专利名称：红外语音教学考试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型与利用红外线和无线电波的传输装置有关，尤其与双向语音教学传输装置有关。
已有的红外双向语音传输装置由一个装置主机和若干红外对讲机组成。在教室内每一个课桌上设置有一个红外对讲机及红外接收耳机。装置主机通过布设在教室前后系统安装槽板上的红外发射器发射教师的语音信号，由学生的红外接收耳机收听，装置主机通过布设在教室中间的数个红外接收头接收学生红外对讲机发射的学生语音信号，装置主机再把接收到的学生语音信号和教师的语音信号混合后发射给学生收听，该装置有如下缺点1，需布线，安装和维护费用高。
2，需在专用教室中进行，机动性差。
3，学生用红外对讲机的红外发射管耗电极大，电池更换频繁，使用不方便，成本高。
4，无法进行大面积统一听力考试。
本实用新型的目的是提供一种使用方便，功能多样，发射频率稳定，接收选择性高，可在学校大面积推广，成本低廉的红外语音教学考试装置。
本实用新型是这样实现的本实用新型红外语音教学考试装置中高频电波信号输入主机的接收解调器1解调还原成音频信号输入稳频调制器3，教学音频信号输入放大滤波器2，其输出至稳频调制器3，调制器3输出信号经红外发射驱动器4缓冲，放大后至红外发射管幅射器5中的各个红外发射管，个人用收发装置由红外接受装置和电波发射装置组成，红外接收装置有红外光/电转换器6，其输出接前置放大器7，放大器7的输出接解调滤波放大器8，放大器8输出音频信号，个人发出的音频信号一路输出到声控开关9，另一路输出到放大滤波器10 ，电路9、10的输出至稳频调制器11，调制器11的输出至发射、漶波幅射器12发出无线电波，所说的解调器1有接收天线ANI将电波信号送入高频滤波放大器Q5后再送入集成电路U6、U8、谐振晶体X1和选频开关S9-S22组成的电波信号解调选择频率合成器，输出的解调信号经运算放大器U7组成的缓冲滤波放大器得到声频信号送到稳频调制器3，所说的放大滤波器2由运算放大器U5组成，其输入接AVIN接口，其输出接晶体管Q1，Q4和集成电路U1，U2，U3，U4组成的稳频调制器3，晶体管Q1，Q4组成音频信号混合器，集成电路U1，晶体OSC组成基准频率发生器，集成电路U2集成电路U的输出接集成电路U3及分频开关S1-S8组成的分频器，分频器的输出与基准频率发生器的输出同时接入集成电路U2进行稳频处理，集成电路U2的输出同时还接入由Q2组成的滤波缓冲电路，滤波缓冲电路输出送晶体管Q3、红外发射管D1-D13组成的红外发射辐射器，红外光/电转换器6由红外光电二极管D2-D4组成，其输出接晶体管Q6-Q9、可调电感L1组成的前置放大滤波电路7，放大输出信号经电容C9馈入电路9的由集成电路U1，可调电感L3组成的解调器，其输出信号经由R7，C13组成的滤波器后输入集成功率放大器U10推动扬声器SP1，声音感受器MIC将说话声转成电信号送到集成电路U11组成的声控开关9和声放大滤波电路10，U11的输出接稳频调制器3的集成电路U12，U12的输出接发射滤波幅射器12，幅射器12由晶体管Q12、二极管D5，D6和电容、电感、电阻组成。
集成块U1为CD4060或MC14060或HC4060，U2为CD4060或MC14060或HC4046，U3，U4为LS161或HC161，U6为MC3362，U8为MC1451510或MC145152，U9为MC3361，U10为TDA2822或KA2209或NJM2073，U11为MC2830，U12为MC145166或MC145168。
本实用新型有如下优点①实用新型采用红外光辐射与电波辐射相结合使用的方式、实现了便携移动使用的特点及师生双向交流的要求。可根据教学实际情况改变教学进程及内容。
②红外光具有可见传播的特性，即不可穿透阻挡墙体而干扰其它教室。
③在多个系统中各自采用不同的具有高精度，高稳定性的高频辐射频率fR，靠控制电波发射器的辐射功率，提高电波接收器的选择性，即可以保证广泛推广本实用新型而不产生系统之间的干扰。
④红外发射部分与电波发射部分均采用频率合成稳频技术，保证了发射中心频率的高精度和高稳定性，克服了中心频率飘移而给接收带来的影响。
⑤不需要布线，电源价格低，可以使用现有的普通教室环境进的语音教学训练，可适用于各类教学单位使用，提高语言教学的教学效果。
⑥还可根据使用单位原有的广播辐射型教学辅助系统的不同，(如小型高频发射电台或低频或电波辐射系统)，配用专门的外置式接收装置，即可为本实用新型的使用者提供统一听力考试的听音环境。
如下是本实用新型的附图
图1是本实用新型的主机框图。
图2是本实用新型的个人用收发装置框图。
图3是主机接收解调器的电路原理图。
图4是主机其余部分的电路原理图。
图5个人用收发装置电路原理图。
如下是本实用新型的实施例本实用新型的主机由电波信号接收解调器1，教学声放大滤波器2，稳频调制器3与红外发射驱动器4及红外发射管辐射器5组成。
电波信号接收解调器1接收来自学生或教师收发装置的电波信号，解调还原成学生发言声音信号或教师授课声音信号；教学声放大滤波器2将教学播出的声音信号进行放大，并滤除噪声，稳频调制器3将解调器的输出信号和放大漶波器2的输出信号进行混合，并对红外发射副载波f0进行频率调制，产生一个已调频信号输出，f0是由调制器3中的频率稳定环节产生的高精度的频率；红外发射驱动器4将解调器3输出的正调频信号进行缓冲，放大，再去激励红外发射管辐射器5中的各个红外发射管，对外发射红外光。
个人用收发装置由红外接收和电波发射两部分组成其中红外接收由红外光/电转换器，前置放大滤波器7，解调、滤波、放大器8组成；电波发射器由声控开关9，声放大滤波器10，稳频调制器11及发射滤波、辐射器12组成。
红外光/电转换器6接收空间红外光，并转换成与主机的已调频信号一致的电信号再经由前置放大、滤波器7提纯信号送入解调滤波放大器8将已调频信号解调制，还原出原来的声信号，滤波放大输出，经由扬声器和收听者收听。
收听者说话声，经麦克风转换成电信号输入到声控开关9和声放大滤波器10。开关9将依据输入信号的大小决定稳频调制器是否工作。这样可以克服其它噪声对系统生产干扰；滤波器10将输出的电信号放大，并滤除附加的噪声后送往稳频调制器11；如果输入的电信号足够大，它将正常工作，产生一个中心频率为fR的高频已调频信号，经发射滤波辐射器12滤除杂波后形成电波辐射供主机接收。
本实用新型可由一个主机与若干个(取决于教学班人数)个人收接收置装置组成。语言教学内容由主机通过红外光辐射供所有收听人收听(包括学生与教师)，教师授课的声音、学生发言的声音由个人收发装置中的电波发射部分处理后发射，由主机的电波接收部分接收还原成音频电信号再通过红外光辐射供其它的收听者收听。
图三所示是主机内的电波信号接收解调电路(图一中(1)部分)的电路原理图。电波接收天线AN1接收到来自学生或教师的个人用收发器发出的电波信号，由Q5、L3、C29、C37、C38、C39、T1、R20、R21组成的高频滤波放大器进行放大、滤波，再送到集成电路U6进行解调；集成电路U8，谐振晶体X1选频开关S9～S22组成了电波信号解调选择频率合成器，它控制了电波接收部分的频率稳定性和信号选择性；集成电路U6是一个双变频式的调频信号解调集成电路，U6内部含有一个电压控制振荡器(VCO)，其振荡频率由从集成电路U8通R28、R29、R30、R27、C25、C27、C26送来的直流电压的控制，U6内部VCO产生的稳定的振荡信号在U6内部的第一混频器内与接收到的电波信号进行混频通过F2进行滤波，产生10.7MHz的第一中频信号，第一中频信号与由U8通过C24送来的频率10.245MH8的信号在U6内部的第二混频器进行第二级混频、送通过滤波器F1输出频率为455KH3的第二中频信号；455KHz的第一中频信号通过由U6内部的电路及L4、C33、R26共同组成的调频解器完成信号解调，通过R23、C36输出，再通过由运算放大器U7及R32、R33、R34、C41、C39、C40组成的缓冲滤波放大器放大得到对应于学生或教师说话声电信号AUD101后送往系统主机的稳频调制部分(图1中3)。
图四是主机其它部分的电路原理图。运算放大器U5及相关元件R16、R17、R18、R19、C11、C12、C13、C14组成了教学声放大滤波器部分(图1中2)，与教学内容相一致的电信号经输入接口AVIN送入，由以U5为主构成的放大漶波电路，放大后；晶体管Q1、Q4及集成电路U1、U2、U3、U4及相关及元件组成了稳频调制器部分(图一中(3))，其中Q1、Q4、R3、R4、C3、R24、R25、C15组合的音频信号混合器，完成将放大滤波后的教学信号与从电波接收解调部分(图1中(1))送来的说话声信号进行混合，集成电路U1晶体OSC及R6、C4、C5共同组成基准频率发生器，作为集成电路U2的鉴频基准信号；集成电路U2是一个锁相环电路它包含有鉴相器(PD)与电压控制振荡器(VCO)两部分电路；集成电路U3、U4及分频选择开关S1～S8组成一个分频器；其工作原理，U3、U4组成的分频器对U2的输出信号频率进行分频、分频大小预先通过开关S1～S2选定，分频器输出信号和由U1产生的基准频率一起送到U2的PD部分进行相位比较，比较输出信号通过由R1、R2、C1组成的环路滤波器滤波形成一直流电压信号，该直流电压信号再去控制U2的VCO部分的的振荡中心频率；通过Q1、Q4组成的混合器输出的声音混合信号送到U2，控制U2的VC的振荡频率的波动变化，从而完成产生频率调制信号的功能；U2输出的已调频信号经由Q2、R9、R10、R11、R12、R12、R15、C7、C6、C10组成的滤波缓冲电路(图一中4)的缓冲后，送往由Q3、R14、D1～D13组成的红外发射辐射器(图一中5)激励红外发射管对外发射红外光，红外发射管辐射器整体是由多组Q3、R14、D1～D13的电路结构组成的由于篇幅的限制，在这里仅画出了其中的一组。
图五是个人用收发装置的电路原理图。本实用新型的个人收发装置是一个整体的装置。
红外光电二极管D2、D3、D4及电阻R19组成了红外光/电转换器6；晶体管Q6、Q7、Q8、Q9，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R16、R17、R18、电容C5、C8、C10、C15、C17、C18、C19，可调电感L1，等组成了前置放大滤波部分7；放大输出的信号由电容C9馈入由集成电路U9，电阻R1，可调电感L3、电容C1、C2、C11共同组成的调频信号解调部分，解调输出的信号经由R7、C13滤波后由电位器RV1调节信号幅度大小后由集成功率放大器U10放大推动扬声器SP1发出声音。集成电路U9集成功放U10及其相关元件组成了解调、滤波放大器8。
声音感受器MIC将说话声转换成电信号送到由集成电路U11，电阻R8、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34、电容C36、C37、C38、C39、C40、C41，三极管D7组成的声控开关9及声放大滤波电路10，其中U11内部部分电路与R32、R33、D7、C40组成声控开关9，U3内部的其它电路与R8、R27、R28、R29、R30、R31、R34、C36、C37、C38、C39、C41组成声放大滤波电路10，声控开关的控制信号控制集成电路U12工作与否，集成电路U12，晶体管Q10，石英晶体X1，耦合变压器T2，电容C24、C21、C22、C23、C32、C34、C35电阻R9、R10、R23、R24、R25、R26变容二极管D1组成了稳频调制器11的核心部分频率合成器电路，晶体管Q12、二极管D5、D6，电阻R12～14，R21、R22，电容C29、C30、C31、C33完成稳频调制器对音频信号的隔离放大要求；晶体管Q12电感L2、L4，电阻R11、电容C20、C25、C26、C27，天线AN1组成发射滤波辐射器12。
权利要求1.红外语音教学考试装置，其特征在于高频电波信号输入主机的接收解调器(1)解调还原成音频信号输入稳频调制器(3)，教学音频信号输入放大滤波器(2)，其输出至稳频调制器(3)，调制器(3)输出信号经红外发射驱动器(4)缓冲，放大后至红外发射管幅射器(5)中的各个红外发射管，个人用收发装置由红外接收装置和电波发射装置组成，红外接收装置有红外光／电转换器(6)，其输出接前置放大器(7)，放大器(7)的输出接解调漶波放大器(8)，放大器(8)输出音频信号，个人发出的音频信号一路输出到声控开关(9)，另一路输出到放大滤波器(10)，电路(9)、(10)的输出至稳频调制器(11)，调制器(11)的输出至发射、滤波幅射器(12)发出无线电波，所说的解调器(1)有接收天线ANI将电波信号送入高频滤波放大器Q5后再送入集成电路U6、U8、谐振晶体X1和选频开关S9-S22组成的电波信号解调器，输出的解调信号经运算放大器U7组成的缓冲滤波放大器得到声频信号送到稳频调制器(3)，所说的放大滤波器(2)由运算放大器U5组成，其输入接AV1N接口，其输出接晶体管Q1，Q4和集成电路U1，U2，U3，U4组成的稳频调制器(3)，晶体管Q1，Q4组成音频信号混合器，集成电路U1，晶体OSC组成基准频率发生器，集成电路U2的输出接集成电路U3及分频开关S1-S8组成的分频器，分频器的输出与基准频率发生器的输出同时接入集成电路U2进行稳频处理，集成电路U2的输出同时还接入由Q2组成的滤波缓冲电路，滤波缓冲电路输出送晶体管Q3、红外发射管D1-D13组成的红外发射辐射器，红外光/电转换器(6)由红外光电二极管D2-D4组成，其输出接晶体管Q6-Q9、可调电感L1组成的前置放大滤波电路(7)，放大输出信号经电容C9馈入电路(9)的由集成电路U1，可调电感L3组成的解调器，其输出信号经由R7，C13组成的滤波器后输入集成功率放大器U10推动扬声器SP1，声音感受器MIC将说话声转成电信号送到集成电路U11组成的声控开关(9)和声放大滤波电路(10)，U11的输出接稳频调制器(3)的集成电路U12，U12的输出接发射滤波幅射器(12)，幅射器(12)由晶体管Q12、二极管D5，D6和电容、电感、电阻组成。
2.根据权利要求1所述的红外语音教学考试装置，其特征在于集成块U1为CD4060或MC14060或HC4060，U2为CD4046或MC14046或HC4046，U3、U4为LS161或HC161，U6为MC3362，U8为MC1451510或MC145152，U9为MC3361，U10为TDA2822或KA2209或NJM2073，U11为MC2830，U12为MC145166或MC145168。
专利摘要本实用新型为红外语音教学考试装置。高频信号输入主机的接收解调器1还原成音频信号输入稳频调制器3,输出教学音频信号到放大滤波器2,其输出至稳频调制器3。调制器3输出信号经红外发射驱动器4缓冲、放大后至红外发射管辐射器5中各个红外发射管。个人用收发装置由红外接收装置和电波发射装置组成,红外接收装置有红外光/电转换器6,其输出接前置放大器7,放大器7的输出接解调滤波放大器8,放大器8输出音频信号。个人发出的音频信号一路输出到声控开关9。另一路输出到放大滤波器10。电路9、10的输出至稳频调制器11,调制器11的输出至发射、滤波辐射器12发出无线电波。便携,可师生双向交流,适于大面积教学和考试使用。
文档编号H04B10/24GK2421779SQ99251869
公开日2001年2月28日 申请日期1999年12月30日 优先权日1999年12月30日
发明者杨泽林 申请人:四川省新普电子有限责任公司