專利名稱：單工紅外線傳感對答及對唱玩具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種玩具，特別是涉及一種能模擬人類對話及對唱的單工紅外線傳感對答及對唱玩具。
眾所周知，玩具在人類生活中占有重要的地位，特別是對少年兒童來說，玩玩具不僅可以促進(jìn)兒童的身心健康，而且有益于開發(fā)兒童智力，提高他們的想象力、刨造力和動手能力。隨著社會進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化，玩具設(shè)計制作也日益現(xiàn)代化，科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到玩具上，就使得玩具的科技含量不斷增加。特別是隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，廣大少年兒童對智能型玩具的需求也不斷增加，但目前真正投入市場的智能型玩具尚不多見，而能夠模擬人類對話和對唱的玩具則尚未出現(xiàn)。
本實用新型的目的在于提供一種能在兩個或兩個以上玩具間模擬人類對話及對唱；且具有操作靈活，對話準(zhǔn)確，抗干擾能力強(qiáng)，成本低等特點的單工紅外線傳感對答及對唱玩具。
本實用新型的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)在兩個或兩個以上玩具中分別裝有能發(fā)出問話語句的發(fā)射電路單元1和能發(fā)出應(yīng)答語句的接收電路單元2。
發(fā)射電路單元1包括可編程發(fā)射語音芯片IC1(11)，音頻放大電路12，載波調(diào)制電路13，紅外線發(fā)射器14及背景輔助電器電路15；接收電路單元2包括紅外接收器21，可編程接收語音芯片IC2(22)，音頻放大電路23及背景輔助電路24。
在發(fā)射電路單元中，音頻放大電路12、載波調(diào)制電路13、紅外線發(fā)射器14及背景輔助電路15均與可編程發(fā)射語音芯片IC1(11)相連接；接收電路單元中，紅外接收器21、音頻放大電路23及背景輔助電路24均與可編程接收語音芯片IC2(22)相連接。
上述各電路采用常規(guī)電路。
上述發(fā)射電路單元中-可編程發(fā)射語音芯片IC1中包括有發(fā)問語段組及對應(yīng)于每個語段地址的數(shù)據(jù)群首位判別碼和4位數(shù)據(jù)碼及輔助控制信號等幾部分。
-音頻放大電路12放大自發(fā)射語音芯片IC1的10腳輸出的音頻信號，以驅(qū)動喇叭。
-載波制電路13將編碼數(shù)據(jù)脈沖調(diào)至37。9Khz，以配合接收部分紅外接收光電子的中心頻率，使信號傳輸距離更遠(yuǎn)。
-紅外線發(fā)射器14采用紅外線光電管LED將數(shù)據(jù)脈沖轉(zhuǎn)換為紅外光電信號并發(fā)射出去。
-背景輔助電路15在發(fā)射語音芯片IC1的10腳輸出音頻信號時，同時自IC1的5腳和9腳輸出電平信以驅(qū)動馬達(dá)或發(fā)光二極管LED來強(qiáng)化其背景效果。
上述接收電路單元中-紅外接收器21將收到的紅外信號經(jīng)過放大、檢波后重整為數(shù)字脈沖形式輸出，而觸發(fā)可縮程接收語音芯片IC2(22)1腳。
-可編程接收語音芯片IC2的觸發(fā)腳位被首位判別碼脈沖觸發(fā)后，即接收四位數(shù)據(jù)碼兩次，并比較前后是否相同，然后由IC2的10腳輸出對應(yīng)于四位數(shù)據(jù)地址段的答話語音。而四位數(shù)據(jù)碼是預(yù)先縮訂安排的。
-音頻放大電路23放大來自接收語音芯片IC2的10腳輸出的音頻信號，以驅(qū)動喇叭發(fā)聲。
-背景輔助電路24將IC2輸出的信號經(jīng)放大后驅(qū)動發(fā)光二極管或燈泡發(fā)光以產(chǎn)生背景效果。
本實用新型整體電器電路的工作原理如圖4、圖5所示。將電源開關(guān)啟動，此時電路處于靜止等待狀態(tài)。按下發(fā)射電路上的按鍵KEY1，啟動發(fā)射語音芯片IC1。第一段問話音頻信號從IC1的10腳輸出，經(jīng)由三極管Q1A和電阻R2A組成的音頻放大電路放大后推動喇叭發(fā)出第一段問話，同時由IC1的5腳、9腳輸出電平信號，經(jīng)電阻R3A限流Q2A放大后，驅(qū)動發(fā)光二極管D1A、D2A發(fā)光以增強(qiáng)背景效果。
第一段問句結(jié)束的同時，立即自發(fā)射語音芯片的6腳、7腳分別輸出門控方波和連續(xù)兩次編碼信號，經(jīng)由JNBER4A、R5A、R6A、R7A，電容C2A、C3A及三極管Q3A、Q4A、Q5A、Q6A組成的載波電路13調(diào)制放大后，驅(qū)動紅外發(fā)射二極管D3A發(fā)出紅外信號，之后即進(jìn)入靜音等待答話狀態(tài)。
當(dāng)接收電路單元2中的紅外接收器PT(21)接收到信號并經(jīng)檢波、放大、整形后，由接收語音芯片IC2的1腳送入IC2進(jìn)行處理。
接收語音芯片IC2內(nèi)設(shè)程序?qū)斎氲男盘柦獯a，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)由IC2的10腳發(fā)出相應(yīng)的回答。同時，由IC2的5腳輸出電平信號，經(jīng)電阻R3B限流、三極管Q2B放大后，推動發(fā)光二極管DIB發(fā)光，答話完后即進(jìn)入靜音等待狀態(tài)，此時發(fā)射語音芯片IC1的預(yù)設(shè)靜音等待時間已到，由IC1的10腳發(fā)出第二段問話。...．，如此循環(huán)，直至預(yù)設(shè)的最后一段對話完成。
本實用新型具有如下積極效果一、操作的靈活性，在發(fā)射語音芯片IC1啟動后，在任意時刻按下按鍵KEY1即可中斷IC1的輸出。再按下KEY1鍵，又可使從初始狀態(tài)啟動，因此可隨意開關(guān)整個發(fā)送系統(tǒng)，體現(xiàn)了本實用新型的操作靈活性。
二、對話更準(zhǔn)確更具智慧性，將發(fā)射語音芯片IC1的第N段問話及對應(yīng)的接收接收語音芯片IC2的第N段答話預(yù)先安排成相同的組，且都使用相同的數(shù)據(jù)碼，經(jīng)發(fā)射-接收(編碼-解碼)后，任何問句均可得到正確的回答，使得兩玩具間的對話更具智慧性。
三、較強(qiáng)的抗干擾能力，為防止外界雜信的干擾，自發(fā)射語音芯片IC1所傳送的數(shù)據(jù)脈沖由判別碼及四位數(shù)據(jù)碼兩次的特殊格式所組成。當(dāng)接收語音芯片IC2接收到信號時，經(jīng)過核對判別碼以確定為數(shù)據(jù)信號時，方將輸入的四位數(shù)據(jù)碼與內(nèi)部預(yù)設(shè)的四位數(shù)據(jù)碼進(jìn)行比較后，才接收所輸出相應(yīng)的語段并進(jìn)行下去。否則判斷是外界雜訊而拒絕。因此具有防止外界雜訊干擾的能力。
四、應(yīng)用單工單向紅外技術(shù)，通過低成本達(dá)到了預(yù)期的效果。按鍵啟動發(fā)射語音芯片IC1后，它會輸出所有的問句，而每個問句間均安排有不同長度的靜音等待期，而每個問句后的靜音等待期相等于其答句的時間。這種預(yù)先的安排，使一問及其一答，非常類似人類的交談。所以使得發(fā)射單元與接收單元間的互動關(guān)系僅使用一套發(fā)射-接收電路，而不要兩套，就能達(dá)到雙向雙工的效果，因此大大降低了生產(chǎn)成本。


圖1是本實用新型外形示意圖。
圖2是本實用新型發(fā)射電路單元框圖。
圖3是本實用新型接收電路單元框圖。
圖4是發(fā)射電路單元原理圖。
圖5是接收電路單元原理圖。
下面將結(jié)合附圖詳述本實用新型的實施例。
在如圖1所示的一對玩具中，其中一個玩具內(nèi)裝有能發(fā)出問話語句的發(fā)射電路單元1，另一個玩具內(nèi)裝有能發(fā)出應(yīng)答語句的接收電路單元2，兩個玩具構(gòu)成能模擬人類進(jìn)行問答式對話的玩具。
發(fā)射電路單元1構(gòu)成如圖2所示，它包括可縮程發(fā)射語音芯片IC1(11)，音頻放大電路12，載波調(diào)制電路13，紅外線發(fā)射器14及背景輔助電器電路15。發(fā)射電路單元1電路如圖4所示，其中，可編程發(fā)射語音芯片IC1(11)包括有發(fā)問語段組及對應(yīng)于每個語段地址的數(shù)據(jù)群首位判別碼和4位數(shù)據(jù)碼及輔助控制信號等幾部分；音頻放大電路12包括電阻R2A和三極管Q1A。三極管Q1A的基極通過電阻接發(fā)射語音芯片IC1(11)的10腳，其集電極則與喇叭SPEAKER相接。從IC1的10腳輸出的音頻信號經(jīng)電阻R2A分流后，送到三極管Q1A的基極，然后從Q1A的集電極輸出，推動喇叭發(fā)聲；載波調(diào)制電路13包括電阻R4A、R5A、R6A、R7A，三極管Q3A、Q4A、Q5A，電容C2A、C3A等。三極管Q3A、Q4A的基極分別通過電阻R5A、R4A接發(fā)射語音芯片IC1的6腳，三極管Q2A基極接IC1的7腳，三極管Q2A的集電極分別與三極管Q3A、Q4A的發(fā)射極相連。編碼信號經(jīng)37。9KHZ載波調(diào)制后，由三極管Q4A的集電極輸出，并經(jīng)電阻R7A限流后送到三極管Q5A的基極進(jìn)行放大，放大后由Q5A的集電極輸出到紅外線發(fā)射二極管D3A的“負(fù)極”，由其發(fā)射出紅外信號。D3A的“正”極和電源“正”極串有電阻R8A，以保護(hù)D3A不至于因電流過大而燒壞；紅外線發(fā)射器14由紅外線發(fā)射管D3A構(gòu)成；背景輔助電路15由電阻R3A、三極管Q6A、二極管D1A、D2A組成。三極管Q6A基極經(jīng)電阻R3A接發(fā)射語音芯片IC1的5腳、9腳，其集電極接發(fā)光二極管D1A、D2A“正”極。從發(fā)射語音芯片IC1的5腳、9腳輸出的信號經(jīng)電阻流后，送到三極管Q6A的基極，放大后由集電極輸出到發(fā)光二極管D1A、D2A的“正”極，使其發(fā)光。
為使發(fā)射語音芯片IC1能正常工作，在IC1的14腳與電源正極之間接有振蕩電阻R1A。
接收電路單元2構(gòu)成如圖3所示，它包括紅外接收器21，可縮程接收語音芯片IC2(22)，音頻放大電路23及背景輔助電路24。接收電路單元2電路如圖5所示，其中，紅外接收器PT(21)是一個可將紅外信號接收、放大、檢波和整形的組合器件，其中心頻率與發(fā)射電路中的載波調(diào)制電路一致。它將接收到的紅外信號經(jīng)處理后由其1腳輸出送到接收語音芯片IC2的輸入端1腳；可編程接收語音芯片IC2內(nèi)設(shè)有判別碼及四位數(shù)據(jù)碼兩次的特殊格式，與外界雜訊格式無關(guān)；音頻放大電路23包括電阻R2B及三極管Q1B。三極管Q1B經(jīng)電阻R2B接接收語音芯片IC2的10腳，Q1B的集電極接喇叭SPEAKER。從IC2的10腳輸出的音頻信號經(jīng)電阻R2B分流后送入三極管Q1B的基極進(jìn)行放大，然后由Q1B的集電極輸出，推動喇叭發(fā)聲；背景輔助電路24包括電阻R3B、三極管Q2B及二極管D1B。從接收語音芯片IC2的5腳輸出的信號經(jīng)電阻R3B限流后，加到三極管Q2B的基極，經(jīng)Q2B將信號放大后由其集電極輸出到發(fā)光二極管D1B的“正”極，使發(fā)光二極管發(fā)光，以產(chǎn)生背景效果。
為使接收語音芯片IC2能正常工作，在IC2的14腳與電源正極間接有振蕩電阻R1B。
權(quán)利要求1.一種單工紅外線傳感對答及對唱玩具，其特征在于在兩個或兩個以上玩具中分別裝有能發(fā)出問話語句的發(fā)射電路單元(1)和能發(fā)出應(yīng)答語句的接收電路單元(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單工紅外線傳感對答及對唱玩具，其特征在于發(fā)射電路單元(1)包括可縮程發(fā)射語音芯片IC1(11)，音頻放大電路(12)，載波調(diào)制電路(13)，紅外線發(fā)射器(14)及背景輔助電器電路(15)；所述的接收電路單元(2)包括紅外接收器(21)，可編程接收語音芯片IC2(22)，音頻放大電路(23)及背景輔助電路(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單工紅外線傳感對答及對唱玩具，其特征在于在發(fā)射電路單元中，音頻放大電路(12)、載波調(diào)制電路(13)、紅外線發(fā)射器(14)及背景輔助電路(15)均與可編程發(fā)射語音芯片IC1(11)相連接；接收電路單元中，紅外接收器(21)、音頻放大電路(23)及背景輔助電路(24)均與可編程接收語音芯片IC2(22)相連接。
專利摘要一種能模擬人類對話及對唱的單工紅外線傳感對答及對唱玩具,它是在兩個或兩個以上玩具中分別裝有能發(fā)出問話語句的發(fā)射電路單元1和能發(fā)出應(yīng)答語句的接收電路單元2。發(fā)射電路單元1包括可編程發(fā)射語音芯片IC1(11),音頻放大電路12,載波調(diào)制電路13,紅外線發(fā)射器14及背景輔助電器電路15;接收電路單元2包括紅外接收器21,可編程接收語音芯片IC2(22),音頻放大電路23及背景輔助電路24。具有操作靈活,對話準(zhǔn)確,抗干擾能力強(qiáng),成本低等特點。
文檔編號H04B10/00GK2315728SQ9724564
公開日1999年4月21日 申請日期1997年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月9日
發(fā)明者丁韶煦 申請人:寶安區(qū)松崗允誼玩具禮品廠