数字双向自动变频无线麦克风及系统的制作方法

本实用新型涉及无线麦克风产品，特别是一种数字双向自动变频无线麦克风及系统。

背景技术：

目前在教学领域使用的麦克风为传统的麦克风。传统的麦克风主要有两大类，一种是有线的台式鹅颈麦克风或手持麦克风；一种是无线的U、V、G段调频麦克风。

传统麦克风的技术缺陷：

1、有线麦克风把老师局限于讲台区域，不利于老师进行互动教学。

2、U、V、G段调频无线麦克风采用调频技术，需人为手动匹配设置发射机与接收机的工作频点才能使用，换一个发射机需重新匹配对频。即使是采用红外线对频的无线麦克风，其工作频点固定，容易发生同频干扰。

3、U、V、G段调频无线麦克风工作时发射机在固定的工作频点发送信号，接收机在相同的工作频点接收信号，没有双向的通信调度，无法实现工作中变频。

4、U、V、G段调频麦克风安装时接收机需要设置好工作频点，之后不再改动，因此学校长时间使用多台麦克风之后，需要维护多个教室的麦克风并设置不同的对应工作频点，容易错乱混淆，不利于后期的维护。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种具有抗同频干扰、避免通信串码、频点管理方便的数字双向自动变频无线麦克风及系统。

本实用新型采用如下技术方案解决上述问题：

一种数字双向自动变频无线麦克风，包括发射机、接收机、充电底座，发射机和接收机之间通过无线通信交换数据；

所述发射机，包括第一控制通道、第一音频通道、第一外围电路、第一处理器、第一电池、第一电池充电电路、充电母接头端子；

所述第一处理器分别与第一控制通道、第一音频通道、第一外围电路连接，第一电池分别与第一外围电路、第一电池充电电路连接，充电母接头端子的一端与第一电池充电电路连接，充电母接头端子的另一端与充电底座可拔插连接；

所述接收机，包括第二控制通道、第二音频通道、第二外围电路、第二处理器，第二处理器分别与第二控制通道、第二音频通道、第二外围电路连接；

所述充电底座包括电池充电模块、充电公接头端子，充电公接头端子的一端与电池充电模块相连，充电公接头端子的另一端与充电母接头端子的另一端可拔插连接；

所述电池充电模块用于提供直流电源给发射机；

所述第一控制通道与第二控制通道用于双向传输控制信号；

所述第一音频通道用于向第二音频通道以恒定时序、连续及单向的方式发送音频信号及单向定时发送ID信息；

所述第一外围电路用于执行第一处理器的输出信号、读取第一处理器的输入信号、给第一处理器提供直流电源；

所述第一电池为充电电池并用于给第一外围电路提供直流电源；

所述第一电池充电电路用于自动检测第一电池的电量，电量不足时自行给第一电池充电，还具有防止过充功能，并由指示灯显示电量状态；

所述第一处理器用于执行发射机的程序与处理发射机的数据；

所述充电母接头端子与充电公接头端子作为接插件，用于发射机与充电底座之间的充电与通信；

所述第二音频通道用于单向接收来自第一音频通道的音频信号及ID信息；

所述第二外围电路用于执行第二处理的输出信号、读取第二处理器的输入信号、给第二处理器提供直流电源；

所述第二处理器用于执行接收机的程序与处理接收机的数据。

进一步地，所述接收机对码对频的工作流程是通过第二控制通道发送ID信息、工作频点给发射机第一控制通道，发射机在接收到ID信息、工作频点后通过第一音频通道单向返还ID信息给接收机第二音频通道；

所述接收机存储了多个信道，发射机和接收机完成对码对频匹配后使控制信息在一个信道上传输，当有同频干扰时，发射机和接收机通过第一控制通道、第二控制通道双向通信，捷变到另一个空白信道，音频信号与控制信息采用双频独立信道的方式进行无线传输；

所述接收机在未连接发射机时巡查空白频点并保存在接收机的空白频点表中，当有干扰时则调用空白频点来变频；

所述控制信号是双向传输的，是标记包的ID信息或者是来自接收机的工作频点，属于数字调制信号，所述音频信号是单向传输的，属于模拟调制信号或数字调制信号，音频信号经接收机解调后再放大滤波输出。

进一步地，所述接收机还包括巡查通道，所述巡查通道与第二音频通道连接，第二音频通道工作时巡查通道不断巡查空白频点，当有干扰出现时则变频到空白频点。

进一步地，所述电池充电模块包括市电供电降压及整流稳压电路、第二电池充电电路、第二电池、升压及稳压电路和切换电路；

所述市电供电降压及整流稳压电路分别连接着第二电池充电电路和切换电路，用于将市电降压、整流、稳压后提供直流电源给第二电池充电电路和切换电路；

所述第二电池充电电路连接着第二电池，用于提供直流电源给第二电池；

所述第二电池连接着升压及稳压电路，为充电电池并用于提供直流电源给升压及稳压电路；

所述升压及稳压电路连接着切换电路，用于将第二电池的电源升压、稳压后提供直流电源给切换电路；

所述切换电路又与充电公接头端子的一端相连，切换电路用于切换供电模式，当充电底座有市电输入时，则切换为市电供电模式即由市电供电降压及整流稳压电路提供直流电源给发射机，当市电掉电时，则切换为内部电池供电模式即由升压及稳压电路提供直流电源给发射机。

进一步地，所述充电底座还包括两个第二磁铁、塑料壳，所述塑料壳设置有与水平面呈5°～20°夹角的与发射机外轮廓匹配的插槽，两个第二磁铁位于塑料壳的插槽底部并且分别设置在充电公接头端子的左右两侧；

所述发射机还包括两个第一磁铁，两个第一磁铁位于发射机底部并且分别设置在充电母接头端子的左右两侧；

所述发射机插入所述塑料壳的插槽，第一磁铁与第二磁铁位置叠合、异性相吸，从而使充电母接头端子与充电公接头端子紧密接触。

进一步地，所述第二电池与第一电池为锂电池，第二电池的容量大于两个第一电池的容量总和。

进一步地，所述充电母接头端子与充电公接头端子分别包含六个触点，其中两个触点用于充电，另外两个用于发射机通过充电底座与接受机进行串行通讯，还有两个用于判断发射机是否放置在塑料壳的插槽中，充电底座通过连线与接收机连接，如果发射机从插槽拔开，充电母接头端子与充电公接头端子分离，通过充电母接头端子的触点电平改变，唤醒发射机按其在插槽中接收到的参数进入相应的工作状态，发送出音频信号；同时接收机也通过充电公接头端子的触点电平改变，进入接收状态，接收音频并打开音频输出；如果发射机插在插槽中，充电母接头端子与充电公接头端子接合，接收机与发射机之间通过充电公接头端子与充电母接头端子的触点进行通信并且在传递完参数后，发射机进入休眠、静音状态，同时接收机也进入静音状态。

进一步地，所述数字双向自动变频无线麦克风还包括与所述发射机相同的第二发射机；

所述充电底座的塑料壳还设置有与所述插槽相同的第二插槽，第二发射机插入第二插槽中用于备用；

所述充电底座还包括与所述充电公接头端子相同的第二充电公接头端子，第二充电公接头端子的一端与切换电路相连，第二充电公接头端子的另一端与第二发射机可拔插连接；

所述充电底座还包括两个与第二磁铁相同的第三磁铁，两个第三磁铁位于塑料壳的第二插槽底部并且分别设置在第二充电公接头端子的左右两侧。

进一步地，本实用新型还提供一种数字双向自动变频无线麦克风系统，包括多个数字双向自动变频无线麦克风，还包括设备综合管理平台服务器和无线组网中继器，所述数字双向自动变频无线麦克风的接收机还包括现场总线接口、有线网络路由模块，所述第二处理器又与现场总线接口连接，现场总线接口又与有线网络路由模块连接，无线组网中继器与设备综合管理平台服务器连接，无线组网中继器又与多台接收机的第一控制通道有线连接，设备综合管理平台服务器通过以太网络有线连接到多台接收机的有线网络路由模块；

所述现场总线接口用于传输来自第二处理器或有线网络路由模块的数据；

所述有线网络路由模块作为接收机与以太网通信的网络模块；

所述设备综合管理平台服务器用于与接收机进行通信，或者用于与多台接收机有线组网，或者用于调整接收机的工作参数；

所述无线中继器，作为连接模块使设备综合管理平台服务器与接收机第一控制通道进行无线通信。

进一步地，所述数字双向自动变频无线麦克风系统通过调整接收机第二控制通道的发射功率总增益与接收总灵敏度，使接收机第二控制通道的无线电覆盖范围与发射机第一音频通道发射到接收机第二音频通道的无线覆盖范围相当，则当多台数字双向自动变频无线麦克风的接收机通过第二控制通道无线组网时，判断是否有信号重叠：若有信号重叠则实现互联，然后再判断是否有接收机同频，若有接收机同频则接收机自动分配好不邻近的频点，若无接收机同频，则不需更改成不同频点；若信号不重叠则不能组网，接收机不需更改成不同频点；

所述数字双向自动变频无线麦克风系统的接收机每次连接发射机都循环使用一个新频道，新频道是接收机保存的空白频道列表内循环使用的频点，或是预选设定的一组频道列表内循环使用的频点。

本实用新型通过改变结构与组件以及改进信号传输、频点管理和多机组网的方式，使对码、对频、变频、组网与管理更加科学化，解决传统麦克风同频干扰、通信串码、频点管理混乱、充电不方便、续电不可靠问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型数字双向自动变频无线麦克风的结构示意图；

图2为本实用新型数字双向自动变频无线麦克风实施例1的电路原理图；

图3为本实用新型数字双向自动变频无线麦克风对码对频变频工作的流程框图；

图4为本实用新型数字双向自动变频无线麦克风通信工作的流程框图；

图5为本实用新型数字双向自动变频无线麦克风实施例2的电路原理图；

图6为本实用新型数字双向自动变频无线麦克风充电底座的结构示意图；

图7为本实用新型数字双向自动变频无线麦克风实施例3的电路原理图；

图8为本实用新型数字双向自动变频无线麦克风实施例3的充电底座分别与发射机和接收机的通信原理图；

图9为本实用新型数字双向自动变频无线麦克风系统多台接收机组网的电路原理图；

图10为本实用新型数字双向自动变频无线麦克风系统自动分配频点工作的流程框图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1、图2所示，本实用新型提供一种数字双向自动变频无线麦克风，包括发射机1、接收机2、充电底座3，发射机1和接收机2之间通过无线通信交换数据；

所述发射机1，包括第一控制通道、第一音频通道、第一外围电路、第一处理器、第一电池、第一电池充电电路、充电母接头端子，第一处理器分别与第一控制通道、第一音频通道、第一外围电路连接，第一电池分别与第一外围电路、第一电池充电电路连接，充电母接头端子的一端与第一电池充电电路连接，充电母接头端子的另一端与充电底座3可拔插连接；

所述接收机2，包括第二控制通道、第二音频通道、第二外围电路、第二处理器，第二处理器分别与第二控制通道、第二音频通道、第二外围电路连接；

所述充电底座3包括电池充电模块、充电公接头端子，充电公接头端子的一端与电池充电模块相连，充电公接头端子的另一端与充电母接头端子的另一端可拔插连接；

所述电池充电模块用于提供直流电源给发射机1；

所述第一控制通道与第二控制通道用于双向传输控制信号；

所述第一音频通道用于向第二音频通道以恒定时序、连续及单向的方式发送音频信号及单向定时发送ID信息；

所述第一外围电路用于执行第一处理的输出信号、读取第一处理器的输入信号、给第一处理器提供直流电源；

所述第一电池为充电电池并用于给第一外围电路提供直流电源；

所述第一电池充电电路用于自动检测第一电池的电量，电量不足时自行给第一电池充电，还具有防止过充功能，并由指示灯显示电量状态；

所述第一处理器用于执行发射机的程序与处理发射机的数据；

所述充电母接头端子与充电公接头端子作为接插件，用于发射机1与充电底座3之间的充电与通信；

所述第二音频通道用于单向接收来自第一音频通道的音频信号及ID信息；

所述第二外围电路用于执行第二处理的输出信号、读取第二处理器的输入信号、给第二处理器提供直流电源；

所述第二处理器用于执行接收机2的程序与处理接收机2的数据。

如图3所示，本实用新型对码对频的工作流程如下：

1、针对不同的教室编号，编排不同接收机的编号与ID信息对应关系；

2、开启接收机进入近距离匹配状态，然后让发射机靠近接收机进入匹配的准备状态；

3、接收机通过第二控制通道发送ID信息和工作频点给发射机第一控制通道；

4、发射机通过第一控制通道接收到接收机的ID信息和工作频点，通过第一音频通道单向返还ID信息给接收机第二音频通道，以确认发射机已经就绪，开启音频输出完成对码匹配；

5、发射机工作工程中，通过第一音频通道恒定时序、连续、单向地发送ID信息给接收机；

6、若出现同频干扰导致ID信息传输错误持续一段时间，接收机则通过第二控制通道将一个空白频点发送给发射机，发射机则跳转到另一个干净的空白频点实现同步变频；

7、若没有出现同频干扰，接收机与发射机则以原来的工作频点通信。

如图4所示，所述接收机系统存储了多个序号为CH1-CHn的信道，发射机和接收机完成对码对频匹配后使控制信息在一个序号为Chi的信道上传输，当有同频干扰时，发射机和接收机通过第一控制通道、第二控制通道双向通信，再按预定算法捷变到另一个空白信道，音频信号与控制信息采用双频独立信道的方式进行无线传输，音频信息传输占用较大带宽的信道，控制信号所需带宽极小，占用时隙短的信道，在持续音频传输时避免了同频干扰；

所述接收机在未连接发射机时巡查空白频点并保存在接收机的空白频点表中，当有干扰时则调用空白频点来变频；

所述控制信号是双向传输的，是标记包的ID信息或者是来自接收机的工作频点，属于数字调制信号，所述音频信号是单向传输的，属于模拟调制信号或数字调制信号，音频信号经接收机解调后再放大滤波输出。

实施例2

如图5所示，本实用新型还提供一种数字双向自动变频无线麦克风，在实施例1的基本上接收机还包括巡查通道，所述巡查通道与第二处理器连接，第二音频通道工作时巡查通道不断巡查空白频点，当有干扰出现时则变频到空白频点；

所述电池充电模块包括市电供电降压及整流稳压电路、第二电池充电电路、第二电池、升压及稳压电路和切换电路；

所述市电供电降压及整流稳压电路分别连接着第二电池充电电路和切换电路，用于将市电降压、整流、稳压后提供直流电源给第二电池充电电路和切换电路；

所述第二电池充电电路连接着第二电池，用于提供直流电源给第二电池；

所述第二电池连接着升压及稳压电路，为充电电池并用于提供直流电源给升压及稳压电路；

所述升压及稳压电路连接着切换电路，用于将第二电池的电源升压、稳压后提供直流电源给切换电路；

所述切换电路又与充电公接头端子的一端相连，切换电路用于切换供电模式，当充电底座有市电输入时，则切换为市电供电模式即由市电供电降压及整流稳压电路提供直流电源给发射机，当市电掉电时，则切换为内部电池供电模式即由升压及稳压电路提供直流电源发射机。

所述第二电池与第一电池为锂电池，第二电池的容量大于两个第一电池的容量总和。

如图6所示，所述充电底座3还包括两个第二磁铁4、塑料壳6，所述塑料壳6设置有与水平面约5°～20°夹角的与发射机1外轮廓匹配的插槽，两个第二磁铁4位于塑料壳6的插槽底部并且分别设置在充电公接头端子的左右两侧；

所述发射机1还包括两个第一磁铁5，两个第一磁铁5位于发射机1底部并且分别设置在充电母接头端子7的左右两侧；

所述发射机1插入所述塑料壳6的插槽，第一磁铁5与第二磁铁4位置叠合、异性相吸，从而使充电母接头端子7与充电公接头端子8紧密接触。

实施例3

如图7、图8所示，本实用新型还提供一种数字双向自动变频无线麦克风，在实施例2的基础上还包括与所述发射机1相同的第二发射机11；

所述充电底座3的塑料壳还设置有与所述插槽相同的第二插槽，第二发射机11插入第二插槽中用于备用；

所述充电底座3还包括与所述充电公接头端子相同的第二充电公接头端子9，第二充电公接头端子9的一端与切换电路相连，第二充电公接头端子9的另一端与第二发射机11可拔插连接；

所述充电底座3还包括两个与第二磁铁4相同的第三磁铁12，两个第三磁铁12位于塑料壳的第二插槽底部并且分别设置在第二充电公接头端子9的左右两侧。

所述充电母接头端子7与充电公接头端子8分别包含六个触点，其中两个触点用于充电，另外两个用于发射机1通过充电底座3与接受机2进行串行通讯，还有两个用于判断发射机1是否放置在塑料壳的插槽中，充电底座3通过连线与接收机2连接，如果发射机1从插槽拔开，充电母接头端子7与充电公接头端子8分离，通过充电母接头端子7的触点电平改变，唤醒发射机1按其在插槽中接收到的参数进入相应的工作状态，发送出音频信号；同时接收机2也通过充电公接头端子8的触点电平改变，进入接收状态，接收音频并打开音频输出；如果发射机1插在插槽中，充电母接头端子7与充电公接头端子8接合，接收机2与发射机1之间通过充电公接头端子与充电母接头端子的触点进行通信并且在传递完参数后，发射机1进入休眠、静音状态，同时接收机2也进入静音状态。

实施例4

如图9所示，本实用新型还提供一种数字双向自动变频无线麦克风系统，包括多个数字双向自动变频无线麦克风，还包括设备综合管理平台服务器和无线组网中继器，所述数字双向自动变频无线麦克风的接收机还包括现场总线接口、有线网络路由模块，所述第二处理器又与现场总线接口连接，现场总线接口又与有线网络路由模块连接，无线组网中继器与设备综合管理平台服务器连接，无线组网中继器又与多台接收机的第一控制通道有线连接，设备综合管理平台服务器通过以太网络有线连接到多台接收机的有线网络路由模块；

所述现场总线接口用于传输来自第二处理器或有线网络路由模块的数据；

所述有线网络路由模块作为接收机与以太网通信的网络模块；

所述设备综合管理平台服务器用于与接收机进行通信，或者用于与多台接收机有线组网，或者用于调整接收机的工作参数；

所述无线中继器，作为连接模块使设备综合管理平台服务器与接收机第一控制通道进行无线通信。

如图10所示，本实用新型数字双向自动变频无线麦克风系统自动分配频点工作的工作流程如下：

1、多台麦克风密集安装；

2、通过调整接收机第二控制通道的发射功率总增益与接收总灵敏度，使接收机第二控制通道的无线电覆盖范围与发射机第一音频通道发射到接收机第二音频通道的无线覆盖范围相当；

3、当多台数字双向自动变频无线麦克风系统的接收机通过第二控制通道无线组网时，判断是否有信号重叠区域；

4、若有信号重叠则可以实现互联，然后再判断是否有接收机同频，若有接收机同频则发射机发射的信号能够影响到另外的同频接收机，则接收机自动分配好不邻近的频点，若无接收机同频，则不需更改成不同频点；

5、若信号不重叠则不能组网则接收机不需更改成不同频点，即使有同频的接收机，由于发射机发射的信号不能影响到另外的同频接收机，所以接收机仍不需更改成不同频点；

所述数字双向自动变频无线麦克风系统的接收机每次连接发射机都循环使用一个新频道，新频道可以是接收机保存的空白频道列表内循环使用的频点，也可以是预选设定的一组频道列表内循环使用的频点。

本实用新型通过改变结构与组件以及改进信号传输、频点管理和多机组网的方式，使对码、对频、变频、组网与管理更加科学化，解决传统麦克风同频干扰、通信串码、频点管理混乱、充电不方便、续电不可靠问题。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。