红外发光二极管无线音频发送装置、接收装置和传输系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电子【技术领域】，公开了一种红外LED无线音频发送装置、接收装置和传输系统，该发送装置、接收装置和传输系统具有隐蔽性，能够给侦听工作带来便利。该红外LED无线音频发送装置包括：语音信号收集器、模数转换器、编码单元、驱动电路及红外LED灯，该语音信号收集器采集音频信号，将采集到的音频信号输出给该模数转换器；该模数转换器将接收到的该音频信号进行模数转换，将转换后的数字信号经该编码单元编码后，输出给该驱动电路；该驱动电路将该编码后的信号调制为控制该红外LED灯的闪灭频率的控制信号，根据该控制信号驱动该红外LED灯，发送红外波段内的光。该红外LED无线音频发送装置、接收装置和传输系统用于侦听。
【专利说明】红外发光二极管无线音频发送装置、接收装置和传输系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子【技术领域】,特别涉及一种红外LED (Light-Emitting Diode,发光二极管)无线音频发送装置、接收装置和传输系统。
【背景技术】
[0002]一般的，无线音频传输系统包括发送装置和接收装置，该发送装置包括音频采集模块，该发送装置将该音频采集模块采集到的音频信号进行加密、调制等处理后发送至该无线音频传输系统的接收装置，该无线音频传输系统的接收装置接收到该音频信号，然后对该音频信号进行相应的解密、解码等处理，最终使得收听者听到可以识别的音频信号。但是，目前，无线音频传输系统中一般用喇叭、耳机等来接收音频信号，当该无线音频传输系统被使用于侦听任务时，喇叭、耳机等用于接收音频信号的装置无隐蔽性，给侦听工作带来了不便。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种红外LED无线音频发送装置、接收装置和传输系统，能够实现无线音频发送装置、接收装置和传输系统的隐蔽性。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种红外LED无线音频发送装置，所述红外LED无线音频发送装置包括:
[0005]语音信号收集器、模数转换器、编码单元、驱动电路以及红外LED灯；其中，
[0006]所述语音信号收集器用于采集音频信号，并将采集到的音频信号输出给所述模数转换器；
[0007]所述模数转换器用于将接收到的所述音频信号进行模数转换，并将转换后的数字信号经所述编码单元编码后，输出给所述驱动电路；
[0008]所述驱动电路用于将来自所述编码单元编码后的数字信号调制为控制所述红外LED灯的闪灭频率的控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红外LED灯，发送红外波段内的光。
[0009]本发明的实施方式还提供了一种红外LED无线音频接收装置，所述红外LED无线音频接收装置包括:接收单元，解调单元，解码单元，数模转换单元，中央处理器，输出单元；其中，
[0010]所述接收单元用于接收红外LED灯发送的红外波段内的光；
[0011]所述解调单元用于对接收到的所述光的闪灭频率进行解调，得到经编码的音频信号;
[0012]所述解码单元用于对所述经编码的音频信号进行解码，并将解码后的音频信号输出至所述数模转换单元；
[0013]所述数模转换单元用于对所述解码后的音频信号进行数模转换，得到模拟信号，并将所述模拟信号输出至所述中央处理器；[0014]所述中央处理器用于接收所述数模转换单元输出的所述模拟信号，并将所述模拟信号进行优化处理后输出至所述输出单元。
[0015]本发明的实施方式还提供了一种红外LED无线音频传输系统，包括:
[0016]以上所述的红外LED无线音频发送装置和接收装置。
[0017]本发明同现有技术相比，增加了驱动电路和红外LED灯部分，该驱动电路通过将来自所述编码单元编码后的数字信号调制为控制所述红外LED灯的闪灭频率的控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红外LED灯，使得该红外LED灯发送红外波段内的光。在一定的距离内设置接收装置，该接收装置采用与发送装置相对应的逆操作，利用红外LED灯的闪灭频率，还原出音频信号。而现有技术中为无线音频发送装置直接将音频信号发送至无线音频接收装置，因此，当该无线音频传输系统应用于侦听工作时，被侦听者很容易就会发现无线音频发送装置，本发明中的无线音频接收装置设置在与发送装置一定距离内，发送装置发送红外波段内的光，接收装置通过接收发送装置发送的红外波段的光最终接收到音频信号，与现有技术相比较而言，具有隐蔽性，给侦听工作带来了方便。
[0018]另外，所述语音信号收集器包括麦克风、放大器和滤波器；所述麦克风用于将检测到的语音信号输出给所述放大器；所述放大器用于对所述麦克风检测到的语音信号进行放大处理；所述滤波器用于对经放大处理后的语音信号进行滤波；所述语音信号收集器输出给模数转换器的音频信号为经所述滤波器滤波后的语音信号，这样可以减少语音信号收集器收集到的音频信号的失真度。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明第一实施方式的一种红外LED无线音频发送装置结构示意图；
[0020]图2是本发明第一实施方式的语音信号收集器的结构示意图；
[0021]图3是本发明第一实施方式的另一种红外LED无线音频接收装置结构示意图；
[0022]图4是本发明第二实施方式的一种红外LED无线音频接收装置结构示意图；
[0023]图5是本发明第二实施方式的另一种红外LED无线音频接收装置结构示意图；
[0024]图6是本发明第二实施方式的中央处理器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0026]本发明第一实施方式提供一种红外LED无线音频发送装置I，具体结构如图1所示，包括:语音信号收集器10、模数转换器11、编码单元12、驱动电路13以及红外LED灯14。
[0027]其中，语音信号收集器10、模数转换器11、编码单元12、驱动电路13以及红外LED灯14顺序连接，即语音信号收集器10连接模数转换器11，模数转换器11连接编码单元12，编码单元12连接驱动电路13，驱动电路13连接红外LED灯14。所述语音信号收集器10用于采集音频信号，并将采集到的音频信号输出给所述模数转换器11，所述模数转换器11接收语音信号收集器发送的音频信号；所述模数转换器11将接收到的所述音频信号进行模数转换，并将转换后的数字信号经所述编码单元12编码后，输出给所述驱动电路13 ;所述驱动电路13将来自所述编码单元12编码后的数字信号调制为控制所述红外LED灯14的闪灭频率的控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红外LED灯14，发送红外波段内的光。特别的，所述红外LED灯可以为红外红外LED。
[0028]这样一来，所述驱动电路通过将来自所述编码单元的数字信号调制为控制所述红外LED灯的闪灭频率的控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红外LED灯，使得该红外LED灯发送红外波段内的光，即本发明的红外LED无线音频发送装置通过红外LED灯间接地发送音频信号，具有一定的隐蔽性。
[0029]进一步的，为了减少语音信号收集器收集到的音频信号的失真度，如图2所示，所述语音信号收集器10还可以包括麦克风101、放大器102和滤波器103。所述麦克风101用于将检测到的语音信号输出给所述放大器；所述放大器102用于对所述麦克风检测到的语音信号进行放大处理；所述滤波器103用于对经放大处理后的语音信号进行滤波，同时，该滤波器还可以滤除噪声，在经过放大、滤波及去噪后，将所述音频信号发送给模数转换器
11。所述语音信号收集器10输出给模数转换器11的音频信号为经所述滤波器103滤波后的语音信号。
[0030]进一步的，如图3所示，所述红外LED无线音频发送装置I还包括:
[0031]加密单元15，用于对所述编码单元12输出的数字信号进行加密，并将加密后的数字信号输出给所述驱动电路13。
[0032]在实际应用中，模数转换器、编码单元、驱动电路及红外LED灯可以是集成在MCU (Micro Control Unit,微控制单元)和音频编码器的混合信号片上的系统,可以通过IICdnter-1ntegrated Circuit,集成电路总线)配置片内寄存器,设置采样率为44.1k,量化精度为16位，经过采样后的模拟信号转化为数字信号，然后再对该数字信号进行编码、调制，且保存在内部缓存中。然后通过配置片内部寄存器对该数字信号进行数字加密，接着通过软件的形式对量化后的数字信号进行自定义加密，最后通过MCU和音频编码器片内的PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)寄存器进行调制，即通过所述驱动电路进行调制，需要说明的是，在所述驱动电路将来自所述编码单元的数字信号调制为控制所述红外LED灯的闪灭频率的控制信号的步骤中，所述驱动电路采用的调制方式为高斯频移键控GFSK (Gauss frequency Shift Keying，高斯频移键控)。所述GFSK即，把输入数据经高斯低通滤波器预调制滤波后，再进行FSK (frequency Shift Keying,频移键控)调制。在保持恒定幅度的同时，通过改变高斯低通滤波器的带宽对已调信号的频谱进行控制，最终对红外LED灯进行调制，实现音频信号以红外波段光信号的传输。特别的，该红外LED灯的发光波长为875纳米(匪)，采用恒流电路驱动，因此所述驱动电路必须保证能够作为一个恒流源为所述红外LED灯提供控制信号。
[0033]这样一来，所述驱动电路通过将来自所述编码单元的数字信号调制为控制所述红外LED灯的闪灭频率的控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红外LED灯，使得该红外LED灯发送红外波段内的光，即本发明的红外LED无线音频发送装置通过红外LED灯间接地发送音频信号，具有一定的隐蔽性。
[0034]本发明第二实施方式提供一种红外LED无线音频接收装置2，具体结构如图4所示，包括:接收单元20、解调单元21、解码单元22、数模转换单元23、中央处理器24及输出单元25。
[0035]其中，接收单元20、解调单元21、解码单元22、数模转换单元23、中央处理器24及输出单元25顺序连接，即接收单元20连接解调单元21，解调单元21连接解码单元22，解码单元22连接数模转换单元23，数模转换单元23连接中央处理器24，中央处理器24连接输出单元25。所述接收单元20用于接收红外LED灯发送的红外波段内的光；所述解调单元21用于对接收到的所述光的闪灭频率进行解调，得到经编码的音频信号；所述解码单元22用于对所述经编码的音频信号进行解码，并将解码后的音频信号输出至所述数模转换单元23 ;所述数模转换单元23用于对所述解码后的音频信号进行数模转换，得到模拟信号，并将所述模拟信号输出至所述中央处理器24 ;所述中央处理器24用于接收所述数模转换单元23输出的所述模拟信号，并将所述模拟信号进行优化处理后输出至所述输出单元25。
[0036]这样一来，所述接收单元接收红外LED无线音频发送装置中的红外LED灯发送的红外波段内的光，然后对该红外波段内的光的闪灭频率进行解调、解码、数模转换、放大、耦合、滤波等处理，还原成从发送装置发送过来的音频信号，再将该音频信号发送到输出单元进行输出，与现有技术中无线音频发送装置直接将音频信号发送至无线音频接收装置相比较而言，本发明的红外LED无线音频接收装置不是直接的接收发送装置的发送的音频信号，而是先接收红外LED灯发送的红外波段内的光，间接地接收音频信号，该红外LED灯从外观上看起来只是一个普通的灯具，具有一定的隐蔽性。
[0037]进一步的，如图5所示，所述红外LED无线音频接收装置2还可以包括:解密单元26。具体的，所述解调单元21将所述音频信号输出给所述解密单元26，所述解密单元26对所述音频信号进行解密，并将解密后的所述音频信号输出至所述解码单元22。
[0038]再进一步的，如图6所示，所述中央处理器24包括放大器240、耦合器241和滤波器242 ;所述放大器240用于对所述模拟信号进行放大处理；所述耦合器241用于对所述放大器放大处理后的所述模拟信号的信号功率进行分配；所述滤波器242用于对所述耦合器处理后的所述模拟信号进行滤波。
[0039]在实际应用中，所述接收单元20可以为PIN (positive-1ntrinsicnegativediode，光电二极管)探测阵列。所述解码单元22采用的解码方式可以为PCM(Pulse CodeModulation,线性脉冲编码调制)。
[0040]本发明第三实施方式提供一种红外LED无线音频传输系统，包括:以上任意所述的红外LED无线音频发送装置和红外LED无线音频接收装置。
[0041]需要说明的是，在实际实现过程中，该红外LED无线音频传输系统的频率响应范围为20 (Hz/赫兹)至20 (KHz/千赫兹)，音频信号在该系统中的失真度小于1%，系统中的信噪比远远大于60 (db/分贝)，编码方式和解码方式分别为线性PCM编码和解码，载波频率的范围为3.2 (MHZ/兆赫兹)至4.8 (MHZ/兆赫兹)，立体声传输的带宽大于I (Mb/兆比特)，接收装置的接收灵敏度为(-1lOdbm/分贝毫伏)，系统中电压要求为直流，电压大小为12 (v/伏)或者5 (V/伏)。
[0042]值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单
J Li ο
[0043]本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种红外LED无线音频发送装置，其特征在于，包含: 语音信号收集器、模数转换器、编码单元、驱动电路以及红外LED灯；其中， 所述语音信号收集器用于采集音频信号，并将采集到的音频信号输出给所述模数转换器； 所述模数转换器用于将接收到的所述音频信号进行模数转换，并将转换后的数字信号经所述编码单元编码后，输出给所述驱动电路； 所述驱动电路用于将来自所述编码单元编码后的数字信号调制为控制所述红外LED灯的闪灭频率的控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红外LED灯，发送红外波段内的光。
2.根据权利要求1所述的红外LED无线音频发送装置，其特征在于，所述语音信号收集器包含:麦克风、放大器和滤波器； 所述麦克风用于将检测到的语音信号输出给所述放大器； 所述放大器用于对所述麦克风检测到的语音信号进行放大处理； 所述滤波器用于对经放大处理后的语音信号进行滤波； 所述语音信号收集器输出给模数转换器的音频信号为经所述滤波器滤波后的语音信号。
3.根据权利要求1所述的红外LED无线音频发送装置，其特征在于，所述红外LED无线音频发送装置还包括: 加密单元，用于对所述编码单元输出的数字信号进行加密，并将加密后的数字信号输出给所述驱动电路。
4.根据权利要求1所述的红外LED无线音频发送装置，其特征在于，在所述驱动电路将来自所述编码单元编码后的数字信号调制为控制所述红外LED灯的闪灭频率的控制信号的步骤中， 所述驱动电路采用的调制方式为高斯频移键控GFSK。
5.一种红外LED无线音频接收装置，其特征在于，包括:接收单元，解调单元，解码单元，数模转换单元，中央处理器，输出单元；其中， 所述接收单元用于接收红外LED灯发送的红外波段内的光； 所述解调单元用于对接收到的所述光的闪灭频率进行解调，得到经编码的音频信号；所述解码单元用于对所述经编码的音频信号进行解码，并将解码后的音频信号输出至所述数模转换单元； 所述数模转换单元用于对所述解码后的音频信号进行数模转换，得到模拟信号，并将所述模拟信号输出至所述中央处理器； 所述中央处理器用于接收所述数模转换单元输出的所述模拟信号，并将所述模拟信号进行优化处理后输出至所述输出单元。
6.根据权利要求5所述的红外LED无线音频接收装置，其特征在于，所述红外LED无线音频接收装置还包括:解密单元； 所述解调单元将所述音频信号输出给所述解密单元，所述解密单元对所述音频信号进行解密，并将解密后的所述音频信号输出至所述解码单元。
7.根据权利要求5所述的红外LED无线音频接收装置，其特征在于，所述中央处理器包括:放大器、耦合器和滤波器； 所述放大器用于对所述模拟信号进行放大处理； 所述耦合器用于滤除所述放大器放大处理后的所述模拟信号中的离散信号； 所述滤波器用于对所述耦合器处理后的所述模拟信号进行滤波。
8.根据权利要求5所述的红外LED无线音频接收装置，其特征在于，所述解码单元采用的解码方式为线性脉冲编码调制PCM。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的红外LED无线音频接收装置，其特征在于，所述接收单元包括: PIN光电二极管探测阵列。
10.一种红 外LED无线音频传输系统,其特征在于,包括: 权利要求1至4中任一项所述的红外LED无线音频发送装置和权利要求5至9中任一项所述的红外LED无线音频接收装置。
【文档编号】H04B10/60GK103905116SQ201410117095
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】窦宏雁, 纪新明 申请人:太仓微芯电子科技有限公司