专利名称：音视频无线发射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线发射装置，特别涉及一种具有音视频传输功能的、采用锁相环和单片机控制发射频点的无线发射装置。在现有技术中，视频信号和射频信号的转接装置较多，而发射装置较少，基本上可分为两种，一种是类似电视台的发射装置，该装置外形庞大，结构复杂，另一种是类似手机、寻呼的发射装置，该发射装置是单频的点发射，带宽窄。本发明的目的是解决视频、音频信号的无线射频发射，且采用锁相环和单片机控制发射频点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种音视频无线发射装置，包括音频一次调制电路、视频预加重电路、压控振荡电路和放大电路，还包括锁相环电路；所述锁相环电路包括锁相环芯片、单片机、开关信号电路、晶振和环路滤波器；所述开关信号电路通过切换两个开关的状态，向单片机输入四种不同的信号；所述单片机对所述输入的四种信号进行处理，输出串行时钟信号、数据信号和使能信号到锁相环芯片；所述锁相环芯片采用二线制，其对晶振、单片机、压控振荡器的输出进行处理，输出变压信号到环路滤波器；所述环路滤波器对所述变压信号进行滤波后输出到压控振荡电路的输入端。
本发明装置中，所述开关信号电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十六电阻、第十七电阻、第一开关和第二开关；第一开关的一端接地，另一端通过第十六电阻与单片机的双向I/O口相连；第二开关的一端接地，另一端通过第十七电阻与单片机的另一个双向I/O口相连；上述两个I/O口分别通过第十一电阻和第十二电阻与电源相连。
本发明装置中，所述锁相环芯片的射频信号输入端与所述压控振荡电路的输出端电连接，其晶振输入端与所述晶振的一端相连，其使能端、串行时钟信号输入端、数据信号输入端分别与单片机端口相连，其调整电压输出端与环路滤波器的输入端相连并通过第八电阻与电源相连，其内部充电脉冲输出端与第十电容和第十二电容所组成的串连支路的一端相连；所述串连支路的另一端与环路滤波器的输入端相连；所述晶振的另一端通过第十三电容接地；还包括第六电阻，并联连接在第十二电容两端。
本发明装置中，所述环路滤波器包括第七电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电容；第七电阻的一端作为环路滤波器的输入端与锁相环芯片电连接，另一端与第九电阻的一端、第十电阻与第十一电容组成的串连支路的一端相连；所述串连支路的另一端接地；第九电阻的另一端作为环路滤波器的输出端与所述压控振荡电路的输入端相连。
本发明装置中，所述压控振荡电路主要包括变容二极管、第二电感，第二十四电容、第三电容和第二三极管；所述变容二极管的阳极接地，其阴极作为压控振荡电路的输入端与所述音频一次调制电路、视频预加重电路以及锁相环电路的输出端电连接，并通过第二电感和第二十四电容组成的串连支路与第二三极管的基极相连；第二三极管的集电极与电源电连接，并作为压控振荡电路的输出端与放大电路电连接，其发射极通过第二十一电阻接地；第三电容跨接在第二三极管的集电极与发射极之间；第三十电阻的一端与电源相连，另一端与第十九电阻一端、第一微带线一端以及第十五电容一端相连；第十九电阻另一端与第二三极管的基极相连；第一微带线的另一端与第二三极管的集电极相连；第十五电容的另一端接地；第二十五电容跨接于第二三极管的基极和发射极之间；第四电容一端与第二三极管的发射极相连，另一端接地。
本发明装置中，所述音频一次调制电路主要包括第二电容、第六电容、第一电感和第一三极管；所述第一三极管的基极作为音频一次调制电路的输入端输入音频信号，其集电极与电源电连接，其发射极作为音频一次调制电路与所述压控振荡电路电连接；第六电容的一端与第一三极管的基极相连，另一端与第一电感一端相连；第一电感的另一端接地；第二电容跨接于第一三极管的集电极与发射极之间；第一电阻的一端与电源相连，另一端与第二电阻、第一三极管以及第二电容的一端相连；第二电阻的另一端与第一三极管的基极相连；第二电容的另一端与第一三极管的发射极相连；第一变电容的一端与第六电容与第一电感的连接点相连，其另一端接地；第三电阻与第五电容组成的并联支路的一端与第一三极管的发射极相连，另一端接地。
本发明装置中，所述视频预加重电路包括第二十五电阻、第二十八电阻、第二十九电阻和第十七电容；第十七电容与第二十九电阻组成的并联支路的一端作为视频预加重电路的输入端，输入视频信号，并与第二十八电阻的一端相连，其另一端作为视频预加重电路的输出端与所述压控振荡电路电连接，并与第二十五电阻的一端相连；第二十八电阻的另一端接地；第二十五电阻的另一端接地。
本发明装置中，所述放大电路包括第十三电阻、第十五电阻、第二微带线和第三三极管；所述第三三极管的基极作为放大电路的输入端与所述压控振荡电路电连接，其发射极接地，其集电极通过第十三电阻和第一微带线组成的串连支路与电源相连，并作为放大电路的输出端与发射天线电连接；第十五电阻的一端与第三三极管的基极相连，另一端接地。
本发明的一个改进在于，还包括滤波电路包括第四电阻和第八电容；第四电阻的一端与音频输入端以及第八电容的一端相连，另一端与音频一次调制电路的输入端相连；第八电容的另一端接地。
本发明的另一个改进在于，还包括电阻和电容组成的串连支路，作为隔离耦合电路，分别连接在音频一次调制电路与压控振荡电路之间，以及视频预加重电路与压控振荡电路之间。
本发明装置还包括一偏置电路包括第二十电阻、第二十三电阻、第二十七电阻、第九电容和第十九电容；第二十七电阻与第二十三电阻组成的串连支路的的一端与电源相连，另一端与压控振荡电路的输入端相连；第九电容一端与第二十电阻组成的并联支路的一端与第二十七电阻和第二十三电阻的连接点相连，另一端接地；第十九电容的一端与电源相连，另一端接地。
本发明发射装置结构简单，能够实现视频、音频信号的无线射频发射，带宽可以达到8MHz。由于采用了锁相环和单片机控制技术，使得频率稳定性高，图像稳定清晰、声音不失真。可应用于家庭老人、小孩监控；住宅区监控；停车场监控；视频会议等。
图1是本发明装置中音频输入端的电路结构原理图。
图2是本发明装置中视频输入端的电路结构原理图。
图3是本发明装置中压控振荡器电路的原理图。
图4是本发明装置中压控振荡器电路的偏置电路。
图5是本发明装置输出端放大电路的结构原理图。
图6是本发明装置中锁相环电路的结构原理图。下面根据附图和具体实施例对本发明做进一步阐述。
一种音视频无线发射装置，包括音频一次调制电路1、视频预加重电路2、压控振荡电路3放大电路4和锁相环电路5。
如图1所示，音频输入端的电路依次包括滤波电路11、音频一次调制电路1和隔离耦合电路13。滤波电路11用于滤掉音频信号中的杂音，是由第四电阻R4和第八电容C8组成的阻容滤波电路第四电阻R4的一端与音频输入端A以及第八电容C8的一端相连，另一端与音频一次调制电路1的输入端相连；第八电容C8的另一端接地。
音频一次调制电路1主要是由第二电容C2、第六电容C6、第一电感L1以及第一三极管Q1组成的电容三点式振荡电路第一三极管Q1的基极作为音频一次调制电路1的输入端通过滤波电路11与音频输入端A电连接，其集电极通过第一电阻R1与电源VCC1电连接，其发射极作为音频一次调制电路1的输出端通过隔离耦合电路13与压控振荡电路3电连接。第六电容C6的一端与第一三极管Q1的基极相连，另一端与第一电感L1一端相连。第一电感L1的另一端接地；第二电容C2跨接于第一三极管Q1的集电极与发射极之间。还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一变电容WC1和第五电容C5组成的偏置电路第一电阻R1的一端与电源VCC1相连，另一端与第二电阻R2、第一三极管Q1以及第二电容C2的一端相连。第二电阻R2的另一端与第一三极管Q1的基极相连。第二电容C2的另一端与第一三极管Q1的发射极相连。第一变电容WC1的一端与第六电容C6与第一电感L1的连接点相连，其另一端接地。第三电阻R3与第五电容C5组成的并联支路的一端与第一三极管Q1的发射极相连，另一端接地。对音频信号要进行一次调制是为了提高音频与视频信号的隔离度，使得信号的频率范围得到相应提高，对声音信号单独调制以提高音质，这样，该提高频率后的音频信号在压控振荡电路中就能够更好地被调制到所需的频点上，使接收到的声音不失真。
隔离耦合电路13是由第五电阻R5和第七电容C7组成的串连支路，串连连接在音频一次调制电路1与压控振荡电路3之间。
如图2所示，视频输入端的电路依次包括视频预加重电路2和隔离耦合电路23。视频预加重电路2包括第二十五电阻R25、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29和第十七电容C17。第十七电容C17与第二十九电阻R29组成的并联支路的一端作为视频预加重电路2的输入端E，输入视频信号，并与第二十八电阻R28的一端相连，其另一端作为视频预加重电路2的输出端通过隔离耦合电路23与压控振荡电路3电连接，并与第二十五电阻R25的一端相连。第二十八电阻R28的另一端接地。第二十五电阻R25的另一端接地。其中，R28和R25用于阻抗匹配，减小失真，C17和R29用于将信号中的高频部分提高、低频不变，以补偿无线信号传输过程中对视频信号高频部分的损耗，减小失真，这样在接收时，图像就会更加清晰；同时，R28，R29，R25也对视频信号进行滤波和高频提升处理。隔离耦合电路23是由第二十四电阻R24和第二十电容C20组成的串连支路，串连连接在视频预加重电路2与压控振荡电路3之间。隔离耦合电路13和23用于提高音频和视频信号的隔离度，并且把已调制音频信号和视频信号相加送入主调制电路，即压控振荡电路3。
如图3所示，压控振荡电路3主要是由变容二极管VD1、第二电感L2，第二十四电容C24、第三电容C3和第二三极管Q2组成的电容三点式振荡器变容二极管VD1的阳极接地，其阴极作为压控振荡电路3的输入端B与音频一次调制电路1和视频预加重电路2的输出端通过隔离耦合电路电连接，并通过第二电感L2和第二十四电容C24与第二三极管Q2的基极相连；第二三极管Q2的集电极与电源VCC1电连接，并作为压控振荡电路3的输出端C与放大电路4电连接，其发射极通过第二十一电阻R21接地；第三电容C3跨接在第二三极管Q2的集电极与发射极之间。还包括第十九电阻R19、第二十一电阻R21、第三十电阻R30、第一微带线、第四电容C4、第十五电容C15和第二十五电容C25组成的偏置电路第三十电阻R30的一端与电源VCC1相连，另一端与第十九电阻R19一端、第一微带线一端以及第十五电容C15一端相连；第十九电阻R19另一端与第二三极管Q2的基极相连；第一微带线的另一端与第二三极管Q2的集电极相连；第十五电容C15的另一端接地；第二十五电容C25跨接于第二三极管Q2的基极和发射极之间；第四电容C4一端与第二三极管Q2的发射极相连，另一端接地。该压控振荡电路的作用是把音视频信号的频率调制到所需的频点上，通过改变压控振荡电路的输入电压，从而能够改变压控振荡电路输出信号的频率，使发射信号能够在一个频率上向外发射，有利于接收装置对发射信号进行针对性的接收。
还包括偏置电路33，如图4所示，包括第二十电阻R20、第二十三电阻R23、第二十七电阻R27、第九电容C9和第十九电容C19。第二十七电阻R27与第二十三电阻R23组成的串连支路的的一端与电源VCC1相连，另一端与压控振荡电路3的输入端相连；第九电容C9一端与第二十电阻R20组成的并联支路的一端与第二十七电阻R27和第二十三电阻R23的连接点相连，另一端接地。第十九电容C19的一端与电源VCC1相连，另一端接地。其中电阻R27和R20形成分压电路，为压控振荡电路3提供一稳定的输入电压，电容C19和C1用于滤波。
如图5所示，输出端电路主要包括放大电路4和发射天线TX。放大电路4包括第十三电阻R13、第十五电阻R15和第三三极管Q3。第三三极管Q3的基极作为放大电路4的输入端通过隔离电容C02与压控振荡电路3电连接，其发射极接地，其集电极通过第十三电阻R13和微带线与电源VCC1相连，并作为放大电路4的输出端通过隔离电容C01与发射天线电连接。第十五电阻R15的一端与第三三极管Q3的基极相连，另一端接地。该放大电路主要是对压控振荡电路的输出信号进行功率放大，提高发射信号的能量，补偿因信号在空气中传输所损失的能量，使得信号能够被发射到更远的距离。
如图6所示，本发明电路还包括锁相环电路6，由锁相环芯片U1、单片机U2、开关信号电路、晶振和环路滤波器组成。其中，开关信号电路包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第一开关K1和第二开关K2第一开关K1的一端接地，另一端通过第十六电阻R16与单片机U2的双向I/O口相连；第二开关K2的一端接地，另一端通过第十七电阻R17与单片机U2的另一个双向I/O口相连。上述两个I/O口分别通过第十一电阻R11和第十二电阻R12与电源相连。开关信号电路通过切换两个开关的状态，向单片机U2输入四种不同的电平信号，最终控制本发明装置可以发射四个频点。
单片机U2对所述输入的四种信号进行处理，输出串行时钟信号、数据信号和使能信号到锁相环芯片U1。锁相环芯片U1采用二线制，其对晶振Y1、单片机U2、压控振荡电路3的输出进行处理，输出变压信号到环路滤波器，环路滤波器对上述变压信号进行滤波后输出到压控振荡电路3的输入端，构成一个反馈控制回路，使得振荡电路工作更稳定。具体电路连接是锁相环芯片的射频信号输入端(RF)通过一个阻容隔离电路与压控振荡电路3的输出端电连接，其晶振输入端(XTAL)与晶振Y1的一端相连，其使能端(CE)、串行时钟信号输入端(SCL)、数据信号输入端(SDA)分别与单片机U2端口(TOCK1、GPO、GP1)相连，其调整电压输出端(VTUNE)与环路滤波器的输入端相连并通过第八电阻R8与电源相连，其内部充电脉冲输出端(CP)与第十电容C10和第十二电容C12所组成的串连支路的一端相连；所述串连支路的另一端与环路滤波器的输入端相连。晶振Y1的另一端通过第十三电容C13接地。还包括第六电阻R6，并联连接在第十二电容C12两端。所述环路滤波器包括第七电阻R7、第九电阻R9、第十电阻R10和第十一电容C11；第七电阻R7的一端作为环路滤波器的输入端与锁相环芯片U1电连接，另一端与第九电阻R9的一端、第十电阻R10与第十一电容C11组成的串连支路的一端相连；所述串连支路的另一端接地；第九电阻R9的另一端作为环路滤波器的输出端与所述压控振荡电路的输入端相连。
本发明电路的工作原理是对音频信号先由滤波电路11进行滤波，经音频一次调制电路1对声音信号单独调制以提高音质，并提高音频信号与视频信号的隔离度，将音频信号的频率调制到与视频信号不通的波段，再输入到压控振荡电路3。对输入视频信号，先由视频预加重电路2进行预加重，将信号中高频部分提高，而低频部分不变，以减小在后续电路中的失真，再输入到压控振荡电路3。而锁相环电路6通过一阻容隔离电路对压控振荡电路3的输出进行采样，与晶振Y1输出的频率信号进行比较后再与单片机U2输出的频点控制信号进行比较，最终输出一相位误差脉冲信号，再经过电阻电容积分处理后转变为一直流电压给控制信号到压控振荡电路3中的可变电容二极管，此电压变化会改变可变电容二极管的电容量从而改变三点式振荡器的工作频率，达到控制发射频率的目的。上述三种信号在压控振荡电路3的输入端叠加后，进行二次调频，将所有信号调制到发射频率，最后经过放大电路4放大后由发射天线发射。
权利要求
1.一种音视频无线发射装置，包括音频一次调制电路、视频预加重电路、压控振荡电路和放大电路，其特征在于还包括锁相环电路；所述锁相环电路包括锁相环芯片(U1)、单片机(U2)、开关信号电路、晶振和环路滤波器；所述开关信号电路通过切换两个开关的状态，向单片机(U2)输入四种不同的信号；所述单片机(U2)对所述输入的四种信号进行处理，输出串行时钟信号、数据信号和使能信号到锁相环芯片(U1)；所述锁相环芯片采用二线制，其对晶振、单片机(U2)、压控振荡器的输出进行处理，输出变压信号到环路滤波器；所述环路滤波器对所述变压信号进行滤波后输出到压控振荡电路的输入端。
2.根据权利要求1所述的音视频无线发射装置，其特征在于所述开关信号电路包括第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十六电阻(R16)、第十七电阻(R17)、第一开关(K1)和第二开关(K2)；第一开关(K1)的一端接地，另一端通过第十六电阻(R16)与单片机(U2)的双向I/O口相连；第二开关(K2)的一端接地，另一端通过第十七电阻(R17)与单片机(U2)的另一个双向I/O口相连；上述两个I/O口分别通过第十一电阻(R11)和第十二电阻(R12)与电源相连。
3.根据权利要求1所述的音视频无线发射装置，其特征在于所述锁相环芯片的射频信号输入端与所述压控振荡电路的输出端电连接，其晶振输入端与所述晶振的一端相连，其使能端、串行时钟信号输入端、数据信号输入端分别与单片机(U2)端口相连，其调整电压输出端与环路滤波器的输入端相连并通过第八电阻(R8)与电源相连，其内部充电脉冲输出端与第十电容(C10)和第十二电容(C12)所组成的串连支路的一端相连；所述串连支路的另一端与环路滤波器的输入端相连；所述晶振的另一端通过第十三电容(C13)接地；还包括第六电阻(R6)，并联连接在第十二电容(C12)两端。
4.根据权利要求1或3所述的音视频无线发射装置，其特征在于所述环路滤波器包括第七电阻(R7)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)和第十一电容(C11)；第七电阻(R7)的一端作为环路滤波器的输入端与锁相环芯片(U1)电连接，另一端与第九电阻(R9)的一端、第十电阻(R10)与第十一电容(C11)组成的串连支路的一端相连；所述串连支路的另一端接地；第九电阻(R9)的另一端作为环路滤波器的输出端与所述压控振荡电路的输入端相连。
5.根据权利要求1所述的音视频无线发射装置，其特征在于所述压控振荡电路主要包括变容二极管(VD1)、第二电感(L2)，第二十四电容(C24)、第三电容(C3)和第二三极管(Q2)；所述变容二极管(VD1)的阳极接地，其阴极作为压控振荡电路的输入端与所述音频一次调制电路、视频预加重电路以及锁相环电路的输出端电连接，并通过第二电感(L2)和第二十四电容(C24)组成的串连支路与第二三极管(Q2)的基极相连；第二三极管(Q2)的集电极与电源电连接，并作为压控振荡电路的输出端与放大电路电连接，其发射极通过第二十一电阻(R21)接地；第三电容(C3)跨接在第二三极管(Q2)的集电极与发射极之间；第三十电阻(R30)的一端与电源相连，另一端与第十九电阻(R19)一端、第一微带线一端以及第十五电容(C15)一端相连；第十九电阻(R19)另一端与第二三极管(Q2)的基极相连；第一微带线的另一端与第二三极管(Q2)的集电极相连；第十五电容(C15)的另一端接地；第二十五电容(C25)跨接于第二三极管(Q2)的基极和发射极之间；第四电容(C4)一端与第二三极管(Q2)的发射极相连，另一端接地。
6.根据权利要求1所述的音视频无线发射装置，其特征在于所述音频一次调制电路主要包括第二电容(C2)、第六电容(C6)、第一电感(L1)和第一三极管(Q1)；所述第一三极管(Q1)的基极作为音频一次调制电路的输入端输入音频信号，其集电极与电源电连接，其发射极作为音频一次调制电路与所述压控振荡电路电连接；第六电容(C6)的一端与第一三极管(Q1)的基极相连，另一端与第一电感(L1)一端相连；第一电感(L1)的另一端接地；第二电容(C2)跨接于第一三极管(Q1)的集电极与发射极之间；第一电阻(R1)的一端与电源相连，另一端与第二电阻(R2)、第一三极管(Q1)以及第二电容(C2)的一端相连；第二电阻(R2)的另一端与第一三极管(Q1)的基极相连；第二电容(C2)的另一端与第一三极管(Q1)的发射极相连；第一变电容(WC1)的一端与第六电容(C6)与第一电感(L1)的连接点相连，其另一端接地；第三电阻(R3)与第五电容(C5)组成的并联支路的一端与第一三极管(Q1)的发射极相连，另一端接地。
7.根据权利要求1所述的音视频无线发射装置，其特征在于所述视频预加重电路包括第二十五电阻(R25)、第二十八电阻(R28)、第二十九电阻(R29)和第十七电容(C17)；第十七电容(C17)与第二十九电阻(R29)组成的并联支路的一端作为视频预加重电路的输入端，输入视频信号，并与第二十八电阻(R28)的一端相连，其另一端作为视频预加重电路的输出端与所述压控振荡电路电连接，并与第二十五电阻(R25)的一端相连；第二十八电阻(R28)的另一端接地；第二十五电阻(R25)的另一端接地。
8.根据权利要求1所述的音视频无线发射装置，其特征在于所述放大电路包括第十三电阻(R13)、第十五电阻(R15)、第二微带线和第三三极管(Q3)；所述第三三极管(Q3)的基极作为放大电路的输入端与所述压控振荡电路电连接，其发射极接地，其集电极通过第十三电阻(R13)和第一微带线组成的串连支路与电源相连，并作为放大电路的输出端与发射天线电连接；第十五电阻(R15)的一端与第三三极管(Q3)的基极相连，另一端接地。
9.根据权利要求1所述的音视频无线发射装置，其特征在于还包括滤波电路包括第四电阻(R4)和第八电容(C8)；第四电阻(R4)的一端与音频输入端以及第八电容(C8)的一端相连，另一端与音频一次调制电路的输入端相连；第八电容(C8)的另一端接地。
10.根据权利要求1所述的音视频无线发射装置，其特征在于还包括电阻和电容组成的串连支路，作为隔离耦合电路，分别连接在音频一次调制电路与压控振荡电路之间，以及视频预加重电路与压控振荡电路之间。
11.根据权利要求1所述的音视频无线发射装置，其特征在于还包括一偏置电路包括第二十电阻(R20)、第二十三电阻(R23)、第二十七电阻(R27)、第九电容(C9)和第十九电容(C19)；第二十七电阻(R27)与第二十三电阻(R23)组成的串连支路的的一端与电源相连，另一端与压控振荡电路的输入端相连；第九电容(C9)一端与第二十电阻(R20)组成的并联支路的一端与第二十七电阻(R27)和第二十三电阻(R23)的连接点相连，另一端接地；第十九电容(C19)的一端与电源相连，另一端接地。
全文摘要
本发明涉及无线发射装置，特别涉及一种具有音视频传输功能的、采用锁相环和单片机控制发射频点的无线发射装置。一种音视频无线发射装置，包括音频一次调制电路、视频预加重电路、压控振荡电路和放大电路，还包括锁相环电路；所述锁相环电路包括锁相环芯片、单片机、开关信号电路、晶振和环路滤波器。本发明发射装置结构简单，能够实现视频、音频信号的无线射频发射，带宽可以达到8MHz。由于采用了锁相环和单片机控制技术，使得频率稳定性高，图像稳定清晰、声音不失真。可应用于家庭老人、小孩监控；住宅区监控；停车场监控；视频会议等。
文档编号H04N5/38GK1791186SQ20051010193
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月2日 优先权日2005年12月2日
发明者邓明友 申请人:邓明友