一种数字对讲系统及数字对讲机的制作方法

本实用新型涉及数字对讲领域，尤其涉及一种数字对讲系统及数字对讲机。

背景技术：

在现有对讲领域，低噪声放大器的阻抗需要与信号源及负载进行阻抗匹配后，才能保证数字对讲机接收前端实现最小噪声匹配，但是在现有技术中，数字对讲机都是支持一种频段的信号收发，其低噪声放大器的阻抗已经被设置为最优阻抗、且不可调整。

现有单频段的对数字对讲机不能满足用户对宽频段的信号收发需要，因此现有技术提供了支持宽频段收发的对数字对讲机，针对这种支持宽频段接收的对数字对讲机，如何实现低噪声匹配和高效率的能量传输，是亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种数字对讲系统及数字对讲机，以解决现有支持宽频段接收的对数字对讲机接收前端不能实现低噪声和高效率能量传输的问题。

本实用新型提供了一种数字对讲系统，包括：供电电源、及具备零中频数字通信功能的集成对讲芯片，供电电源为集成对讲芯片供电；集成对讲芯片包括微控制单元以及射频移动无线电接收机发射机单元，射频移动无线电接收机发射机单元连接信号源及负载；微控制单元用于首先调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗与负载的阻抗匹配，然后调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗与信号源的阻抗匹配。

进一步的，射频移动无线电接收机发射机单元包括低噪声放大器及谐振器，低噪声放大器通过谐振器连接信号源及负载；微控制单元用于首先调整谐振器使得低噪声放大器的输出阻抗与负载的阻抗匹配，然后调整谐振器使得低噪声放大器的输入阻抗与信号源的阻抗匹配。

进一步的，谐振器包括输入阻抗匹配网络及输出阻抗匹配网络；低噪声放大器通过输入阻抗匹配网络连接信号源，通过输出阻抗匹配网络连接负载，微控制单元用于首先调整输出阻抗匹配网络，使得低噪声放大器与负载的阻抗匹配，然后调整输入阻抗匹配网络，使得低噪声放大器与信号源的阻抗匹配。

进一步的，集成对讲芯片供电包括数字信号处理单元，数字信号处理单元用于采集射频移动无线电接收机发射机单元与信号源及负载之间的反射信号，并将反射信号传输至微控制单元。

进一步的，数字信号处理单元用于采集射频移动无线电接收机发射机单元与负载之间的反射信号S22，并将反射信号S22传输至微控制单元，微控制单元用于根据反射信号S22调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗与负载的阻抗匹配。

进一步的，微控制单元用于调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗，使得反射信号S22的信号反射强度不大于预设值。

进一步的，微控制单元用于采用逐级微调的方式、或者查表确定调整值的方式，调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗。

进一步的，数字信号处理单元用于采集射频移动无线电接收机发射机单元与信号源之间的反射信号S11，并将反射信号S11传输至微控制单元，微控制单元用于根据反射信号S11调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗与信号源的阻抗匹配。

进一步的，微控制单元用于调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗，使得反射信号S11的信号反射强度不大于预设值。

进一步的，微控制单元用于采用逐级微调的方式、或者查表确定调整值的方式，调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗。

本实用新型提供了一种数字对讲机，其包括本实用新型提供的数字对讲系统。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种新的数字对讲系统及数字对讲机，其包括具备零中频数字通信功能的集成对讲芯片，集成对讲芯片中的微控制单元在对讲机工作时，首先调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗与负载的阻抗匹配，然后调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗与信号源的阻抗匹配；这样就可以实现任意频段信号收发，并且都具备高效率能量传输，解决了现有支持宽频段收发的对数字对讲机接收前端不能实现低噪声和高效率能量传输的问题。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的数字对讲系统的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的射频移动无线电接收机发射机单元的结构示意图；

图3为本实用新型第二实施例提供的集成对讲芯片的结构连接图；

图4为本实用新型第二实施例涉及的集成对讲芯片的电路连接图。

具体实施方式

现通过具体实施方式结合附图的方式对本实用新型做输出进一步的诠释说明。

第一实施例：

图1为本实用新型第一实施例提供的数字对讲系统的结构示意图，由图1可知，在本实施例中，本实用新型提供的数字对讲系统包括：供电电源11、及具备零中频数字通信功能的集成对讲芯片12，供电电源11为集成对讲芯片12供电；集成对讲芯片12包括微控制单元121以及射频移动无线电接收机发射机单元122，射频移动无线电接收机发射机单元122连接信号源2及负载3；微控制单元121用于首先调整射频移动无线电接收机发射机单元122的输出阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元122的输出阻抗与负载3的阻抗匹配，然后调整射频移动无线电接收机发射机单元122的输入阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元122的输入阻抗与信号源2的阻抗匹配。在实际应用中，本申请是针对射频移动无线电接收机发射机单元的LNA模块进行改进的，LNA模块连接天线及解调模块，主要将天线接收到的微弱信号放大；微控制单元用于调整LNA模块的输入和输出阻抗，使之达到最小噪声匹配。

如图2所示，在一些实施例中，上述实施例中的射频移动无线电接收机发射机单元122，具体的为LNA模块包括低噪声放大器21及谐振器22，低噪声放大器21通过谐振器22连接信号源及负载；微控制单元121用于首先调整谐振器22使得低噪声放大器21的输出阻抗与负载3的阻抗匹配，然后调整谐振器22使得低噪声放大器21的输入阻抗与信号源2的阻抗匹配。

如图2所示，在一些实施例中，上述实施例中的谐振器包括输入阻抗匹配网络221及输出阻抗匹配网络222；低噪声放大器21通过输入阻抗匹配网络221连接信号源2，通过输出阻抗匹配网络222连接负载3，微控制单元121用于首先调整输出阻抗匹配网络222，使得低噪声放大器21与负载3的阻抗匹配，然后调整输入阻抗匹配网络221，使得低噪声放大器21与信号源2的阻抗匹配。

如图3所示，在一些实施例中，上述实施例中的集成对讲芯片供电包括数字信号处理单元，数字信号处理单元用于采集射频移动无线电接收机发射机单元与信号源及负载之间的反射信号，并将反射信号传输至微控制单元。

在一些实施例中，上述实施例中的数字信号处理单元用于采集射频移动无线电接收机发射机单元与负载之间的反射信号S22，并将反射信号S22传输至微控制单元，微控制单元用于根据反射信号S22调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗与负载的阻抗匹配。

在一些实施例中，上述实施例中的微控制单元用于调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗，使得反射信号S22的信号反射强度不大于预设值。

在一些实施例中，上述实施例中的微控制单元用于采用逐级微调的方式、或者查表确定调整值的方式，调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗。

在一些实施例中，上述实施例中的数字信号处理单元用于采集射频移动无线电接收机发射机单元与信号源之间的反射信号S11，并将反射信号S11传输至微控制单元，微控制单元用于根据反射信号S11调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗与信号源的阻抗匹配。

在一些实施例中，上述实施例中的微控制单元用于调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗，使得反射信号S11的信号反射强度不大于预设值。

在一些实施例中，上述实施例中的微控制单元用于采用逐级微调的方式、或者查表确定调整值的方式，调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗。

对应的，本实用新型提供了一种数字对讲机，其包括本实用新型提供的数字对讲系统。

本实施例提供了一种新的数字对讲系统及数字对讲机，其包括具备零中频数字通信功能的集成对讲芯片，集成对讲芯片中的微控制单元在对讲机工作时，首先调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗与负载的阻抗匹配，然后调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗与信号源的阻抗匹配；这样就可以实现任意频段信号收发，并且都具备高效率能量传输，解决了现有支持宽频段收发的对数字对讲机接收前端不能实现低噪声和高效率能量传输的问题。

现结合具体应用场景对本实用新型做进一步的诠释说明。

第二实施例：

本实施例也提供了一种具备零中频数字通信功能的集成对讲芯片，包括：数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口；射频移动无线电接收机发射机单元用于采用低压宽频压控技术处理数据，音频输出功率放大器单元用于输出音频信号；麦克风放大电路单元用于接收音频信号；通信数据接口基于总线控制规则，收发至少一种类型的数字信号，并传输至微处理器单元；微处理器单元用于控制集成对讲芯片内各器件的工作；电源管理单元用于将外界电压转换为其他芯片内部构件需要的电压；数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口通过系统级芯片工艺技术集成在一片芯片上。

其中，通信数据接口包括CAM接口、LCD接口、KPD接口、I2C接口、SPI接口、UART接口、USB2.0接口、LED驱动接口、PWM接口、SD/MMC接口、GPIO接口、I2S接口中的至少一种。

在一些实施例中，上述实施例中的集成对讲芯片还包括FM调频广播接收机单元，FM调频广播接收机单元用于接收FM调频广播信号；FM调频广播接收机单元通过系统级芯片工艺技术集成在集成对讲芯片内。

在一些实施例中，上述实施例中的集成对讲芯片还包括蓝牙无线电接收发射机单元，蓝牙无线电接收发射机单元用于收发蓝牙信号；蓝牙无线电接收发射机单元通过系统级芯片工艺技术集成在集成对讲芯片内。

具体的，如图3所示，本实施例提供的具备零中频数字通信功能的集成对讲芯片SOC(系统级芯片)包括：数字信号处理DSP单元31、16位话音信号编解码单元32、音频输出功率放大器单元33、麦克风放大电路单元34、32位精简指令微处理器单元35、电源管理PMU单元36、16MB PSRAM存储器单元37、16MB FLASH存储器单元38及射频移动无线电接收机发射机单元39，以及一些未示出的数据接口等；其中，16MB PSRAM存储器单元37与16MB FLASH存储器单元38可以同时存在，也可以仅存在一个；射频移动无线电接收机发射机单元39用于采用低压(2.4V)宽频(100-500MHz、700-1000MHz)压控技术处理数据，电源管理(PMU)单元36将外界提供的电压(3.2-4.2V，一般为3.7V)转换为1.4V和2.4V电压，其中1.4V电压供数字信号处理(DSP)单元31、6MB PSRAM存储器单元37、16MB FLASH存储器单元38使用，2.4V电压供其他单元使用。

本实施例涉及的数字对讲机的电路如图4所示，其包括：DSP单元31、微处理器单元35、接收机发射机单元39中的LNA(low noise amplifier模块，低噪声放大器模块)，该模块主要担负前端放大和选频功能，内部集成了受CPU控制的调谐器(输入负载匹配网络及负载匹配网络)和高频放大器；

其工作原理如下：

步骤1、LNA接收信号，确定信号频段S1。

在实际应用中，数字对讲机接收什么频段的信号由用户设置，其在数字对讲机的芯片内部有存储，LNA可以从CPU获取信号频段S1。

步骤2、微处理器单元通过查表等方式调出S1对应的合适匹配值，并通过后续步骤控制LNA模块输出阻抗达到此匹配值，实际上这是一个粗调整的过程。

步骤3、微处理器单元35从存储器单元读取频段S1对应的信号S22反射强度的预设值TH1(该第一预设值根据LNA网络的特性阻抗定义，在该预设值时，LNA具备信号噪声最小的效果)，比较反射信号强度D1与预设值TH1的大小。若反射信号强度D1小于或者等于预设值TH1，则代表信号噪声最小的条件已经满足，可以直接执行步骤5，以实现信号噪声最小的条件下的传输功率最大；若反射信号强度D1大于预设值TH1，则代表信号噪声最小的条件还没有达到，执行步骤4，使得LNA与负载的阻抗匹配，达到信号噪声最小的条件。

在实际应用中，可以将100M—1000M分成n段，每段在芯片IC设计时已经调测出一个合适匹配值，得知用户设置的频率之后，系统调出相应的匹配值，用户可以在匹配值附近作出微调。

步骤4、微处理器单元35通过采用逐级微调的方式、或者查表确定调整值的方式，调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗，使得反射信号S22的信号反射强度不大于预设值。

步骤5、DSP单元31检测信号源输入至LNA的输入信号S11的反射信号S12的反射信号强度D2，传输至微处理器单元35。

步骤6、微处理器单元35从存储器单元读取频段S1对应的信号S12反射强度的预设值TH2(该第二预设值根据LNA网络的特性阻抗定义，在该预设值时，LNA具备最佳的高效率能量传输效果，其设置方式与第一预设值类似)，比较反射信号强度D2与预设值TH2的大小。若反射信号强度D2小于或者等于预设值TH2，则代表信号噪声最小条件下的LNA传输功率最大已经满足，可以结束自动匹配阻抗的流程，实现了信号噪声最小的条件下的传输功率最大；若反射信号强度D2大于预设值TH2，则代表信号噪声最小条件下的LNA传输功率最大还没有达到，执行步骤7，使得LNA与信号源的阻抗匹配，达到信号噪声最小条件下的LNA传输功率最大。

步骤7、微处理器单元35通过采用逐级微调的方式、或者查表确定调整值的方式，调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗，使得反射信号S12的信号反射强度不大于预设值，以完成信号噪声最小条件下的LNA传输功率最大。

综上可知，通过本实用新型的实施，至少存在以下有益效果：

本实用新型提供了一种新的数字对讲系统及数字对讲机，其包括具备零中频数字通信功能的集成对讲芯片，集成对讲芯片中的微控制单元在对讲机工作时，首先调整射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输出阻抗与负载的阻抗匹配，然后调整射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗，使得射频移动无线电接收机发射机单元的输入阻抗与信号源的阻抗匹配；这样就可以实现任意频段信号收发，并且都具备高效率能量传输，解决了现有支持宽频段收发的对数字对讲机接收前端不能实现低噪声和高效率能量传输的问题。

以上仅是本实用新型的具体实施方式而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所做的任意简单修改、等同变化、结合或修饰，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。