專利名稱：低頻無線語音教學(xué)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子信息領(lǐng)域，具體涉及一種低頻無線語音教學(xué)設(shè)備。
技術(shù)背景目前，我國語音教學(xué)設(shè)備主要采用有線設(shè)備(包括多媒體語音室)。有線語音室教學(xué)設(shè)備需專門的教室，鋪設(shè)專線，將教師主控臺的語音教學(xué)音(視)頻信號送到學(xué)生電教桌。這種有線設(shè)備由于其設(shè)備龐大，布線十分復(fù)雜，價(jià)格昂貴，同時(shí)由于其布線接點(diǎn)多，建成后易銹蝕，故障多，線路維護(hù)維修難度大，維修費(fèi)用高昂，絕大多數(shù)中小學(xué)難堪其經(jīng)濟(jì)重負(fù)。故，無法普遍推廣應(yīng)用到全國每所學(xué)校，更不能應(yīng)用到每個(gè)教學(xué)班。
本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，目的在于為我國大、中、小學(xué)校提供一種利用低頻載波信號以地表面波的方式傳輸、不占用空中無線電波頻道、無須專設(shè)線路、信號穩(wěn)定、價(jià)廉物美、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可普遍推廣應(yīng)用到每所學(xué)校甚至每個(gè)教學(xué)班的低頻無線語音教學(xué)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是以下列方法來實(shí)現(xiàn)的教師主控機(jī)將調(diào)制有語音教學(xué)信號的低頻載波，經(jīng)功率放大輸出，由零地耦合發(fā)信器送入電力線網(wǎng)輻射到學(xué)生收發(fā)機(jī)，收發(fā)機(jī)將低頻載波解調(diào)還原為語音信號。當(dāng)學(xué)生回答教師提問時(shí)，通過其收發(fā)機(jī)中的發(fā)信器，將其語音信號無線發(fā)射到教師主控機(jī)中的接收器，由接收器解調(diào)還原為語音信號，從而實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)中師生之間的互動(dòng)式雙向交流。
為實(shí)現(xiàn)上述語音教學(xué)方法，本發(fā)明設(shè)計(jì)了以下設(shè)備每個(gè)低頻無線語音室設(shè)備包括一臺教師主控機(jī)，零地耦合發(fā)信器和若干(根據(jù)一個(gè)班的學(xué)生人數(shù)而定)學(xué)生收發(fā)機(jī)三部分。教師主控機(jī)由音頻放大器、發(fā)碼器、頻率合成器、低通濾波器、載波放大器、調(diào)頻收音器、無線接收器組成；其連接關(guān)系為調(diào)頻收音器輸出接音頻放大器，音信頻放大器和發(fā)碼器輸出接頻率合成器，頻率合成器輸出接低通濾波器，低通濾波器輸出接載波放大器，載波放大器輸出接零地耦合發(fā)信器，無線接收器接收學(xué)生應(yīng)答時(shí)回傳的語音信號；零地耦合發(fā)信器由網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配器、近地電極網(wǎng)絡(luò)、零地自動(dòng)識別器、電力線網(wǎng)中的接地線或零線構(gòu)成；其連接關(guān)系為教師主控機(jī)輸出接網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配器，阻抗匹配器輸出的一端接近地電極網(wǎng)絡(luò)，另一端接零地自動(dòng)識別器，零地識別器輸出接電力線網(wǎng)中的接地線或零線。學(xué)生收發(fā)機(jī)由低頻接收器、場強(qiáng)檢測器、音頻放大器、語音放大器、無線發(fā)射器、解碼器、號碼判決器和電源組成，其連接關(guān)系為低頻接收器接收教師主控機(jī)發(fā)來的低頻載波并解調(diào)還原為音頻信號，經(jīng)場強(qiáng)檢測器送音頻功率放大器放大，推動(dòng)揚(yáng)聲器(耳機(jī))發(fā)聲。無線發(fā)射器，將學(xué)生應(yīng)答時(shí)的語音信號發(fā)射到教師主控機(jī)中的無線接收器。解碼器和號碼判決器用來接收讀解識別由教師主控機(jī)發(fā)送來的應(yīng)答開機(jī)碼和關(guān)機(jī)碼，從而控制無線發(fā)射器的開關(guān)機(jī)，完成師生互動(dòng)式雙向交流。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、采用了低頻電磁波為教師主控機(jī)的載波，以地表面波的方式傳送語音信號，不占用空中無線電波頻道，不干擾空中無線電波和其他無線電設(shè)備。
2、本設(shè)備低頻載波信號穩(wěn)定可靠，分布均勻，無方向性，可超視距傳輸。
3、本設(shè)備為便攜式，移動(dòng)方便，不占用專門的教室，可在任何一間教室使用。
4、設(shè)備安裝無須鋪設(shè)導(dǎo)線，施工簡便，無線路維護(hù)維修，節(jié)約大量人力、物力、財(cái)力。
5、本設(shè)備建設(shè)成本低，建成一個(gè)相同功能的語音室比有線設(shè)備系統(tǒng)節(jié)約經(jīng)費(fèi)90％，可為各級各類中小學(xué)普遍推廣使用，尤其為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的我國中西部地區(qū)中小學(xué)提供了一種價(jià)廉物美，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的語音教學(xué)設(shè)備。
6、本發(fā)明采用低頻段超長波為載波，對學(xué)生無電磁波傷害，實(shí)為綠色產(chǎn)品。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明附

圖1為低頻無線語音室設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為教師主控機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；附圖3A、3B、3C為教師主控機(jī)電路圖；附圖4為零地耦合發(fā)信器結(jié)構(gòu)框圖；附圖5為零地耦合發(fā)信器電路圖；附圖6為學(xué)生收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；附圖7為學(xué)生收發(fā)機(jī)電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示低頻無線語音教學(xué)設(shè)備由教師主控機(jī)、零地耦合發(fā)信器和多個(gè)學(xué)生收發(fā)機(jī)A、B、C……N三部分構(gòu)成。工作方式如下教師通過操作主控機(jī)，將外語教學(xué)中的語音信號送入音頻放大器，經(jīng)放大的語音信號送入頻率合成器產(chǎn)生調(diào)制有語音信號的低頻載波，經(jīng)低通濾波器濾出高次諧波后，送入載波放大器進(jìn)行功率放大，放大后的已調(diào)載波輸出接入零地耦合發(fā)信器，幅射到學(xué)生收發(fā)機(jī)。學(xué)生收發(fā)機(jī)從地表空間獲得載波信號并解調(diào)還原為語音信號，經(jīng)音頻功率放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器(耳機(jī))。當(dāng)教師需對某學(xué)生提問時(shí)，通過發(fā)碼器，由教師主控機(jī)發(fā)送到學(xué)生收發(fā)機(jī)，收發(fā)機(jī)解碼判決并自動(dòng)打開學(xué)生收發(fā)機(jī)中的無線發(fā)射器，學(xué)生的應(yīng)答便通過無線發(fā)射器發(fā)射到教師主控機(jī)中的無線接收器，解調(diào)還原為該生的應(yīng)答語音信號，教師從耳機(jī)聽到學(xué)生的應(yīng)答，從而完成了師生雙向交流。同時(shí)，教師主控機(jī)將該學(xué)生的應(yīng)答，發(fā)送到全班其他學(xué)生的收發(fā)機(jī)，所有學(xué)生都聽到該生的應(yīng)答及教師的分析指正。
如圖2所示教師主控機(jī)由語音教學(xué)音源磁帶放音機(jī)、調(diào)頻收音機(jī)、發(fā)碼器、音頻放大器、頻率合成調(diào)制器、低通濾波器、載波功率放大組成。由語音教學(xué)音源輸出的語音信號接音頻放大器，音頻放大器放大的語音信號送頻率合成器調(diào)制為低頻載波，經(jīng)低通濾波器濾出高次諧波后輸出送載波功率放大器，經(jīng)放大的已調(diào)載波信號送入零地耦合發(fā)信器。
如圖3A、3B、3C所示的教師主控機(jī)電路，其發(fā)碼器由集成電路N5、N7，電容C19、20、38、39、50，電阻R39，電位器W4，晶體JT2組成；音頻放大器由電容C40-48，18、28，電阻R25-28、35、36、3，電位器W2，W7-11，運(yùn)算放大器N10A組成；頻率合成器由集成電路N1、N2，電阻R1、2、4、5、6、12、15、16，電容C1、2、3、5、6、10- 13、21、32，電位器W1組成；低通濾波器由電阻R17-24，電位器W6，電容C14-17、27、30、31，運(yùn)算放大器N4組成；載波放大器由電容C51-55、24、25，電阻R38-57，電位器W5、15，二極管由電容V9-12，三極管V1-8，集成電路N9組成；調(diào)頻收音器由電阻R8、9、13、31、74、75、64、62、72、65、60、58、32，電容C72、87、85、83、104、81、60、79、88、 89、34、94、69、82、73、71、70、65、96、98、61、57、100、56、集成塊N13A、N11，晶體T4，2電感L1、 3、5，電位器W12、16，二極管D13、14、7組成。無線接收器由電阻R11、68、71、76、66、 63、70、73、33、10、34、67、59、61，電容C4、77、35、111、105、109、106、93、91、90、107、80、95、74、36、66、 67、84；78、76、75、99、62、103、101、59、97、68、59、58，集成塊N12、N13B，晶體T3、5，三極管V13，二極管D8，電感L2、4組成。
如圖4所示，零地耦合發(fā)信器由網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配器，近地電極網(wǎng)絡(luò)、零地自動(dòng)識別器、電力線網(wǎng)中的接地線或零線構(gòu)成。教師主控機(jī)輸出的載波信號由網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配器進(jìn)行最佳阻抗匹配，匹配器的一端接入近地電極網(wǎng)絡(luò)，另一端經(jīng)零地識別器接入電力線網(wǎng)中的接地線或零線，從而在接地線或零線的接地端與近地電極網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)回路，通過電磁波單元幅射子的位移電流，激勵(lì)低頻電磁波在地表以地面波方式將語音教學(xué)信號傳送到學(xué)生收發(fā)機(jī)。
如圖5所示零地耦合發(fā)信器電路，其網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配器由磁性材料和絕緣導(dǎo)線制成的、T1、電容C24、25組成，零地自動(dòng)識別器由電容C22、23、和繼電器J1組成，近地電極網(wǎng)絡(luò)RC1、RC2組成，是由金屬材料埋設(shè)于地下潮濕處，或者由低壓電力線網(wǎng)中的接地線代替，電力線網(wǎng)利用用戶現(xiàn)場電力線網(wǎng)。
如圖6所示學(xué)生收發(fā)機(jī)，由低頻接收器、場強(qiáng)檢測器、音頻放大器、頭戴式一體化耳(機(jī))麥(克風(fēng))、語音放大器、解碼器、解碼判決器、無線發(fā)射器組成。教師主控機(jī)產(chǎn)生的已調(diào)載波經(jīng)零地耦合發(fā)信器發(fā)送到低頻接收器，接收解調(diào)還原為音頻信號，場強(qiáng)檢測器檢測到場強(qiáng)后打開通道，送入音頻放大器放大，推動(dòng)耳機(jī)發(fā)聲。當(dāng)教師需要某學(xué)生回答問題時(shí)，通過主控機(jī)的發(fā)碼器，發(fā)出該生收發(fā)機(jī)的碼號，收發(fā)機(jī)接收到本機(jī)碼后，解碼判決無誤時(shí)，便自動(dòng)開啟無線發(fā)射器，將學(xué)生應(yīng)答的語音信號，發(fā)射到教師主控機(jī)中的無線接收器解調(diào)還原為該生的語音信號，教師聽到該生的回答。同時(shí)，該生的回答通過教師主控機(jī)發(fā)送到全班學(xué)生的收發(fā)機(jī)，都會聽到該生的回答和老師的分析講解。
如圖7所示的學(xué)生收發(fā)機(jī)，其低頻接收器由電阻R1、5、6、7，17、18、20、21、29、 31、40、28、43、48、50，電容C1-7，9-13、20-25、42、43、46-48、61、64、66、67，二極管V3、4，三極管V1、2、9，電感T1、2、3，集成電路N1組成；語音放大和場強(qiáng)檢測器由R3、10、11、 19、23-26、39、41，集成電路N4，電容C36、37、38、49、50，電位器W3、4，插孔C23組成；音頻放大器由電阻R32-34，電容C8、14、15、26、27，集成電路N2，電感L4、5、6，電位器W1，插孔C21組成；解碼器由電阻R2、37、38，電容C18、19、31、34、35，集成電路N3，晶體JT1組成；判決器由集成電路N5、6，電阻R12、13、14、16、22、27、30，電容C20、30、32、53，三極管U1，開關(guān)K1組成；無線發(fā)射器由電阻R4、15、36、49、44-47，三極管U6、7，二極管D1，電容C51、54、56、39、45、59、58、62、55、57、40、44、60、65，電位器W2，電感L1-3組成。
權(quán)利要求1.低頻無線語音教學(xué)設(shè)備，包括教師主控機(jī)和學(xué)生收發(fā)機(jī)，其特征在于還包括零地耦合發(fā)信器，零地耦合發(fā)信器由網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配器、零地自動(dòng)識別器、近地電極網(wǎng)絡(luò)、電力線網(wǎng)中的接地線或零線構(gòu)成，其連接關(guān)系為教師主控機(jī)功率輸出一端接近地電極網(wǎng)絡(luò)，另一端接零地自動(dòng)識別器，識別器輸出接電力線網(wǎng)中的接地線或零線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻無線語音教學(xué)設(shè)備，其特征在于教師主控機(jī)由音頻放大器、發(fā)碼器、鎖相環(huán)數(shù)字頻率合成調(diào)制器、低通濾波器、載波功率放大器、調(diào)頻收音器、無線接收器、電源構(gòu)成，其連接關(guān)系為音頻放大器和發(fā)碼器輸出送頻率合成調(diào)制器，調(diào)制器輸出送載波功率放大器，放大器輸出接零地耦合發(fā)信器。
3根據(jù)權(quán)利要求2所述的低頻無線語音教學(xué)設(shè)備，其特征在于所述鎖相環(huán)數(shù)字頻率合成器由九位二進(jìn)制頻率預(yù)置開關(guān)K1，參考源晶體JT1，集成電路N1、N2，電阻R1、2、4、5、6、12、15、16，電容C1、2、3、5、6、10-13、21、32，電位器W1組成；低通濾波器由電阻R17-24，電位器W6，電容C14-17、27、30、31，運(yùn)算放大器N4組成；音頻放大器由電容C40-48、28、18，電阻R25-28、30、35、36、3，電位器W2、7-11，運(yùn)算放大器N10A組成；載波功率放大器由電容C51-55、24、25，電阻R38-57，電位器W5、15，二極管V9-12，三極管V1-8，集成電路N9組成；編碼器由集成電路N5-7，電容C19、20、38、39、50，電阻R37，電位器W4，晶體JT2組成；調(diào)頻收音器由電阻R8、9、13、31、74、75、64、62、72、65、60、58、32，電容C72、87、85、83、104、81、60、79、88、89、34、 94、69、82、73、71、70、65、96、98、61、57、100、56、集成塊N13A、N11，晶體T4，2電感L1、3、5，電位器W12、16，二極管D13、14、7組成。無線接收器由電阻R11、68、71、76、66、63、 70、73、33、10、34、67、59、61，電容C4、77、35、111、105、109、106，93、91、90、107、80、95、74、36、66、67、 84；78、76、75、99、62、103、101、59、97、68、59、58，集成塊N12、N13B，晶體T3、5，三極管V13，二極管D8，電感L2、4組成。
4根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻無線語音教學(xué)設(shè)備，其特征在于學(xué)生收發(fā)機(jī)由低頻接收器、解碼器，號碼判決器、音頻放大器、電源、無線發(fā)射器構(gòu)成；低頻接收器在N1中進(jìn)行高、中頻放大解調(diào)后，接入音頻放大器的音量電位W1和集成電路N2，音頻放大器輸出接耳機(jī)，解碼器、號碼判決器的控制端接無線發(fā)射器。
5根據(jù)權(quán)利要求4所述的低頻無線語音教學(xué)設(shè)備，其特征在于所述低頻接收器由電阻R1、5、6、7、17、18、20、21、29、31、40、28、43、48、50，電容C1-7、9-13、20-25、42、 43、46-48、61、64、66、67，二極管V3、4，三極管V1、2、9，電感T1、2、3，集成電路N1組成；解碼器由電阻R2、37、38，電容C18、19、31、34、35，集成電路N3，晶體JT1組成；判決器由集成電路N5、6電阻R12、13、14、16、22、27、30，電容C20、30、32、53，三極管U1，開關(guān)K1組成；音頻放大器由電阻R32-34，電容C8、14、15、16、26、27，集成電路N2，電感L4、5、6，電位器W1，插孔CZ1組成；語音放大器和場強(qiáng)檢測器由電阻R3、10、11、19、23-26、39、41，集成電路N4，電容C36、37、38、49、50，電位器W3、4，插孔CZ3組成；無線發(fā)射器由電阻R4、15、36、49、44-47，三極管V6、7，二極管D1，電容C51、54、56、39、45、59、58、62、55、57、40、44、60、65，電位器W2，電感L1-3組成。
6.如權(quán)利要求1、2或4所述低頻語音教學(xué)設(shè)備，其特征在于零地耦合發(fā)信器中的零地網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配器由磁性材料和絕緣導(dǎo)線制成的T1，電容C24、 25組成；零地識別器由電容C22、23，繼電器J1組成；近地接地電極網(wǎng)絡(luò)由金屬材料埋設(shè)于地下潮濕處；電力線網(wǎng)利用用戶現(xiàn)場電力線網(wǎng)。
7.如權(quán)利要求6所述低頻語音教學(xué)設(shè)備，其特征在于零地耦合發(fā)信器中的近地接地電極網(wǎng)絡(luò)也可由低壓電力線網(wǎng)中的接地線代替，電力線網(wǎng)利用用戶現(xiàn)場電力線網(wǎng)。
專利摘要本實(shí)用新型為一種低頻無線語音教學(xué)設(shè)備,該設(shè)備是由教師主控機(jī)、零地耦合發(fā)信器和學(xué)生收發(fā)機(jī)組成的一種低頻無線傳輸,互動(dòng)式,雙向交流的課堂語音教學(xué)設(shè)備。其課堂教學(xué)中的語音信號傳輸方法是:教師主控機(jī)產(chǎn)生調(diào)制有語音信號的低頻載波,通過零地耦合發(fā)信器送入電力線網(wǎng)輻射到學(xué)生收發(fā)機(jī),收發(fā)機(jī)將接收到的低頻載波解調(diào)還原為語音信號。當(dāng)學(xué)生應(yīng)答時(shí),收發(fā)機(jī)中的發(fā)信器會無線發(fā)射回傳給教師主控機(jī)中的無線接收器,并由其接收器解調(diào)還原為音頻信號,從而實(shí)現(xiàn)師生之間的互動(dòng)式雙向交流。
文檔編號H04B13/02GK2520614SQ0222140
公開日2002年11月13日 申請日期2002年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月22日
發(fā)明者鄒定武, 張安海 申請人:重慶新大地電子有限公司