專利名稱：紅外語音教學考試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型與利用紅外線和無線電波的傳輸裝置有關，尤其與雙向語音教學傳輸裝置有關。
已有的紅外雙向語音傳輸裝置由一個裝置主機和若干紅外對講機組成。在教室內每一個課桌上設置有一個紅外對講機及紅外接收耳機。裝置主機通過布設在教室前后系統(tǒng)安裝槽板上的紅外發(fā)射器發(fā)射教師的語音信號，由學生的紅外接收耳機收聽，裝置主機通過布設在教室中間的數(shù)個紅外接收頭接收學生紅外對講機發(fā)射的學生語音信號，裝置主機再把接收到的學生語音信號和教師的語音信號混合后發(fā)射給學生收聽，該裝置有如下缺點1，需布線，安裝和維護費用高。
2，需在專用教室中進行，機動性差。
3，學生用紅外對講機的紅外發(fā)射管耗電極大，電池更換頻繁，使用不方便，成本高。
4，無法進行大面積統(tǒng)一聽力考試。
本實用新型的目的是提供一種使用方便，功能多樣，發(fā)射頻率穩(wěn)定，接收選擇性高，可在學校大面積推廣，成本低廉的紅外語音教學考試裝置。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的本實用新型紅外語音教學考試裝置中高頻電波信號輸入主機的接收解調器1解調還原成音頻信號輸入穩(wěn)頻調制器3，教學音頻信號輸入放大濾波器2，其輸出至穩(wěn)頻調制器3，調制器3輸出信號經(jīng)紅外發(fā)射驅動器4緩沖，放大后至紅外發(fā)射管幅射器5中的各個紅外發(fā)射管，個人用收發(fā)裝置由紅外接受裝置和電波發(fā)射裝置組成，紅外接收裝置有紅外光/電轉換器6，其輸出接前置放大器7，放大器7的輸出接解調濾波放大器8，放大器8輸出音頻信號，個人發(fā)出的音頻信號一路輸出到聲控開關9，另一路輸出到放大濾波器10 ，電路9、10的輸出至穩(wěn)頻調制器11，調制器11的輸出至發(fā)射、漶波幅射器12發(fā)出無線電波，所說的解調器1有接收天線ANI將電波信號送入高頻濾波放大器Q5后再送入集成電路U6、U8、諧振晶體X1和選頻開關S9-S22組成的電波信號解調選擇頻率合成器，輸出的解調信號經(jīng)運算放大器U7組成的緩沖濾波放大器得到聲頻信號送到穩(wěn)頻調制器3，所說的放大濾波器2由運算放大器U5組成，其輸入接AVIN接口，其輸出接晶體管Q1，Q4和集成電路U1，U2，U3，U4組成的穩(wěn)頻調制器3，晶體管Q1，Q4組成音頻信號混合器，集成電路U1，晶體OSC組成基準頻率發(fā)生器，集成電路U2集成電路U的輸出接集成電路U3及分頻開關S1-S8組成的分頻器，分頻器的輸出與基準頻率發(fā)生器的輸出同時接入集成電路U2進行穩(wěn)頻處理，集成電路U2的輸出同時還接入由Q2組成的濾波緩沖電路，濾波緩沖電路輸出送晶體管Q3、紅外發(fā)射管D1-D13組成的紅外發(fā)射輻射器，紅外光/電轉換器6由紅外光電二極管D2-D4組成，其輸出接晶體管Q6-Q9、可調電感L1組成的前置放大濾波電路7，放大輸出信號經(jīng)電容C9饋入電路9的由集成電路U1，可調電感L3組成的解調器，其輸出信號經(jīng)由R7，C13組成的濾波器后輸入集成功率放大器U10推動揚聲器SP1，聲音感受器MIC將說話聲轉成電信號送到集成電路U11組成的聲控開關9和聲放大濾波電路10，U11的輸出接穩(wěn)頻調制器3的集成電路U12，U12的輸出接發(fā)射濾波幅射器12，幅射器12由晶體管Q12、二極管D5，D6和電容、電感、電阻組成。
集成塊U1為CD4060或MC14060或HC4060，U2為CD4060或MC14060或HC4046，U3，U4為LS161或HC161，U6為MC3362，U8為MC1451510或MC145152，U9為MC3361，U10為TDA2822或KA2209或NJM2073，U11為MC2830，U12為MC145166或MC145168。
本實用新型有如下優(yōu)點①實用新型采用紅外光輻射與電波輻射相結合使用的方式、實現(xiàn)了便攜移動使用的特點及師生雙向交流的要求?？筛鶕?jù)教學實際情況改變教學進程及內容。
②紅外光具有可見傳播的特性，即不可穿透阻擋墻體而干擾其它教室。
③在多個系統(tǒng)中各自采用不同的具有高精度，高穩(wěn)定性的高頻輻射頻率fR，靠控制電波發(fā)射器的輻射功率，提高電波接收器的選擇性，即可以保證廣泛推廣本實用新型而不產生系統(tǒng)之間的干擾。
④紅外發(fā)射部分與電波發(fā)射部分均采用頻率合成穩(wěn)頻技術，保證了發(fā)射中心頻率的高精度和高穩(wěn)定性，克服了中心頻率飄移而給接收帶來的影響。
⑤不需要布線，電源價格低，可以使用現(xiàn)有的普通教室環(huán)境進的語音教學訓練，可適用于各類教學單位使用，提高語言教學的教學效果。
⑥還可根據(jù)使用單位原有的廣播輻射型教學輔助系統(tǒng)的不同，(如小型高頻發(fā)射電臺或低頻或電波輻射系統(tǒng))，配用專門的外置式接收裝置，即可為本實用新型的使用者提供統(tǒng)一聽力考試的聽音環(huán)境。
如下是本實用新型的附圖

圖1是本實用新型的主機框圖。
圖2是本實用新型的個人用收發(fā)裝置框圖。
圖3是主機接收解調器的電路原理圖。
圖4是主機其余部分的電路原理圖。
圖5個人用收發(fā)裝置電路原理圖。
如下是本實用新型的實施例本實用新型的主機由電波信號接收解調器1，教學聲放大濾波器2，穩(wěn)頻調制器3與紅外發(fā)射驅動器4及紅外發(fā)射管輻射器5組成。
電波信號接收解調器1接收來自學生或教師收發(fā)裝置的電波信號，解調還原成學生發(fā)言聲音信號或教師授課聲音信號；教學聲放大濾波器2將教學播出的聲音信號進行放大，并濾除噪聲，穩(wěn)頻調制器3將解調器的輸出信號和放大漶波器2的輸出信號進行混合，并對紅外發(fā)射副載波f0進行頻率調制，產生一個已調頻信號輸出，f0是由調制器3中的頻率穩(wěn)定環(huán)節(jié)產生的高精度的頻率；紅外發(fā)射驅動器4將解調器3輸出的正調頻信號進行緩沖，放大，再去激勵紅外發(fā)射管輻射器5中的各個紅外發(fā)射管，對外發(fā)射紅外光。
個人用收發(fā)裝置由紅外接收和電波發(fā)射兩部分組成其中紅外接收由紅外光/電轉換器，前置放大濾波器7，解調、濾波、放大器8組成；電波發(fā)射器由聲控開關9，聲放大濾波器10，穩(wěn)頻調制器11及發(fā)射濾波、輻射器12組成。
紅外光/電轉換器6接收空間紅外光，并轉換成與主機的已調頻信號一致的電信號再經(jīng)由前置放大、濾波器7提純信號送入解調濾波放大器8將已調頻信號解調制，還原出原來的聲信號，濾波放大輸出，經(jīng)由揚聲器和收聽者收聽。
收聽者說話聲，經(jīng)麥克風轉換成電信號輸入到聲控開關9和聲放大濾波器10。開關9將依據(jù)輸入信號的大小決定穩(wěn)頻調制器是否工作。這樣可以克服其它噪聲對系統(tǒng)生產干擾；濾波器10將輸出的電信號放大，并濾除附加的噪聲后送往穩(wěn)頻調制器11；如果輸入的電信號足夠大，它將正常工作，產生一個中心頻率為fR的高頻已調頻信號，經(jīng)發(fā)射濾波輻射器12濾除雜波后形成電波輻射供主機接收。
本實用新型可由一個主機與若干個(取決于教學班人數(shù))個人收接收置裝置組成。語言教學內容由主機通過紅外光輻射供所有收聽人收聽(包括學生與教師)，教師授課的聲音、學生發(fā)言的聲音由個人收發(fā)裝置中的電波發(fā)射部分處理后發(fā)射，由主機的電波接收部分接收還原成音頻電信號再通過紅外光輻射供其它的收聽者收聽。
圖三所示是主機內的電波信號接收解調電路(圖一中(1)部分)的電路原理圖。電波接收天線AN1接收到來自學生或教師的個人用收發(fā)器發(fā)出的電波信號，由Q5、L3、C29、C37、C38、C39、T1、R20、R21組成的高頻濾波放大器進行放大、濾波，再送到集成電路U6進行解調；集成電路U8，諧振晶體X1選頻開關S9～S22組成了電波信號解調選擇頻率合成器，它控制了電波接收部分的頻率穩(wěn)定性和信號選擇性；集成電路U6是一個雙變頻式的調頻信號解調集成電路，U6內部含有一個電壓控制振蕩器(VCO)，其振蕩頻率由從集成電路U8通R28、R29、R30、R27、C25、C27、C26送來的直流電壓的控制，U6內部VCO產生的穩(wěn)定的振蕩信號在U6內部的第一混頻器內與接收到的電波信號進行混頻通過F2進行濾波，產生10.7MHz的第一中頻信號，第一中頻信號與由U8通過C24送來的頻率10.245MH8的信號在U6內部的第二混頻器進行第二級混頻、送通過濾波器F1輸出頻率為455KH3的第二中頻信號；455KHz的第一中頻信號通過由U6內部的電路及L4、C33、R26共同組成的調頻解器完成信號解調，通過R23、C36輸出，再通過由運算放大器U7及R32、R33、R34、C41、C39、C40組成的緩沖濾波放大器放大得到對應于學生或教師說話聲電信號AUD101后送往系統(tǒng)主機的穩(wěn)頻調制部分(圖1中3)。
圖四是主機其它部分的電路原理圖。運算放大器U5及相關元件R16、R17、R18、R19、C11、C12、C13、C14組成了教學聲放大濾波器部分(圖1中2)，與教學內容相一致的電信號經(jīng)輸入接口AVIN送入，由以U5為主構成的放大漶波電路，放大后；晶體管Q1、Q4及集成電路U1、U2、U3、U4及相關及元件組成了穩(wěn)頻調制器部分(圖一中(3))，其中Q1、Q4、R3、R4、C3、R24、R25、C15組合的音頻信號混合器，完成將放大濾波后的教學信號與從電波接收解調部分(圖1中(1))送來的說話聲信號進行混合，集成電路U1晶體OSC及R6、C4、C5共同組成基準頻率發(fā)生器，作為集成電路U2的鑒頻基準信號；集成電路U2是一個鎖相環(huán)電路它包含有鑒相器(PD)與電壓控制振蕩器(VCO)兩部分電路；集成電路U3、U4及分頻選擇開關S1～S8組成一個分頻器；其工作原理，U3、U4組成的分頻器對U2的輸出信號頻率進行分頻、分頻大小預先通過開關S1～S2選定，分頻器輸出信號和由U1產生的基準頻率一起送到U2的PD部分進行相位比較，比較輸出信號通過由R1、R2、C1組成的環(huán)路濾波器濾波形成一直流電壓信號，該直流電壓信號再去控制U2的VCO部分的的振蕩中心頻率；通過Q1、Q4組成的混合器輸出的聲音混合信號送到U2，控制U2的VC的振蕩頻率的波動變化，從而完成產生頻率調制信號的功能；U2輸出的已調頻信號經(jīng)由Q2、R9、R10、R11、R12、R12、R15、C7、C6、C10組成的濾波緩沖電路(圖一中4)的緩沖后，送往由Q3、R14、D1～D13組成的紅外發(fā)射輻射器(圖一中5)激勵紅外發(fā)射管對外發(fā)射紅外光，紅外發(fā)射管輻射器整體是由多組Q3、R14、D1～D13的電路結構組成的由于篇幅的限制，在這里僅畫出了其中的一組。
圖五是個人用收發(fā)裝置的電路原理圖。本實用新型的個人收發(fā)裝置是一個整體的裝置。
紅外光電二極管D2、D3、D4及電阻R19組成了紅外光/電轉換器6；晶體管Q6、Q7、Q8、Q9，電阻R2、R3、R4、R5、R6、R16、R17、R18、電容C5、C8、C10、C15、C17、C18、C19，可調電感L1，等組成了前置放大濾波部分7；放大輸出的信號由電容C9饋入由集成電路U9，電阻R1，可調電感L3、電容C1、C2、C11共同組成的調頻信號解調部分，解調輸出的信號經(jīng)由R7、C13濾波后由電位器RV1調節(jié)信號幅度大小后由集成功率放大器U10放大推動揚聲器SP1發(fā)出聲音。集成電路U9集成功放U10及其相關元件組成了解調、濾波放大器8。
聲音感受器MIC將說話聲轉換成電信號送到由集成電路U11，電阻R8、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34、電容C36、C37、C38、C39、C40、C41，三極管D7組成的聲控開關9及聲放大濾波電路10，其中U11內部部分電路與R32、R33、D7、C40組成聲控開關9，U3內部的其它電路與R8、R27、R28、R29、R30、R31、R34、C36、C37、C38、C39、C41組成聲放大濾波電路10，聲控開關的控制信號控制集成電路U12工作與否，集成電路U12，晶體管Q10，石英晶體X1，耦合變壓器T2，電容C24、C21、C22、C23、C32、C34、C35電阻R9、R10、R23、R24、R25、R26變容二極管D1組成了穩(wěn)頻調制器11的核心部分頻率合成器電路，晶體管Q12、二極管D5、D6，電阻R12～14，R21、R22，電容C29、C30、C31、C33完成穩(wěn)頻調制器對音頻信號的隔離放大要求；晶體管Q12電感L2、L4，電阻R11、電容C20、C25、C26、C27，天線AN1組成發(fā)射濾波輻射器12。
權利要求1.紅外語音教學考試裝置，其特征在于高頻電波信號輸入主機的接收解調器(1)解調還原成音頻信號輸入穩(wěn)頻調制器(3)，教學音頻信號輸入放大濾波器(2)，其輸出至穩(wěn)頻調制器(3)，調制器(3)輸出信號經(jīng)紅外發(fā)射驅動器(4)緩沖，放大后至紅外發(fā)射管幅射器(5)中的各個紅外發(fā)射管，個人用收發(fā)裝置由紅外接收裝置和電波發(fā)射裝置組成，紅外接收裝置有紅外光／電轉換器(6)，其輸出接前置放大器(7)，放大器(7)的輸出接解調漶波放大器(8)，放大器(8)輸出音頻信號，個人發(fā)出的音頻信號一路輸出到聲控開關(9)，另一路輸出到放大濾波器(10)，電路(9)、(10)的輸出至穩(wěn)頻調制器(11)，調制器(11)的輸出至發(fā)射、濾波幅射器(12)發(fā)出無線電波，所說的解調器(1)有接收天線ANI將電波信號送入高頻濾波放大器Q5后再送入集成電路U6、U8、諧振晶體X1和選頻開關S9-S22組成的電波信號解調器，輸出的解調信號經(jīng)運算放大器U7組成的緩沖濾波放大器得到聲頻信號送到穩(wěn)頻調制器(3)，所說的放大濾波器(2)由運算放大器U5組成，其輸入接AV1N接口，其輸出接晶體管Q1，Q4和集成電路U1，U2，U3，U4組成的穩(wěn)頻調制器(3)，晶體管Q1，Q4組成音頻信號混合器，集成電路U1，晶體OSC組成基準頻率發(fā)生器，集成電路U2的輸出接集成電路U3及分頻開關S1-S8組成的分頻器，分頻器的輸出與基準頻率發(fā)生器的輸出同時接入集成電路U2進行穩(wěn)頻處理，集成電路U2的輸出同時還接入由Q2組成的濾波緩沖電路，濾波緩沖電路輸出送晶體管Q3、紅外發(fā)射管D1-D13組成的紅外發(fā)射輻射器，紅外光/電轉換器(6)由紅外光電二極管D2-D4組成，其輸出接晶體管Q6-Q9、可調電感L1組成的前置放大濾波電路(7)，放大輸出信號經(jīng)電容C9饋入電路(9)的由集成電路U1，可調電感L3組成的解調器，其輸出信號經(jīng)由R7，C13組成的濾波器后輸入集成功率放大器U10推動揚聲器SP1，聲音感受器MIC將說話聲轉成電信號送到集成電路U11組成的聲控開關(9)和聲放大濾波電路(10)，U11的輸出接穩(wěn)頻調制器(3)的集成電路U12，U12的輸出接發(fā)射濾波幅射器(12)，幅射器(12)由晶體管Q12、二極管D5，D6和電容、電感、電阻組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的紅外語音教學考試裝置，其特征在于集成塊U1為CD4060或MC14060或HC4060，U2為CD4046或MC14046或HC4046，U3、U4為LS161或HC161，U6為MC3362，U8為MC1451510或MC145152，U9為MC3361，U10為TDA2822或KA2209或NJM2073，U11為MC2830，U12為MC145166或MC145168。
專利摘要本實用新型為紅外語音教學考試裝置。高頻信號輸入主機的接收解調器1還原成音頻信號輸入穩(wěn)頻調制器3,輸出教學音頻信號到放大濾波器2,其輸出至穩(wěn)頻調制器3。調制器3輸出信號經(jīng)紅外發(fā)射驅動器4緩沖、放大后至紅外發(fā)射管輻射器5中各個紅外發(fā)射管。個人用收發(fā)裝置由紅外接收裝置和電波發(fā)射裝置組成,紅外接收裝置有紅外光/電轉換器6,其輸出接前置放大器7,放大器7的輸出接解調濾波放大器8,放大器8輸出音頻信號。個人發(fā)出的音頻信號一路輸出到聲控開關9。另一路輸出到放大濾波器10。電路9、10的輸出至穩(wěn)頻調制器11,調制器11的輸出至發(fā)射、濾波輻射器12發(fā)出無線電波。便攜,可師生雙向交流,適于大面積教學和考試使用。
文檔編號H04B10/24GK2421779SQ99251869
公開日2001年2月28日 申請日期1999年12月30日 優(yōu)先權日1999年12月30日
發(fā)明者楊澤林 申請人:四川省新普電子有限責任公司