专利名称：抗噪固导传声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种简易的通信设备，尤其涉及一种抗噪固导传声器。
背景技术：
随着现代工业的迅速发展，噪声已成为重要的环境污染之一，同时，噪声还严重影响了人之间的语言交流。目前在噪声环境下工作的人员，只能借助棉花塞耳、戴硅橡胶耳塞、耳罩、防声帽盔进行防噪。然而这些方法虽然减小了噪声，但同时也使人的语音变轻了，对相互交流同样产生了很大的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种隔离噪声和语音的抗噪固导传声器，能在隔离噪声的情况下保持语音信号的清晰。
为了达到上述目的，本发明使用如下技术方案一种抗噪固导传声器，包括电源、耳机、发射机电路和接收机电路，还包括从人的体表附近采集声音的传声装置，具有低频压电陶瓷和中高频压电陶瓷，所述传声装置与所述发射机电路相连，其谐振频率覆盖了人的语音频率；所述耳机上包括单向开口的隔声耳塞、隔声环和发声器。
按照本发明的一个实施例，所述传声装置具有如下结构具有一共振腔，所述共振腔内包括多个不同谐振频率的压电陶瓷片，所述每一个压电陶瓷片均通过一压电陶瓷金属片而连接至一弧形共振膜，所述各个压电陶瓷片之间通过一传频压电陶瓷片相连；具有一共鸣腔，所述共鸣腔紧靠所述共振腔，所述共鸣腔为一空腔；具有一共振电桥电路，所述共振电桥电路将振动信号转化为电信号，并连接于所述发射机电路。对于一般的应用，所述共振腔内可包括低频压电陶瓷片和中高频压电陶瓷片，所述低频压电陶瓷片和所述中高频压电陶瓷片均通过一压电陶瓷金属片而连接至一弧形共振膜，所述低频压电陶瓷片和所述中高频压电陶瓷片之间通过一传频压电陶瓷片相连；
按照本发明的一实施例，所述发射机电路包括音频放大电路、高频振荡电路和稳压电路；所述音频发射电路与所述传声装置相连，包括由一个三极管及辅助元件构成的放大器；所述高频振荡电路包括一三极管混频电路，其混频后的频率在85MHz到188MHz之间；所述稳压电路包括LM7860芯片。
按照本发明的一实施例，所述接收机电路包括混频电路、本振调谐回路、检波回路和低频放大电路；所述混频电路为LC振荡电路，中心频率为98MHz，输入频率为88MHz到188MHz，每10MHz进行分频；所述低频放大电路与所述耳机中的发声器相连。
采用本发明技术方案的抗噪固导传声器可以有效地隔离噪音，并通过谐振频率与语音接近的抗噪固导传声器将语音信号有效地放大，抵达到隔离噪音却不影响语音交流的目的，同时，由于本发明采用了多种频率压电陶瓷相结合的技术方案，是其谐振频率更宽，能覆盖人类语音的绝大部分范围，使语音的传输具有更好的效果。
图1是本发明的一个实施例的发射机电路的电路图；图2是上述实施例的接收机电路的电路图；图3是上述实施例的传声装置的结构分解图；图4是上述实施例的传声装置的外观图；图5是上述实施例的耳机的结构图；图6是按照本发明的另一个实施例的分频采集电路的结构框图；图7是按照图6所示实施例的分频采集电路电路图。
具体实施例方式
下面结合实施例和附图来进一步说明本发明的技术方案。
本发明主要是利用具有和语音频率相近的谐振频率的抗噪固导能较好地传导人的语音而基本传导空间噪音的特点，通过使用具有和语音频率相近的谐振频率的抗噪固导传声器来采集语音信号。如图3中所示的抗噪固导传声器中的传声装置100放置在人的喉结部位，在人说话时，声带发生振动、声道发生变化形成共振频率，此时通过压电陶瓷的变应产生压电效应从而将语音信号转化为电信号。在本发明的技术方案中，由于传声装置100采用多个具有不同谐振频率的压电陶瓷片，因此对于语音频率振动的响应比较全面，基本能覆盖人类语音的全部范围，从而避免由于谐振频率窄造成的接收的语音信号模糊不清的缺点。由于谐振频率与人的语音频率相当，而与噪声的频率相差较多，因此感应产生的电信号主要是对应语音信号，这就达到了隔离噪声的效果。
本发明的传声装置100的一个实施例的结构如图3所示，包括一共振腔，该共振腔包括低频压电陶瓷片101和中高频压电陶瓷片104，低频压电陶瓷片101和中高频压电陶瓷片104分别通过一压电陶瓷金属片109和105而连接至弧形共振膜108和106，低频压电陶瓷片101和中高频压电陶瓷片104之间通过一传频压电陶瓷片102相连。
一共鸣腔112，共鸣腔112紧靠共振腔，共鸣腔112为一空腔。在该实施例中，共鸣腔为由共鸣腔外壳116和共鸣腔底壳113共同构成的空腔，外壳116上还具有内装槽107，上述的两片压电陶瓷片的弧形共振膜就放置在该内装槽107上，以使共振腔紧靠共鸣腔。共鸣腔112的外壳116的一端还延伸出一端形成线装槽111。
一共振电桥电路117，共振电桥电路将振动信号转化为电信号，并连接于所述发射机电路，更具体地说，是连接到发射机电路中的音频放大电路114。共振电桥电路117放置在共鸣腔113的壳底封盖115上。
在上述的实施例中，共振腔内具有两个不同谐振频率的压电陶瓷片，其谐振频率分别为低频和中高频，这对于一般的应用是足够了。如果要求更高质量的语音效果，共振腔内包括多个不同谐振频率的压电陶瓷片，比如3、4、5个或更多，每一个对应一定的谐振频率。每一个压电陶瓷片均通过一压电陶瓷金属片而连接至一弧形共振膜，各个压电陶瓷片之间通过一传频压电陶瓷片相连。它们共同形成谐振腔之后仍然放置在共鸣腔外壳108的内装槽107上。在具有了谐振腔之后，还需要有相应的分频采集电路才能将采集的声音信号转化成相应的电信号。这里提供按照本发明的另一个实施例中分频采集电路的电路框图和电路图。
首先看图6，图6是该实施例中的分频采集电路的框图，如图所示，该电路包括信号放大电路602、带通滤波器电路604和高频模拟开关606。图7是该实施例的分频采集电路的电路图，如图7所示，该实施例中一共具有6片陶瓷压电片，其频响特性分别涵盖了从200Hz到5000Hz的音频范围，图6中所示的信号放大电路602把压电陶瓷片采集的宽频带信号进行放大。根据压电陶瓷片的频响特性，设置合适的的带通滤波器，把放大的宽频带信号输入带通滤波器从而将不成线性的信号滤除。例如，频响特性从200Hz-1000Hz是比较平坦的，则设置200Hz-1000Hz的带通滤波器，当有一个多频率的音频源时，该陶瓷片的带通滤波器只将200Hz-1000Hz的成线性的信号范围放大输出，其他的信号被滤除，其他的信号将由其他的陶瓷片连接的带通滤波器进行过滤，之后，将这多路信号输入一个高速模拟开关的接点，例如在本实施利中，就是输入高速模拟开关604的6个接点，之后就能将这6路信号合成为一路输出。图7是该实施例的具体电路图，其中包括了6个不同频率的带通滤波器。
图4是该实施例的传声装置100的外观图。
由传声装置100产生的电信号接下来进入发射机电路(参考图1)。发射机电路包括音频放大电路、高频振荡电路和稳压电路。图1是一个实施例的发射机电路的电路图。由传声装置100产生的电信号输入到三极管VT11的基极，三极管VT11和电容C11以及电阻R11、R12、R13一同组成放大器电路。经VT11放大后的信号经电容C3耦合至高频振荡电路中三极管VT12的基极，高频振荡电路包括三极管VT12，电感L11和L12，电容C2、C3、C5、C6和电阻R4。经混频后的信号由连接在C2、L1回路上的发射天线发射出去(图中没有画出发射天线)。经混频后的信号频率在85MHz到104MHz之间。可以通过使用不同的三极管VT12(比如2N3866或是34D50)以及不同阻值的电阻R4来调整混频后信号的频率以及它的发射距离。稳压电路使用芯片LM7860，其输入的电压为9V或12V，输出稳定的6.2V的电压。稳压电路还包括两个辅助的电容。
发射的信号由接收天线接收后输入到接收器电路，图2是上述实施例的接收器电路的电路图。该电路中，由电感L21和电容C22组成具有较低Q值的FM频段混频电路，其输入频段为88MHz到108MHz，中心频率为98MHz。由电感L22，电容C25、C26组成本振调谐回路，本振的频率为输入的接收频率及本振信号的二次谐波。经过上述的混频电路和本振调谐回路处理后的信号落在音频范围内。由于三极管VT21的输出电导是其集电极电流的函数，所以它具有控制本振频率的功能。三极管VT21共有三种作用，分别用在本振调谐回路中、混频电路和在检波电路中，当VT21用在本振调谐回路中时，接成共基极的形式，由于L21、C22对本振频率是失谐的，所以此时VT21的基极等效与接地。VT21用于混频电路中时，是接成共发射极电路。VT21用作检波电路中时，是连接成共基极电路，由于电容C3的取值很大，因此其对于混频电路输出的信号(音频信号)的容抗很小，可以认为VT21的基极是交流接地的。此时，音频信号的放大倍数为R3/R2。电容C7为高频旁路电容，用于将检波后的的载波分成旁路。VT21的本振频率在一定的范围内受控于输入信号的频率，这是因为当本振信号的二次谐波接近与一个调频电台的发射频率时，VT21的集电极电流中将有二者混频后输出的音频成分，从而使VT21的输出电导也随之改变，使本振频率也发生变化，即达到本振频率信号同步的目的，这与锁相环的功能是类似的。当电容C6调谐到调频电台时，音频信号经过电容C8耦合至三极管VT22，三极管VT22和三极管VT23以及电阻R24、R25一同组成简单的低频放大电路。经低频放大后的信号连接至接收耳机中的发生器，耳机的阻抗为8欧姆。
图5是上述实施例的耳机的结构图，如图5所示，该实施例中的两个耳机中具有略微不同的结构，首先看左边(图中的左侧)的耳机200，其包括耳罩外壳212，通过一弹性支架214连接至该外壳212的传声装置100；该外壳212上还具有电源开关211、挂钩218；发射电路209也为于该左侧的耳机200的空腔内，因此外壳212上还具有发射天线210，该侧的耳机200腔内还具有电池盒208用以放置电池，在该耳机200腔的开口处通过一隔声环架215连接一隔声环203，隔声环203上具有单向开口的隔声耳塞205，该耳塞205的末端设有一扬声器206。隔声环架215通过隔声环锁扣216以及耳机外壳212上的锁扣缘217而固定到耳机外壳212上。在外壳212和隔声环架215上均具有屏蔽称片213。该侧的耳机200通过一可调节的而连接到另一侧(图中的右侧)的耳机201，另一侧的耳机210的基本结构和前述的耳机200是相同的，只是其中的发射电路209换成了接收电路207，发射天线210换成了接收天线220，并且不具有弹性支架214，也不连接传声装置100。
采用本发明技术方案的抗噪固导传声器可以有效地隔离噪音，并通过谐振频率与语音接近的抗噪固导传声器将语音信号有效地放大，抵达到隔离噪音却不影响语音交流的目的，同时，由于本发明采用了多种谐振频率的压电陶瓷相结合的技术方案，是其谐振频率更宽，能覆盖人类语音的绝大部分范围，使语音的传输具有更好的效果。
权利要求
1.一种抗噪固导传声器，包括电源、耳机、发射机电路和接收机电路，其特征在于，还包括从人的体表附近采集声音的传声装置，具有多个不同谐振频率的压电陶瓷，所述传声装置与所述发射机电路相连，其谐振频率覆盖了人的语音频率；所述耳机上包括单向开口的隔声耳塞、隔声环和发声器。
2.如权利要求1所述的抗噪固导传声器，其特征在于，所述传声装置具有如下结构具有一共振腔，所述共振腔内包括多个不同谐振频率的压电陶瓷片，所述每一个压电陶瓷片均通过一压电陶瓷金属片而连接至一弧形共振膜，所述各个压电陶瓷片之间通过一传频压电陶瓷片相连；具有一共鸣腔，所述共鸣腔紧靠所述共振腔，所述共鸣腔为一空腔；具有一共振电桥电路，所述共振电桥电路将振动信号转化为电信号，并连接于所述发射机电路。
3.如权利要求2所述的抗噪固导传声器，其特征在于，所述共振腔内包括低频压电陶瓷片和中高频压电陶瓷片，所述低频压电陶瓷片和所述中高频压电陶瓷片均通过一压电陶瓷金属片而连接至一弧形共振膜，所述低频压电陶瓷片和所述中高频压电陶瓷片之间通过一传频压电陶瓷片相连。
4.如权利要求1或2所述的抗噪固导传声器，其特征在于，所述发射机电路包括音频放大电路、高频振荡电路和稳压电路。
5.如权利要求4所述的抗噪固导传声器，其特征在于，所述音频发射电路与所述传声装置相连，包括由一个三极管及辅助元件构成的放大器。
6.如权利要求4所述的抗噪固导传声器，其特征在于，所述高频振荡电路包括一三极管混频电路，其混频后的频率在85MHz到188MHz之间。
7.如权利要求4所述的抗噪固导传声器，其特征在于，所述稳压电路包括LM7860芯片。
8.如权利要求1或2所述的抗噪固导传声器，其特征在于，所述接收机电路包括混频电路、本振调谐回路、检波回路和低频放大电路。
9.如权利要求8所述的抗噪固导传声器，其特征在于，所述混频电路为LC振荡电路，中心频率为98MHz，输入频率为88MHz到188MHz，每10MHz进行分频。
10.如权利要求8所述的抗噪固导传声器，其特征在于，所述低频放大电路与所述耳机中的发声器相连。
全文摘要
本发明公开了一种抗噪固导传声器，包括电源、耳机、发射机电路和接收机电路，还包括从人的体表附近采集声音的传声装置，具有多个不同谐振频率的压电陶瓷，传声装置与发射机电路相连，其谐振频率覆盖了人的语音频率；耳机上包括单向开口的隔声耳塞、隔声环和发声器。采用本发明技术方案的抗噪固导传声器可以有效地隔离噪音，并通过谐振频率与语音接近的抗噪固导传声器将语音信号有效地放大，抵达到隔离噪音却不影响语音交流的目的，同时，由于本发明采用了多种谐振频率的压电陶瓷相结合的技术方案，是其谐振频率更宽，能覆盖人类语音的绝大部分范围，使语音的传输具有更好的效果。
文档编号H04R17/02GK1691838SQ20041001809
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月30日 优先权日2004年4月30日
发明者周家耀 申请人:周家耀