CN208657082U - 简易无线数字扩音装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种简易无线数字扩音装置，包括互相分离的音频信号接收装置和功放装置，音频信号接收装置包括采集模块、输入处理模块和射频发射模块；功放装置包括输出处理模块和分别与输出处理模块电性连接的射频接收模块和功率放大模块；本实用新型简易无线数字扩音装置的音频信号接收装置与功放装置互相分离独立设置，而且二者通过互相配合的射频发射和接收模块无线连接，使用过程中，可仅将音频信号接收装置置于使用者的身上，将功放装置固定放置即可，使用方便，而且由于射频信号的传输距离比较长，可达数十米，可适应大多数教室使用；另外，射频信号传输所需功耗比较小，节省电源。

Description

简易无线数字扩音装置

技术领域

本实用新型涉及扩音设备技术领域，尤其涉及一种结构简单的简易无线数字扩音装置。

背景技术

无线扩音设备是采用无线通讯技术来实现无线扩音的一种科技产品，广泛用于教育、会议等各方各业，尤其在教育行业，无线扩音设备可用于有效保护老师嗓子，预防急、慢性咽炎，让学生公平受教育。现在用于教学的无线扩音器一般以红外线、蓝牙、WIFI等传输媒介进行信号传输，采用红外技术的产品有方向性，发射器必须对准接收器，并且中间不能有阻挡物。距离一般不超过7米，蓝牙虽然没有方向性，但是功耗比较大，WIFI的成本又比较高，通过比较，如果将射频技术应用在无线扩音设备上将非常适合教学使用，采用射频技术的产品是用无线电波来传送控制信号的，它的特点没有方向性，可以不“面对面”控制、距离远，可达数十米，而且功耗特别低，省电。发射器和接收器之间只要没有能起屏蔽作用的金属阻挡物，就可正常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于射频传输的简易无线数字扩音装置，采用射频传输信号，结构简单，特别适合用于教学场所。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种简易无线数字扩音装置，包括互相分离的音频信号接收装置和功放装置，所述音频信号接收装置包括采集模块、输入处理模块和射频发射模块，所述输入处理模块分别与所述采集模块和所述射频发射模块电性连接，所述采集模块用于采集外部音频信号，所述输入处理模块用于对所述采集模块输入的音频信号进行发射前的数据处理，所述射频发射模块用于以射频方式将音频信号发送给所述功放装置；所述功放装置包括输出处理模块和分别与所述输出处理模块电性连接的射频接收模块和功率放大模块，所述射频接收模块用于接收所述射频发射模块发送的音频信号数据，所述输出处理模块用于将所述射频接收模块接收的音频信号处理后发送给所述功率放大模块。

与现有技术相比，本实用新型简易无线数字扩音装置的音频信号接收装置与功放装置互相分离独立设置，而且二者通过互相配合的射频发射和接收模块无线连接，使用过程中，可仅将音频信号接收装置置于使用者的身上，将功放装置固定放置即可，使用方便，而且由于射频信号的传输距离比较长，可达数十米，可适应大多数教室使用；另外，射频信号传输所需功耗比较小，节省电源。

较佳地，所述采集模块包括传声器、第一运放单元和音频输入端；所述传声器与所述第一运放单元电性连接，所述传声器用于将声音信号转换为电信号；所述第一运放单元的输出端与所述音频输入端电性连接，经过所述第一运放单元放大后的音频信号经由所述音频输入端输入到所述输入处理模块。

较佳地，所述音频输入端上设置有标准音频输入接口，所述标准音频输入接口用于与外部的音频连接器连接，所述音频输入端还电性连接有一第二运放单元，当外部的音频连接器插入所述标准音频输入接口时，所述第一运放单元被短路，所述第二运放单元为所述标准音频输入接口接收的音频信号提供信号放大作用。

较佳地，所述标准音频输入接口为3.5mm音频接口。

较佳地，所述第二运放单元通过一滑动变阻器与所述音频输入端连接，所述滑道变阻器用于调节音频信号失真度。

较佳地，所述功放装置还包括设置在所述输出处理模块和所述功率放大模块之间的低通滤波模块。

附图说明

图1为本实用新型实施例简易无线数字扩音装置的原理示意图。

图2为本实用新型实施例采集模块的具体电路图。

图3为本实用新型实施例简易无线数字扩音装置之音频信号接收装置的接口原理图。

图4为本实用新型实施例简易无线数字扩音装置之功放收装置的接口原理图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、结构特征、实现原理及所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1所示，本实用新型公开了一种简易无线数字扩音装置，包括互相分离的音频信号接收装置和功放装置，音频信号接收装置包括采集模块10、输入处理模块11和射频发射模块12，输入处理模块11分别与采集模块10和射频发射模块12电性连接，采集模块10用于采集外部音频信号，输入处理模块11用于对采集模块10输入的音频信号进行发射前的数据处理，射频发射模块12用于以射频方式将音频信号发送给功放装置。功放装置包括输出处理模块20和分别与输出处理模块20电性连接的射频接收模块21和功率放大模块22，射频接收模块21用于接收射频发射模块12发送的音频信号数据，输出处理模块20用于将射频接收模块21接收的音频信号处理后发送给功率放大模块22。

本实用新型简易无线数字扩音装置的音频信号接收装置的工作过程为：采集模块10采集外部声音，并将声音信号转换为对应的电信号，然后采集模块10将采集到的音频信号输送给输入处理模块11，输入处理模块11经过数据处理后发送给射频发射模块12，射频发射模块12将经过处理的音频信号发射给功放装置。功放装置上的射频接收模块21接收射频发射模块12发射的音频信号后输出给输出处理模块20，输出处理模块20经过数据处理后发送给功率放大模块22，本实例中该功率放大模块22为一扬声器。

音频信号接收装置与功放装置互相分离独立设置，而且二者通过互相配合的射频发射和接收模块无线连接，使用过程中，可仅将音频信号接收装置置于使用者的身上，将功放装置固定放置即可，使用方便，而且由于射频信号的传输距离比较长，可达数十米，可适应大多数教室使用。另外，射频信号传输所需功耗比较小，节省电源。本实施例中，输入处理模块11包括A/D采样器110和输入数据处理器111，输出处理模块20包括输出数据处理器201和PWM调制器200，其中，如图3和图4所示，输入数据处理器111和输出数据处理器201均采用AVR系列的ATmega8单片机，ATmega8是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega8的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，16MHz时性能高达16MIPS，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾，工作电压2.7-5.5V,内部集成8路10位ADC、SPI串行接口、16位带PWM调制输出的定时器、512字节的EEPROM，其内部资源能满足音频信号接收装置和功放装置对处理器的要求。另外，射频发射模块12和射频接收模块21所采用的射频芯片为NRF24L01，nRF24L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4GHz～2.5GHzISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低,在以-6dBm的功率发射时，工作电流也只有9mA；接收时，工作电流只有12.3mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。

进一步地，采集模块10包括传声器100、第一运放单元101和音频输入端102，传声器100与第一运放单元101电性连接，传声器100用于将声音信号转换为电信号，本实施例中传声器100为麦克风。第一运放单元101的输出端与音频输入端102电性连接，经过第一运放单元101放大后的音频信号经由音频输入端102输入到输入处理模块11。如图2所示，第一运放单元101负责麦克风输出的音频信号的放大，包括运算放大器UA，以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，电阻R1给麦克风提供直流偏置，通过电容C1耦合至运算放大器UA，电阻R2、R3、R4用于给运算放大器UA提供一个虚拟地，电阻R5和R6为负反馈电阻，电容C2和C3均为滤波电容。第一运放单元101放大后的音频信号通过音频输入端102输入给A/D采样器。

请再次参阅图2，为了使得本实用新型简易无线数字扩音装置能接受外部电器设备的音频信号，音频输入端102上设置有标准音频输入接口103，标准音频输入接口103用于与外部的音频连接器连接，音频输入端102还电性连接有一第二运放单元104，当外部的音频连接器插入标准音频输入接口103时，第一运放单元101被短路，第二运放单元104为标准音频输入接口103接收的音频信号提供信号放大作用。本实施例中，音频输入端102采用一3.5mm耳机插座，当耳机插座空载时，第一运放单元101和第二运放单元104同时对麦克风的输入信号进行放大，当外部的耳机插头插入耳机插座时，第一运放单元101被短路，即麦克风的输入信号被短路，此时由第二运放单元104为耳机插头引入的音频信号进行放大。

本实施例中的第二运放单元104包括一运算放大器UB，电阻R7、R8、R9、R10、R11和R12，以及滤波电容C4、C5、C6,电阻R7、R8为运算放大器UB的同相输入端提供一偏置电压，电阻R11和R12为为运算放大器UB的输出端提供一偏置电压，电阻R9、R10为反馈电阻。

进一步地，第二运放单元104通过一滑动变阻器RP与音频输入端102连接，滑道变阻器RP用于调节音频信号失真度。由于，当耳机插座空载时，第一运放单元101和第二运放单元104同时对麦克风输入的音频进行进行放大，如果放大倍数过大，音频信号会失真，所以有必要对第二运放单元104的放大倍数进行调节。

另外，本实用新型简易无线数字扩音装置中的功放装置还包括设置在输出处理模块20和功率放大模块22之间的低通滤波模块2。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种简易无线数字扩音装置，其特征在于，包括互相分离的音频信号接收装置和功放装置，所述音频信号接收装置包括采集模块、输入处理模块和射频发射模块，所述输入处理模块分别与所述采集模块和所述射频发射模块电性连接，所述采集模块用于采集外部音频信号，所述输入处理模块用于对所述采集模块输入的音频信号进行发射前的数据处理，所述射频发射模块用于以射频方式将音频信号发送给所述功放装置；所述功放装置包括输出处理模块和分别与所述输出处理模块电性连接的射频接收模块和功率放大模块，所述射频接收模块用于接收所述射频发射模块发送的音频信号数据，所述输出处理模块用于将所述射频接收模块接收的音频信号处理后发送给所述功率放大模块。

2.根据权利要求1所述的简易无线数字扩音装置，所述采集模块包括传声器、第一运放单元和音频输入端；所述传声器与所述第一运放单元电性连接，所述传声器用于将声音信号转换为电信号；所述第一运放单元的输出端与所述音频输入端电性连接，经过所述第一运放单元放大后的音频信号经由所述音频输入端输入到所述输入处理模块。

3.根据权利要求2所述的简易无线数字扩音装置，所述音频输入端上设置有标准音频输入接口，所述标准音频输入接口用于与外部的音频连接器连接，所述音频输入端还电性连接有一第二运放单元，当外部的音频连接器插入所述标准音频输入接口时，所述第一运放单元被短路，所述第二运放单元为所述标准音频输入接口接收的音频信号提供信号放大作用。

4.根据权利要求3所述的简易无线数字扩音装置，所述标准音频输入接口为3.5mm音频接口。

5.根据权利要求3所述的简易无线数字扩音装置，所述第二运放单元通过一滑动变阻器与所述音频输入端连接，所述滑道变阻器用于调节音频信号失真度。

6.根据权利要求1所述的简易无线数字扩音装置，所述功放装置还包括设置在所述输出处理模块和所述功率放大模块之间的低通滤波模块。