專(zhuān)利名稱(chēng)：隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒及其接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于短距離無(wú)線(xiàn)通信音頻發(fā)射及接收裝置。

背景技術(shù)：
目前廣泛使用的無(wú)線(xiàn)發(fā)射及接收裝置，其工作頻率在甚高頻(VHF)至特高頻(UHF)或微波段，它的發(fā)射端和接收機(jī)都是在工作頻率上調(diào)制模擬音頻信號(hào)。大多數(shù)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒發(fā)射端與接收機(jī)的工作頻率都是固定的，用戶(hù)不能自行改變。最近有不少?gòu)S家生產(chǎn)的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒發(fā)射端和接收機(jī)設(shè)置了幾個(gè)工作頻率人工可調(diào)點(diǎn)，為多媒體教室的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒管理提供了不少的方便。但是，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒發(fā)射端頻點(diǎn)和接收機(jī)頻點(diǎn)都需要人為地去對(duì)頻或錯(cuò)開(kāi)。這樣若在大規(guī)模教室群如上百個(gè)教室在一起上課，區(qū)域緊湊，為無(wú)線(xiàn)話(huà)筒使用者帶來(lái)了諸多不便，頻點(diǎn)錯(cuò)不開(kāi)，因分發(fā)的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒數(shù)量多，時(shí)常為發(fā)錯(cuò)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒而影響教學(xué)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中有如下三種解決方案 (1)可以調(diào)節(jié)工作頻率的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒如2006年7月26日公開(kāi)的，公開(kāi)號(hào)為CN1808913，名稱(chēng)為“一種甚高頻至特高頻波段無(wú)線(xiàn)話(huà)筒”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，在無(wú)線(xiàn)話(huà)筒開(kāi)始工作時(shí)，發(fā)射器先對(duì)準(zhǔn)接收器，發(fā)送出一個(gè)包含工作頻率的紅外信號(hào)，接收器接收到該紅外信號(hào)后，按紅外信號(hào)所攜帶的信息改變接收器的工作頻率，使其與發(fā)射器的工作頻率一致。這種方式只是利用紅外信號(hào)所攜帶的發(fā)射器工作頻率信息，可以按照使用者對(duì)語(yǔ)音通信質(zhì)量的判斷，使接收器對(duì)工作頻率進(jìn)行切換。這種方式需要使用者根據(jù)自己聽(tīng)到的接收器放大后揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音信號(hào)質(zhì)量、有無(wú)干擾進(jìn)行判斷，再?zèng)Q定是切換工作頻率，這樣不斷進(jìn)行調(diào)整，直到挑選出滿(mǎn)意的工作頻率，即通信工作頻道。
這種方式需要使用者進(jìn)行判斷、不斷調(diào)整，使用起來(lái)還是很麻煩。另外，在使用過(guò)程中，通信頻道如受到外界干擾時(shí)，又需要進(jìn)行調(diào)整，會(huì)使講課或會(huì)議中斷。
(2)在無(wú)線(xiàn)話(huà)筒中設(shè)定一個(gè)唯一全球標(biāo)識(shí)單元，如2003年5月14日公開(kāi)的，公開(kāi)號(hào)為CN1417952，名稱(chēng)為“無(wú)線(xiàn)話(huà)筒系統(tǒng)、語(yǔ)音接收設(shè)備和無(wú)線(xiàn)話(huà)筒”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，多個(gè)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，每一個(gè)都具有一個(gè)話(huà)筒存儲(chǔ)區(qū)，話(huà)筒存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)一個(gè)唯一全球標(biāo)識(shí)單元，發(fā)射端發(fā)射該話(huà)筒的音頻信號(hào)和該全球標(biāo)識(shí)單元；語(yǔ)音接收設(shè)備接收來(lái)自話(huà)筒中的該音頻信號(hào)和全球標(biāo)識(shí)單元。該語(yǔ)音接收設(shè)備可以包括一個(gè)存儲(chǔ)部分，用于存儲(chǔ)一個(gè)標(biāo)識(shí)表，該標(biāo)識(shí)表包括與多個(gè)全球標(biāo)識(shí)單元相聯(lián)系的多個(gè)本地標(biāo)識(shí)單元。這樣，就實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒按全球標(biāo)識(shí)單元實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒按使用者意圖與含有一定范圍標(biāo)識(shí)符的接收機(jī)進(jìn)行通信。
這種方式在工廠(chǎng)制造時(shí)需設(shè)置一定的范圍的標(biāo)識(shí)符，即每一個(gè)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒標(biāo)識(shí)碼和標(biāo)識(shí)碼的存儲(chǔ)區(qū)，而且標(biāo)識(shí)表有限從而限制無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的使用數(shù)量，同時(shí)也限制無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的任意配對(duì)。
(3)設(shè)定每一對(duì)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒唯一的地址，如2008年1月30日公開(kāi)的，公開(kāi)號(hào)為CN101114859，名稱(chēng)為“數(shù)字無(wú)線(xiàn)話(huà)筒”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)，發(fā)射端通過(guò)采樣編碼電路將拾取的聲音信號(hào)，轉(zhuǎn)換成帶唯一地址的音頻數(shù)據(jù)包，發(fā)送到接收機(jī)；接收機(jī)將接收到的所述的帶唯一地址的音頻數(shù)據(jù)包，并送入數(shù)字解碼電路中，音頻數(shù)據(jù)包中的唯一地址與接收機(jī)預(yù)置地址進(jìn)行比較，如果匹配，則音頻數(shù)據(jù)包解碼，還原出模擬音頻信號(hào)；如果不匹配，就不接收。由于每一套數(shù)字無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的地址都是不相同的，該地址在發(fā)射端加入音頻數(shù)據(jù)包中，接收機(jī)只接收與地址匹配的音頻數(shù)據(jù)包。這樣，每一對(duì)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒都不發(fā)生沖突。
但是，每一對(duì)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒在制造時(shí)，發(fā)射端和接收機(jī)都要預(yù)置唯一的數(shù)字地址。這樣在制造時(shí)，每一套數(shù)字無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的地址都是不相同的，即每套數(shù)字無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的地址都是唯一的，不能實(shí)現(xiàn)任意配對(duì)，從而限制了這種無(wú)線(xiàn)話(huà)筒大規(guī)模地使用。因?yàn)椴坏珵樯a(chǎn)制造商造成要生產(chǎn)都不一樣的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒而產(chǎn)生記錄上的生產(chǎn)管理問(wèn)題，而且仍然沒(méi)有改變?nèi)鐐鹘y(tǒng)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒在大規(guī)模多媒體教室里使用時(shí)，帶來(lái)的管理上的不便。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒及其接收機(jī)，解決多媒體教室或會(huì)議室對(duì)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的管理問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)任意配對(duì)；同時(shí)，解決目前無(wú)線(xiàn)發(fā)射及接收裝置生產(chǎn)廠(chǎng)家為每一個(gè)話(huà)筒錯(cuò)開(kāi)頻點(diǎn)或錯(cuò)開(kāi)地址碼在制造過(guò)程中產(chǎn)生的不便。
本發(fā)明的一種隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，包括微控制器、拾音器、音量調(diào)節(jié)電路、音頻處理電路、信號(hào)混合模塊、跳頻序列模塊、射頻調(diào)制解調(diào)電路、射頻放大電路；拾音器輸出音頻信號(hào)經(jīng)音頻處理電路處理后，與微控制器發(fā)出的數(shù)字控制信號(hào)在信號(hào)混合模塊中進(jìn)行混合，經(jīng)射頻調(diào)制解調(diào)電路調(diào)制到工作頻率上，再經(jīng)射頻放大電路放大，發(fā)射出調(diào)制信號(hào)；微控制器根據(jù)用戶(hù)要求經(jīng)過(guò)音量調(diào)節(jié)電路向音頻處理電路發(fā)出音量控制信號(hào)，根據(jù)微控制器預(yù)存的跳頻序列模塊控制射頻調(diào)制解調(diào)電路的工作頻率；射頻放大電路接收接收機(jī)的應(yīng)答信號(hào)，經(jīng)射頻調(diào)制解調(diào)電路解調(diào)，通過(guò)信號(hào)混合模塊送到微控制器，微控制器根據(jù)應(yīng)答信號(hào)決定發(fā)送下一段音頻信號(hào)或者再重發(fā)音頻信號(hào)；其特征在于 還具有隨機(jī)信號(hào)生成電路、地址生成模塊和脈寬調(diào)制電路； 隨機(jī)信號(hào)生成電路在開(kāi)機(jī)或復(fù)位建立新的通信連接之后，受微控制器控制產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字信號(hào)； 地址生成模塊加載于微控制器中，開(kāi)機(jī)或復(fù)位建立新的通信連接之前，將微控制器FLASH中的公共地址碼，暫存在微控制器的RAM存儲(chǔ)器中；開(kāi)機(jī)或復(fù)位建立新的通信連接之后，采樣隨機(jī)數(shù)字信號(hào)并隨機(jī)生成私密地址碼，暫存在微控制器的RAM存儲(chǔ)器中，將RAM存儲(chǔ)器中的公共地址碼或私密地址碼作為數(shù)字控制信號(hào)的一部分在信號(hào)混合模塊中與音頻信號(hào)進(jìn)行混合； 脈寬調(diào)制電路在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，受微控制器控制產(chǎn)生一種直流電壓控制射頻放大電路的增益為最小，與近距離的接收機(jī)通信；在和接收機(jī)建立新的私密地址通信連接之后，受微控制器控制產(chǎn)生可變的直流電壓，控制射頻放大電路的增益大小，調(diào)節(jié)與接收機(jī)通信距離。
所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，其特征在于 還具有紅外發(fā)射電路；地址生成模塊在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，采樣隨機(jī)數(shù)字信號(hào)并隨機(jī)生成私密地址碼，暫存在微控制器的RAM存儲(chǔ)器中，通過(guò)紅外發(fā)射電路向接收機(jī)發(fā)送。
所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，其特征在于 所述地址生成模塊，隨機(jī)生成私密地址碼所使用的代數(shù)式為 X＝Xm+Xn+隨機(jī)信號(hào)生成電路產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)字信號(hào)； 式中，左邊的X為生成的地址碼，生成第一個(gè)地址碼時(shí)，先對(duì)式中右邊X賦十六進(jìn)制初值，繼后所產(chǎn)生的地址碼是以前一個(gè)地址碼為初值，m、n為正整數(shù)； 或者
式中，左邊的X為生成的地址碼。生成第一個(gè)地址碼時(shí)，先對(duì)式中右邊2個(gè)X各賦十六進(jìn)制初值，繼后所產(chǎn)生的地址碼是以前2個(gè)地址碼為初值，n、j為正整數(shù)，N為給定的正整數(shù)，0＜j＜n＜N-1。
所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，其特征在于，對(duì)于數(shù)字音頻 所述音頻處理電路由前置放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路組成，音頻信號(hào)經(jīng)前置放大電路放大后，再由A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)，送到信號(hào)混合模塊與微控制器發(fā)出的數(shù)字控制信號(hào)進(jìn)行封裝； 所述信號(hào)混合模塊為數(shù)字幀封裝模塊，將數(shù)字音頻信號(hào)與微控制器發(fā)出的數(shù)字控制信號(hào)進(jìn)行數(shù)字幀封裝； 所述隨機(jī)信號(hào)生成電路由微控制器和音頻處理電路中的A/D轉(zhuǎn)換電路取代，微控制器對(duì)A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字音頻流進(jìn)行采樣，作為數(shù)字隨機(jī)信號(hào)。
所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，其特征在于，對(duì)于模擬音頻 所述音頻處理電路為前置放大電路；所述信號(hào)混合模塊為信號(hào)混合電路。
本發(fā)明的一種隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)接收機(jī)，包括射頻放大電路、射頻調(diào)制解調(diào)電路、跳頻序列模塊、信號(hào)分離模塊、音頻還原電路、音量調(diào)節(jié)電路、微控制器、音頻放大電路；射頻放大電路將接收的調(diào)制信號(hào)送到射頻調(diào)制解調(diào)電路解調(diào)后，經(jīng)信號(hào)分離模塊分離為音頻信號(hào)和數(shù)字控制信號(hào)，其中音頻信號(hào)經(jīng)音頻還原電路還原、音頻放大電路放大后輸出；微控制器根據(jù)用戶(hù)要求經(jīng)過(guò)音量調(diào)節(jié)電路向音頻還原電路發(fā)出音量控制信號(hào)，根據(jù)微控制器預(yù)存的跳頻序列模塊控制射頻調(diào)制解調(diào)電路的工作頻率；其特征在于 還具有脈寬調(diào)制電路和地址比較模塊； 脈寬調(diào)制電路在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，受微控制器控制產(chǎn)生一種直流電壓控制射頻放大電路的增益為最小，與近距離的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒通信；在無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)建立新的私密地址通信連接之后，受微控制器控制產(chǎn)生可變的直流電壓，控制射頻放大電路的增益大小，調(diào)節(jié)與無(wú)線(xiàn)話(huà)筒通信距離； 地址比較模塊加載于微控制器中，接收信號(hào)分離模塊分離的數(shù)字控制信號(hào)，將其中的地址碼與微控制器的RAM中的公共地址碼或者私密地址碼比較，微控制器根據(jù)比較結(jié)果控制音頻還原電路是否還原音頻信號(hào)，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生正確接收或者錯(cuò)誤接收的應(yīng)答信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊，由射頻調(diào)制解調(diào)電路調(diào)制，通過(guò)射頻放大電路向無(wú)線(xiàn)話(huà)筒發(fā)送； 所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)接收機(jī)，其特征在于 還具有紅外接收電路，紅外接收電路在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，接收無(wú)線(xiàn)話(huà)筒發(fā)來(lái)的私密地址碼，暫存在微控制器的RAM存儲(chǔ)器中。
所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)接收機(jī)，其特征在于，對(duì)于數(shù)字音頻 所述音頻還原電路為D/A轉(zhuǎn)換電路，將信號(hào)分離模塊分離的數(shù)字音頻信號(hào)還原為模擬音頻信號(hào)。
所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)接收機(jī)，其特征在于，對(duì)于模擬音頻 所述信號(hào)分離模塊為信號(hào)分離電路，分離出模擬音頻信號(hào)和數(shù)字控制信號(hào)。
一般教室或會(huì)議室講臺(tái)與相鄰教室或會(huì)議室講臺(tái)之間的距離最短在5米以上，每一對(duì)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)如果同時(shí)使用，在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)距離在5米以上；如果距離在5米內(nèi)，只要每對(duì)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)即可；或者收發(fā)雙方通過(guò)紅外線(xiàn)傳輸連接初始化設(shè)置數(shù)據(jù)；本發(fā)明就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒與和接收機(jī)任意配對(duì)使用，與其它無(wú)線(xiàn)話(huà)筒不再發(fā)生串?dāng)_。
所有的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中都預(yù)置全部相同的地址碼，每一對(duì)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)在近距離(如5米內(nèi))使用，開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)的微控制器發(fā)送脈寬調(diào)制信號(hào)使雙方的射頻放大電路的增益為最小，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)先建立無(wú)沖突的工作頻率跳頻鏈接，同時(shí)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的音頻信號(hào)與數(shù)字控制信號(hào)(含地址碼)混合，調(diào)制到工作頻率上，經(jīng)射頻放大電路發(fā)射出去。接收機(jī)解調(diào)出音頻信號(hào)和數(shù)字控制信號(hào)，其中解調(diào)出的地址碼與接收機(jī)微控制器RAM存儲(chǔ)器里暫存的地址碼相比較，如相同就還原音頻信號(hào)，反之則停止還原，并返回接收正確或錯(cuò)誤的應(yīng)答數(shù)字控制信號(hào)。當(dāng)連接的收發(fā)雙方工作頻率和地址碼全部確認(rèn)相同后，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的微控制器讀入隨機(jī)發(fā)生器的隨機(jī)數(shù)字信號(hào)與某種工程算法相加，產(chǎn)生若干個(gè)字節(jié)新的隨機(jī)私密地址碼，發(fā)送到接收機(jī)，并暫存在接收機(jī)的微控制器的RAM存儲(chǔ)器里，從而錯(cuò)開(kāi)了公共地址碼，也就錯(cuò)開(kāi)了其它無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)。最后，收發(fā)雙方的微控制器發(fā)送可變的脈寬調(diào)制信號(hào)調(diào)節(jié)雙方射頻放大電路的增益大小，使無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)能在可變距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)正常的音頻傳輸。
或者所有的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中都預(yù)置全部相同的地址碼，開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的微控制器讀入隨機(jī)發(fā)生器的隨機(jī)數(shù)字信號(hào)與某種工程算法相加，產(chǎn)生若干個(gè)新的隨機(jī)私密地址碼，通過(guò)紅外發(fā)射電路發(fā)射出去。接收機(jī)的紅外接收電路接收發(fā)來(lái)的隨機(jī)私密地址碼后，暫存在接收機(jī)的微控制器的RAM存儲(chǔ)器里，從而錯(cuò)開(kāi)了公共地址碼，也就錯(cuò)開(kāi)了其它無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)。最后，收發(fā)雙方的微控制器發(fā)送可變的脈寬調(diào)制信號(hào)調(diào)節(jié)雙方射頻放大電路的增益大小，使無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)能在可變距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)正常的收發(fā)音頻傳輸。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)在大規(guī)模場(chǎng)合里任意一個(gè)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒能隨時(shí)隨地與任意的接收機(jī)配對(duì)使用，不與其它無(wú)線(xiàn)話(huà)筒裝置發(fā)生串?dāng)_；同時(shí)也因無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)都預(yù)置相同的公開(kāi)地址，為大規(guī)模生產(chǎn)同一個(gè)模式的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)帶來(lái)方便。



圖1是本發(fā)明原理框圖，其中粗箭頭為音頻流，細(xì)箭頭為微控制器發(fā)出或讀入控制信號(hào)流。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明優(yōu)選具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖1是本發(fā)明原理框圖，上半部分為無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，下半部分為接收機(jī)；每對(duì)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，使用距離在5米以上，或時(shí)間上有先后使用次序，或使用紅外線(xiàn)傳輸初始化連接設(shè)置，就可以正常工作。
在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的音頻信號(hào)與數(shù)字控制信號(hào)(含地址碼)混合，調(diào)制到工作頻率上，并通過(guò)功率放大發(fā)射出去；接收機(jī)在同一個(gè)工作頻率下接收調(diào)制信號(hào)，并解調(diào)出音頻信號(hào)和數(shù)字控制信號(hào)。然后，數(shù)字控制信號(hào)讀入微控制器處理，判斷無(wú)線(xiàn)話(huà)筒發(fā)來(lái)的地址碼與接收機(jī)微控制器RAM里暫存的地址碼是否相同，決定是否還原此時(shí)的音頻信號(hào)，同時(shí)發(fā)送確認(rèn)或錯(cuò)誤應(yīng)答數(shù)字控制信號(hào)。
無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)都預(yù)置有全部公開(kāi)的相同的地址碼。
無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，雙方的微控制器發(fā)出脈寬調(diào)制信號(hào)，使雙方的射頻放大電路增益設(shè)置在最小，雙方只能在5米內(nèi)的距離工作。因?yàn)殡p方預(yù)置有相同的地址碼，故無(wú)線(xiàn)話(huà)筒發(fā)出的調(diào)制信號(hào)可以被接收機(jī)接收，并返回正確應(yīng)答信號(hào)，表示雙方工作頻率和地址相同。然后，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒采樣隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器的數(shù)字信號(hào)，并與某種工程算法相加，產(chǎn)生的私密地址碼，發(fā)送到接收機(jī)，并暫存在接收機(jī)控制器的RAM存儲(chǔ)器里。最后，收發(fā)雙方的微控制器發(fā)出可變得脈寬調(diào)制信號(hào)，調(diào)節(jié)收發(fā)雙方的射頻放大電路的增益大小，從而調(diào)節(jié)雙方通信距離，并實(shí)現(xiàn)正常的音頻傳輸。
或者無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒采樣隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器的數(shù)字信號(hào)，并與某種工程算法相加，產(chǎn)生的私密地址碼，通過(guò)紅外發(fā)射電路，發(fā)送到接收機(jī)的紅外接收電路，把私密地址碼暫存在接收機(jī)微控制器的RAM存儲(chǔ)器里。最后，收發(fā)雙方的微控制器發(fā)出可變得脈寬調(diào)制信號(hào)，調(diào)節(jié)收發(fā)雙方的射頻放大電路的增益大小，從而調(diào)節(jié)雙方通信距離，并實(shí)現(xiàn)正常的音頻傳輸。
無(wú)線(xiàn)話(huà)筒產(chǎn)生隨機(jī)地址碼機(jī)制是無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的微控制器采樣隨機(jī)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的數(shù)字信號(hào)，與某種工程算法相加，生成私密地址碼，與其它無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)的地址碼碰撞的機(jī)率極低。比如說(shuō)，收發(fā)雙方都設(shè)置5個(gè)字節(jié)的地址碼，那么地址總數(shù)就會(huì)有1.1*1012個(gè)地址碼。
本發(fā)明可在模擬音頻和數(shù)字音頻兩種環(huán)境下實(shí)現(xiàn)任意配對(duì)的工作方式。
實(shí)施例1從無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的調(diào)制到接收機(jī)解調(diào)并還原都是模擬音頻信號(hào)，控制信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，其中包含地址碼。
在無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)，采用甚高頻(VHF)段或特高頻(UHF)段或微波段射頻電路收發(fā)模塊，后面接射頻放大電路。此種射頻放大電路含有直流增益控制端，由微控制器控制其增益大小。同時(shí)射頻電路收發(fā)模塊也接受微控制器提供跳頻序列圖案實(shí)現(xiàn)工作頻率跳頻，使收發(fā)雙方建立相同的頻率通信。在單片機(jī)微控制器的FLASH或EEPROM內(nèi)存儲(chǔ)器首先預(yù)置存儲(chǔ)全部公開(kāi)而相同的若干個(gè)字節(jié)地址碼。以單片機(jī)微處理器為例，在單片機(jī)微處理器當(dāng)中用C語(yǔ)言寫(xiě)好了一段程序，當(dāng)開(kāi)始工作時(shí)，單片機(jī)微處理器將地址碼等一些參數(shù)讀入FLASH或EEPROM或RAM片內(nèi)存儲(chǔ)器。通過(guò)單片機(jī)微處理器上的一些參數(shù)，對(duì)模擬音頻與數(shù)字控制信號(hào)混合電路、射頻收發(fā)模塊、功率放大模塊進(jìn)行初始化配置參數(shù)，如發(fā)射功率、發(fā)射頻率、發(fā)射信道跳頻圖等的初始參數(shù)，使其在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)收發(fā)雙方能在5米內(nèi)正常收發(fā)工作。隨后無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的微處理器使隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器工作，采樣隨機(jī)數(shù)字信號(hào)，與某種工程算法相加，產(chǎn)生隨機(jī)的若干個(gè)字節(jié)私密地址碼，并發(fā)送到接收機(jī)，隨后與其它對(duì)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)不再發(fā)生碰撞。
在本實(shí)施例中，由于無(wú)線(xiàn)話(huà)筒產(chǎn)生了唯一的隨機(jī)私密地址碼和跳頻擴(kuò)頻技術(shù)的方式實(shí)現(xiàn)了無(wú)沖突的模擬音頻功能，也就達(dá)到了任意配對(duì)的目的。收發(fā)雙方地址碼的不一致，模擬音頻傳輸就沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)，跳頻擴(kuò)頻技術(shù)又避免了同頻干擾，達(dá)到了防止串音和高密度環(huán)境下使用的目的。
實(shí)施例2無(wú)線(xiàn)話(huà)筒有A/D轉(zhuǎn)換器，把模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)，與無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的地址碼、同步碼、效驗(yàn)碼組成一個(gè)規(guī)定長(zhǎng)度的數(shù)字幀，再調(diào)制在工作頻率上。接收機(jī)有D/A轉(zhuǎn)換器，接收機(jī)解調(diào)出數(shù)字幀，分離出地址碼和數(shù)字音頻。其中數(shù)字音頻由D/A轉(zhuǎn)換器還原。
無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)，采用微波段的射頻收發(fā)模塊，如采用帶有DSP或CPLD或FPGA或ARM系列微處理器的射頻收發(fā)模塊。
無(wú)線(xiàn)話(huà)筒能接受A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字音頻，并帶含有直流增益控制端的射頻放大電路。在收發(fā)雙方開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，數(shù)字音頻信號(hào)與地址碼、同步碼、效驗(yàn)碼等組成一定長(zhǎng)度的數(shù)字幀，調(diào)制在工作頻率上，同時(shí)微控制器發(fā)出脈寬調(diào)制信號(hào)使射頻放大電路的增益為最小，再發(fā)射出去。在近距離(如5米內(nèi))的接收機(jī)因有相同預(yù)置的地址碼，可以建立新的連接。隨后，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒的微控制器采樣A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)字信號(hào)(相當(dāng)于隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器)，與某種工程算法相加，隨機(jī)產(chǎn)生若干個(gè)字節(jié)的私密地址碼，并隨數(shù)字控制信號(hào)一起發(fā)送到接收機(jī)。接收機(jī)收到私密地址碼后，就讀入微控制器RAM存儲(chǔ)器中，作為是否接收和還原后面數(shù)字音頻信號(hào)的地址識(shí)別碼。最后，收發(fā)雙方的微控制器發(fā)出可變的脈寬調(diào)制信號(hào)，調(diào)節(jié)射頻放大電路的增益大小，從而調(diào)節(jié)雙方的通信距離，隨后就能正常實(shí)現(xiàn)音頻傳輸。
在本實(shí)施例中，收發(fā)雙方開(kāi)機(jī)或復(fù)位后，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒產(chǎn)生私密隨機(jī)地址碼，并通過(guò)紅外發(fā)射電路發(fā)送到接收機(jī)的紅外接收電路，暫存在接收機(jī)的微控制器RAM存儲(chǔ)器中，作為是否接收和還原后面數(shù)字音頻信號(hào)的地址識(shí)別碼。最后，收發(fā)雙方的微控制器發(fā)出可變的脈寬調(diào)制信號(hào)，調(diào)節(jié)射頻放大電路的增益大小，從而調(diào)節(jié)雙方的通信距離，隨后就能正常實(shí)現(xiàn)音頻傳輸。
在本實(shí)施例中，收發(fā)雙方建立新的連接后，由于無(wú)線(xiàn)話(huà)筒產(chǎn)生了唯一的私密隨機(jī)地址碼和跳頻擴(kuò)頻技術(shù)的方式實(shí)現(xiàn)了無(wú)沖突的數(shù)字音頻功能，唯一的私密隨機(jī)地址碼的尋址匹配才會(huì)達(dá)到無(wú)沖突的通信，也就達(dá)到了傳輸音頻信號(hào)的目的。如果地址碼的不一致，音頻傳輸就不會(huì)實(shí)現(xiàn)，跳頻擴(kuò)頻技術(shù)又避免了同頻干擾，達(dá)到了防止串音和高密度環(huán)境下使用的目的。
在本實(shí)施例中，無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)都設(shè)有對(duì)應(yīng)的3種顏色指示燈，作為無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)握手識(shí)別信號(hào)；無(wú)線(xiàn)話(huà)筒設(shè)有3個(gè)按鍵，分別是放音/暫停鍵、音量減小鍵、音量增大鍵；無(wú)線(xiàn)話(huà)筒設(shè)有立體聲輔助輸入，為教師攜帶的MP3或CD機(jī)播放提供方便。
在本實(shí)施例中，在數(shù)字音頻部分設(shè)計(jì)的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒考慮了低壓低功耗的設(shè)計(jì)。經(jīng)系統(tǒng)測(cè)試，系統(tǒng)電流低于90mA，對(duì)于9v電池大小而容量為3300mAh鋰電池，可以可以至少連續(xù)使用35小時(shí)以上；同時(shí)采用手機(jī)充電器方式來(lái)對(duì)其供電，一個(gè)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒鋰電池可以使用若干年時(shí)間，為每一個(gè)教師分配一個(gè)無(wú)線(xiàn)話(huà)筒提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，包括微控制器、拾音器、音量調(diào)節(jié)電路、音頻處理電路、信號(hào)混合模塊、跳頻序列模塊、射頻調(diào)制解調(diào)電路、射頻放大電路；拾音器輸出音頻信號(hào)經(jīng)音頻處理電路處理后，與微控制器發(fā)出的數(shù)字控制信號(hào)在信號(hào)混合模塊中進(jìn)行混合，經(jīng)射頻調(diào)制解調(diào)電路調(diào)制到工作頻率上，再經(jīng)射頻放大電路放大，發(fā)射出調(diào)制信號(hào)；微控制器根據(jù)用戶(hù)要求經(jīng)過(guò)音量調(diào)節(jié)電路向音頻處理電路發(fā)出音量控制信號(hào)，根據(jù)微控制器預(yù)存的跳頻序列模塊控制射頻調(diào)制解調(diào)電路的工作頻率；射頻放大電路接收接收機(jī)的返回應(yīng)答信號(hào)，經(jīng)射頻調(diào)制解調(diào)電路解調(diào)，通過(guò)信號(hào)混合模塊送到微控制器，微控制器根據(jù)應(yīng)答信號(hào)決定是否發(fā)送下一段音頻信號(hào)或者再重發(fā)音頻信號(hào)；其特征在于
還具有隨機(jī)信號(hào)生成電路、地址生成模塊和脈寬調(diào)制電路；
隨機(jī)信號(hào)生成電路在開(kāi)機(jī)或復(fù)位建立新的通信連接之后，受微控制器控制產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字信號(hào)；
地址生成模塊加載于微控制器中，開(kāi)機(jī)或復(fù)位建立新的通信連接之前，將微控制器FLASH中的公共地址碼，暫存在微控制器的RAM存儲(chǔ)器中；開(kāi)機(jī)或復(fù)位建立新的通信連接之后，采樣隨機(jī)數(shù)字信號(hào)并隨機(jī)生成私密地址碼，暫存在微控制器的RAM存儲(chǔ)器中，將RAM存儲(chǔ)器中的公共地址碼或私密地址碼作為數(shù)字控制信號(hào)的一部分在信號(hào)混合模塊中與音頻信號(hào)進(jìn)行混合；
脈寬調(diào)制電路在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，受微控制器控制產(chǎn)生一種直流電壓控制射頻放大電路的增益為最小，與近距離的接收機(jī)通信；在和接收機(jī)建立新的私密地址通信連接之后，受微控制器控制產(chǎn)生可變的直流電壓，控制射頻放大電路的增益大小，調(diào)節(jié)與接收機(jī)通信距離。
2.如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，其特征在于
還具有紅外發(fā)射電路；地址生成模塊在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，采樣隨機(jī)數(shù)字信號(hào)并隨機(jī)生成私密地址碼，暫存在微控制器的RAM存儲(chǔ)器中，通過(guò)紅外發(fā)射電路向接收機(jī)發(fā)送。
3.如權(quán)利要求1或2所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，其特征在于
所述地址生成模塊，隨機(jī)生成私密地址碼所使用的代數(shù)式為
X＝Xm+Xn+隨機(jī)信號(hào)生成電路產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)字信號(hào)；
式中，左邊的X為生成的地址碼，生成第一個(gè)地址碼時(shí)，先對(duì)式中右邊X賦十六進(jìn)制初值，繼后所產(chǎn)生的地址碼是以前一個(gè)地址碼為初值，m、n為正整數(shù)；
或者
式中，左邊的X為生成的地址碼。生成第一個(gè)地址碼時(shí)，先對(duì)式中右邊2個(gè)X各賦十六進(jìn)制初值，繼后所產(chǎn)生的地址碼是以前2個(gè)地址碼為初值，n、j為正整數(shù)，N為給定的正整數(shù)，0＜j＜n＜N-1。
4.如權(quán)利要求3所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，其特征在于，對(duì)于數(shù)字音頻
所述音頻處理電路由前置放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路組成，音頻信號(hào)經(jīng)前置放大電路放大后，再由A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)，送到信號(hào)混合模塊與微控制器發(fā)出的數(shù)字控制信號(hào)進(jìn)行封裝；
所述信號(hào)混合模塊為數(shù)字幀封裝模塊，將數(shù)字音頻信號(hào)與微控制器發(fā)出的數(shù)字控制信號(hào)進(jìn)行數(shù)字幀封裝；
所述隨機(jī)信號(hào)生成電路由微控制器和音頻處理電路中的A/D轉(zhuǎn)換電路取代，微控制器對(duì)A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字音頻流進(jìn)行采樣，作為數(shù)字隨機(jī)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求3所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，其特征在于，對(duì)于模擬音頻
所述音頻處理電路為前置放大電路；所述信號(hào)混合模塊為信號(hào)混合電路。
6.一種隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)接收機(jī)，包括射頻放大電路、射頻調(diào)制解調(diào)電路、跳頻序列模塊、信號(hào)分離模塊、音頻還原電路、音量調(diào)節(jié)電路、微控制器、音頻放大電路；射頻放大電路將接收的調(diào)制信號(hào)送到射頻調(diào)制解調(diào)電路解調(diào)后，經(jīng)信號(hào)分離模塊分離為音頻信號(hào)和數(shù)字控制信號(hào)，其中音頻信號(hào)經(jīng)音頻還原電路還原、音頻放大電路放大后輸出；微控制器根據(jù)用戶(hù)要求經(jīng)過(guò)音量調(diào)節(jié)電路向音頻還原電路發(fā)出音量控制信號(hào)，根據(jù)微控制器預(yù)存的跳頻序列模塊控制射頻調(diào)制解調(diào)電路的工作頻率；其特征在于
還具有脈寬調(diào)制電路和地址比較模塊；
脈寬調(diào)制電路在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，受微控制器控制產(chǎn)生一種直流電壓控制射頻放大電路的增益為最小，與近距離的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒通信；在無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)建立新的私密地址通信連接之后，受微控制器控制產(chǎn)生可變的直流電壓，控制射頻放大電路的增益大小，調(diào)節(jié)與無(wú)線(xiàn)話(huà)筒通信距離；
地址比較模塊加載于微控制器中，接收信號(hào)分離模塊分離出數(shù)字控制信號(hào)，將其中的地址碼與微控制器的RAM中的公共地址碼或者私密地址碼比較，微控制器根據(jù)比較結(jié)果控制音頻還原電路是否還原音頻信號(hào)，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生正確接收或者錯(cuò)誤接收的應(yīng)答信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊，由射頻調(diào)制解調(diào)電路調(diào)制，通過(guò)射頻放大電路向無(wú)線(xiàn)話(huà)筒發(fā)送；
7.如權(quán)利要求6所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)接收機(jī)，其特征在于
還具有紅外接收電路，紅外接收電路在開(kāi)機(jī)或復(fù)位時(shí)，接收無(wú)線(xiàn)話(huà)筒發(fā)來(lái)的私密地址碼，暫存在微控制器的RAM存儲(chǔ)器中。
8.如權(quán)利要求6或7所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)接收機(jī)，其特征在于，對(duì)于數(shù)字音頻
所述音頻還原電路為D/A轉(zhuǎn)換電路，將信號(hào)分離模塊分離的數(shù)字音頻信號(hào)還原為模擬音頻信號(hào)。
9.如權(quán)利要求6或7所述的隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)接收機(jī)，其特征在于，對(duì)于模擬音頻
所述信號(hào)分離模塊為信號(hào)分離電路，分離出模擬音頻信號(hào)和數(shù)字控制信號(hào)。
全文摘要
隨機(jī)尋址自適應(yīng)跳頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒及其接收機(jī)，屬于短距離無(wú)線(xiàn)通信音頻發(fā)射及接收裝置，解決無(wú)線(xiàn)話(huà)筒和接收機(jī)任意配對(duì)問(wèn)題以及生產(chǎn)廠(chǎng)家在制造過(guò)程中的不便。本發(fā)明無(wú)線(xiàn)話(huà)筒，包括微控制器、拾音器、音量調(diào)節(jié)電路、音頻處理電路、信號(hào)混合模塊、跳頻序列模塊、射頻調(diào)制解調(diào)電路和射頻放大電路，還具有隨機(jī)信號(hào)生成電路、地址生成模塊和脈寬調(diào)制電路；本發(fā)明接收機(jī)包括射頻放大電路、射頻調(diào)制解調(diào)電路、跳頻序列模塊、信號(hào)分離模塊、音頻還原電路、音量調(diào)節(jié)電路、微控制器、音頻放大電路，還具有脈寬調(diào)制電路和地址比較模塊。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)大規(guī)模場(chǎng)合無(wú)線(xiàn)話(huà)筒與接收機(jī)任意配對(duì)，不與其它話(huà)筒發(fā)生串?dāng)_；同時(shí)為生產(chǎn)同一個(gè)模式的無(wú)線(xiàn)話(huà)筒與接收機(jī)帶來(lái)方便。
文檔編號(hào)H04B5/02GK101309088SQ20081004827
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者陸云龍, 張會(huì)銘, 雷志華 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)