方波。由导线传输给辅助数码设备实现数码记录或经数模转换还原成声音。
权利要求1.一种数码光电拾音器，它包括壳体(21)，壳体内设有电池盒(16)、开关(11)、输出插头(19)和拾音、电子电路部份；电子电路部份包括有集成微晶振荡器(XCO)，前置电平接口电路(IC1)，模数转换电路(IC2)，时钟发生器(IC3)，数字音频接口电路(IC4)，光电耦合器(IC5)，稳压电路(IC6，IC7)和外部电子原件；由光发射器(7)和光敏接收器(6)组成拾音部份，其特征在于光发射器(7)和光敏接收器(6)装在壳体的上部，其前面设有集声腔(15)和传感膜(8)，传感膜上涂有光反射膜；光发射器和光敏接收器的中心线相交于传感膜的中点；光发射器受微晶振荡器(XCO)、时钟发生器(IC3)控制，发出光脉冲，经传感膜(8)接受的声音振动信号调制后由光敏接收器转换成电信号，再经前置电平接口电路(IC1)放大后送到模数转换器(IC2)进行差分放大、取样、量化，在时钟发生器(IC3)控制下进行编码，输出到数字音频接口电路(IC4)，再经数模转换还原成声音。
2.按照权利要求1所述的数码光电拾音器，其特征在于集声腔(15)的外面制成双曲线形，集声腔的背面板上设有均压小孔。
专利摘要本实用新型属于一种利用光电传感进行声音振动信号检拾，并将其转换成电信号输出的光电转换检拾装置。它由壳体、电子电路及光发射器、光敏接收器等部分组成。在光发射器和接收器的前面设有集声腔和传感膜，利用光的折射原理，将传感膜微弱的振动信号转换成光迹的大幅度移动，达到放大振动信号的目的。这种拾音器不但失真小，而且信噪比高。
文档编号H04R9/12GK2184301SQ93239758
公开日1994年11月30日 申请日期1993年12月20日 优先权日1993年12月20日
发明者胡文全 申请人:胡文全