專(zhuān)利名稱(chēng)：音頻信號(hào)調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
音頻信號(hào)調(diào)制器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于聲波、超聲波定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可用作定位信號(hào)源的音頻信號(hào)調(diào)制設(shè)備。
背景技術(shù)：
[0002]聲波、超聲波定位技術(shù)是重要的室內(nèi)定位技術(shù)之一，其原理是在被測(cè)目標(biāo)與參考點(diǎn)上設(shè)置聲波發(fā)送和接收裝置，利用聲波從發(fā)送到接收的時(shí)間推算被測(cè)目標(biāo)距離參考點(diǎn)的距離從而確定對(duì)被測(cè)目標(biāo)相對(duì)參考點(diǎn)的位置。音頻信號(hào)調(diào)制器是這種室內(nèi)定位技術(shù)應(yīng)用中的重要設(shè)備，現(xiàn)有的音頻信號(hào)調(diào)制器的輸出功率為固定值，一個(gè)音頻信號(hào)調(diào)制器往往被用于覆蓋有定位需要的整個(gè)場(chǎng)所，定位精度較低，另外，現(xiàn)有的音頻信號(hào)調(diào)制器的發(fā)射角度為定值，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)有時(shí)會(huì)受到局限。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種輸出功率可調(diào)、發(fā)射角度可變的音頻信號(hào)調(diào)制器，使其能夠更好地適應(yīng)定位精度要求較高的室內(nèi)定位應(yīng)用場(chǎng)合。[0004]本實(shí)用新型的主要技術(shù)方案是:[0005]一種音頻信號(hào)調(diào)制器，包括依次電連接的信號(hào)產(chǎn)生電路、信號(hào)濾波放大電路和發(fā)射咪頭，還包括為上述各電路供電的電源電路，所述信號(hào)濾波放大電路的放大倍數(shù)可調(diào)。[0006]所述電源電路為優(yōu)選米用Power Integration公司的TNY274芯片作為核心芯片的交流輸入、直流輸出變換電路。[0007]所述信號(hào)產(chǎn)生電路優(yōu)選設(shè)有STCxxPWM系列主控芯片，并設(shè)有UART接口。[0008]信號(hào)濾波放大電路包括依次連接的LC低通濾波器和運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的反饋通路上設(shè)有數(shù)字電位器。[0009]對(duì)于前述的任意一種所述音頻信號(hào)調(diào)制器，還設(shè)有殼體和底座，所述殼體和底座之間萬(wàn)向鉸接，所述電源電路、信號(hào)產(chǎn)生電路和信號(hào)濾波放大電路所在的PCB板內(nèi)置于所述殼體內(nèi)，所述發(fā)射咪頭嵌于所述殼體上。[0010]所述殼體可以為球形中空殼體，由上殼和下殼相扣合組成，所述PCB板固定于所述下殼中，所述上殼上設(shè)有發(fā)射槽和LED安裝孔。[0011]本實(shí)用新型的有益效果為:[0012]輸出信號(hào)的峰值在一定范圍內(nèi)任意可調(diào)的數(shù)字電位器的設(shè)置，使得所述音頻信號(hào)調(diào)制器的輸出功率精確可調(diào)，特別是可以調(diào)節(jié)到適應(yīng)于較小覆蓋區(qū)域的輸出功率，使得一個(gè)室內(nèi)場(chǎng)所可以應(yīng)用多個(gè)所述音頻信號(hào)調(diào)制器實(shí)現(xiàn)分區(qū)域定位，從而提高定位精度。[0013]由于采用殼體和底座相結(jié)合的分體結(jié)構(gòu)，且殼體與底座之間萬(wàn)向鉸接，使得在底座被固定安裝好后，仍可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境的特點(diǎn)、覆蓋區(qū)域范圍等需要調(diào)節(jié)殼體相對(duì)于底座的角度以獲得適宜的發(fā)射角度。[0014]所述殼體可以對(duì)電路起到很好的機(jī)械防護(hù)、防塵作用，并且由于其由上、下殼扣合組成，使得電路部分的安裝、配置、維修更換等操作更加便捷。


[0015]圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)產(chǎn)生電路電路圖；[0016]圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)濾波放大電路電路圖；[0017]圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖4是本實(shí)用新型的一種安裝效果示意圖。
具體實(shí)施方式
[0019]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種音頻信號(hào)調(diào)制器，包括依次電連接的信號(hào)產(chǎn)生電路、信號(hào)濾波放大電路和發(fā)射咪頭(或稱(chēng)發(fā)射頭，即發(fā)音設(shè)備)，還包括為上述各電路供電的電源電路，其中所述信號(hào)濾波放大電路的放大倍數(shù)可調(diào)。[0020]所述電源電路可以實(shí)現(xiàn)交流220V輸入，直流5V和直流24V兩路輸出，總功率可達(dá)5W,核心芯片采用Power Integration公司的TNY274，該芯片具有簡(jiǎn)單的開(kāi)/關(guān)控制，無(wú)需環(huán)路補(bǔ)償，可通過(guò)BP/M引腳電容值可選擇不同的電流限流點(diǎn)，引腳布局能簡(jiǎn)化PCB板上的散熱鋪銅，擴(kuò)大了漏極與其它引腳間的爬電距離，提高了應(yīng)用的可靠性；電源模塊電路經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。[0021]所述信號(hào)產(chǎn)生電路優(yōu)選STCxxPWM系列芯片作為其主控芯片，用主控芯片的PWM功能完成指定頻率的產(chǎn)生與調(diào)制；還設(shè)有UART接口，可用以同具有RS-232接口的串行設(shè)備通信，以接收發(fā)射功率設(shè)定參數(shù)。如圖1所示，該芯片的IO 口 P34管腳作為L(zhǎng)ED顯示控制端；利用XTALl和XTAL2引腳外接石英晶體Yl和微調(diào)電容C21、C22，從而使該單片機(jī)使用內(nèi)部時(shí)鐘。STCxxPWM系列單片機(jī)是STC生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，單速度快8-12倍；內(nèi)部集成專(zhuān)用復(fù)位電路，2路PWM，針對(duì)強(qiáng)干擾場(chǎng)合，可完全滿足聲波、超聲波技術(shù)應(yīng)用的頻率范圍。[0022]所述信號(hào)濾波放大電路包括依次連接的LC低通濾波器和高速、高精度、寬帶通運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的反饋通路上設(shè)有數(shù)字電位器。所述信號(hào)產(chǎn)生電路輸出的PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)圖2所示的LC低通濾波器(標(biāo)識(shí)有IN_PWM的端為其輸入端)濾除低頻雜音，得到較為純凈的PWM波形，再經(jīng)過(guò)以TLE2142芯片為核心的運(yùn)算放大模塊進(jìn)行放大后經(jīng)發(fā)射咪頭發(fā)射出去。放大后的電壓值最大可達(dá)到24V。數(shù)字電位器選取X9C103，該芯片是100階數(shù)字電位器，片內(nèi)包含99個(gè)電阻單元的電阻陣列；在每個(gè)單元之間和兩個(gè)端點(diǎn)都有被滑動(dòng)單元訪問(wèn)的抽頭點(diǎn)，滑動(dòng)單元的位置由CS、U/D和INC三個(gè)輸入控制端，并將選定狀態(tài)保存在非易失性存儲(chǔ)器中，在下一次上電時(shí)重新調(diào)用。X9C103與R17構(gòu)成運(yùn)放反饋電阻，數(shù)字電位器的阻值決定運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)。在數(shù)字電位器的作用下，所述信號(hào)濾波放大電路的輸出信號(hào)的峰值可在2V-24V之間任意調(diào)節(jié)，以達(dá)到控制該調(diào)制器輸出功率的效果。[0023]PWM輸出以及數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)均由該調(diào)制器的核心控制器件MCU控制實(shí)現(xiàn)。[0024]如圖3所示，對(duì)于前述的任意一種所述音頻信號(hào)調(diào)制器，還設(shè)有殼體和底座1，所述殼體和底座之間萬(wàn)向鉸接，所述電源電路、信號(hào)產(chǎn)生電路和信號(hào)濾波放大電路所在的PCB板(優(yōu)選集成于一塊PCB板上)內(nèi)置于所述殼體內(nèi)，所述發(fā)射咪頭9嵌于所述殼體上,所述殼體對(duì)各電路及發(fā)射咪頭起到很好的保護(hù)作用。殼體和底座之間萬(wàn)向鉸接，使得該音頻信號(hào)調(diào)制器可支持至少90°的發(fā)射角度調(diào)節(jié)，因此可適應(yīng)各種現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境。[0025]所述殼體的內(nèi)部空間主要用于容納電氣部分，包括各電路所在的PCB板、電源線5、LED燈、發(fā)射咪頭等，所述殼體優(yōu)選為球形中空殼體，其由上殼7和下殼6相扣合組成，且上殼和下殼優(yōu)選為殼體的一半大小，即均為半球狀薄殼結(jié)構(gòu)，方便該調(diào)制器的組裝，所述PCB板11固定于所述下殼中，所述發(fā)射咪頭通過(guò)固定螺柱10固定于所述PCB板上，所述上殼上對(duì)應(yīng)設(shè)有發(fā)射槽和LED安裝孔8，分別用于插裝發(fā)射咪頭和LED燈。[0026]所述底座的主體大致為碟形薄殼結(jié)構(gòu)，碟口確定的平面為所述底座的底面，其定義了所述音頻信號(hào)調(diào)制器的安裝基面，所述下殼與底座之間設(shè)有連接桿，所述連接桿的兩端為球體，兩所述球體分別與所述下殼和底座的相應(yīng)連接處構(gòu)成球鉸，所述連接桿為空心桿，其中空部分用于電源線的走線。[0027]所述底座的碟形邊緣的側(cè)面優(yōu)選設(shè)有缺口，所述底座的碟形的內(nèi)側(cè)固定設(shè)有彈性卡片12，電源線位于底座內(nèi)的部分由彈性卡片卡夾，電源線末端自所述缺口引出，因此不妨礙所述底座的安裝，而除了末端外，其余部分全部在機(jī)械結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部，既美觀，又安全。所述彈性卡片位于所述缺口與所述底座中心之間。[0028]所述下殼上設(shè)有PCB板安裝面，用于PCB板的平面定位，所述安裝面上還設(shè)有定位柱14，用于PCB板的角向定位，所述PCB板的安裝面優(yōu)選靠近所述上、下殼相扣合的交界面，此處空間較大，便于安裝操作，所述發(fā)射槽和LED安裝孔的軸線垂直于所述PCB板安裝面，并正對(duì)所述發(fā)射咪頭和LED燈的安裝位置，為了讓發(fā)射咪頭和LED燈末端接近上殼的外面邊緣，發(fā)射咪頭和LED燈距離PCB的高度必須較高，因此在所述發(fā)射槽和LED安裝孔的邊緣設(shè)有向所述上殼的內(nèi)部延伸的引導(dǎo)套，起到一定的加固和提高剛性作用，使發(fā)射咪頭和LED燈的安裝更穩(wěn)固。所述下殼上用于連接所述連接桿的接口的位置優(yōu)選滿足如下要求:當(dāng)所述連接桿的延長(zhǎng)線貫穿所述底座和殼體的中心時(shí)，所述交界面與所述底座的底面呈30-60度夾角，相應(yīng)地所形成的發(fā)射角度為30-60度，處于一個(gè)常常使用的且易于調(diào)節(jié)的區(qū)間。所述下殼上設(shè)有配置窗口 15，利用升級(jí)配置工具從該配置窗口進(jìn)行信號(hào)配置操作，可完成發(fā)射功率與發(fā)射碼的相關(guān)設(shè)置。[0029]所述球鉸可以通過(guò)如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):所述下殼和底座上分別設(shè)有向外突出的上環(huán)形凸臺(tái)和下環(huán)形凸臺(tái)，所述上、下環(huán)形凸臺(tái)上分別設(shè)有內(nèi)球面，所述上、下環(huán)形凸臺(tái)的外部還分別同軸套設(shè)有上底蓋13和下底蓋2，所述上底蓋和下底蓋分別固定安裝在所述下殼和底座上，所述上底蓋和下底蓋上分別設(shè)有內(nèi)球面，所述兩球體分別嵌于所述上環(huán)形凸臺(tái)的內(nèi)球面與上底蓋的內(nèi)球面之間以及所述下環(huán)形凸臺(tái)的內(nèi)球面與下底蓋的內(nèi)球面之間且所述球體的外球面與相應(yīng)的內(nèi)球面相貼合，所述連接桿為分體結(jié)構(gòu)，由球形的尼龍連接球4和一端為球形、另一端呈桿狀的尼龍球桿3可拆卸固定連接組成。[0030]組裝時(shí)，首先焊接完成所述PCB板，將兩相交流電線穿過(guò)尼龍球桿，并焊接在PCB板的交流焊盤(pán)上，將尼龍連接球放于下殼上，找到定位柱14，確定PCB板與固定螺柱10對(duì)齊，確定LED等與安裝孔8對(duì)準(zhǔn)，將發(fā)射咪頭9固定于上殼7的發(fā)射槽內(nèi)，并將射咪頭9與PCB板上的AMP接插件相連；做好以上的工作后，將上殼7扣在下殼6上，并用螺絲固定，將尼龍連接球4放于上底蓋13中，固定上底蓋13與下殼6，將下底蓋2與底座I通過(guò)固定螺絲連在一起，按照以上步驟，調(diào)制裝置裝配完成，然后給裝置接上220V交流電，通過(guò)配置孔15，利用升級(jí)配置工具進(jìn)行調(diào)制裝置的信號(hào)配置操作，完成發(fā)射功率與發(fā)射碼的相關(guān)設(shè)置。最后將配置好的調(diào)制裝置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行安裝，發(fā)射角度可通過(guò)調(diào)整尼龍連接球4和尼龍球桿3來(lái)完成。圖4是將所述音頻信號(hào)調(diào)制器安裝于鉛直墻面上的效果圖，圖中虛線所示為所述殼體調(diào)整角度后的位置。[0031]本實(shí)用新型可用作室內(nèi)定位的信源，由于其輸出功率精確可調(diào)，因此所適應(yīng)的區(qū)域范圍大小可變，因此特別是可以用作一個(gè)室內(nèi)場(chǎng)所中劃分的各覆蓋范圍不同的區(qū)域的定位信源，有利于提高定位精度。同時(shí)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)使其支持至少90度的發(fā)射角度調(diào)節(jié)，易于安裝、走線和調(diào)試。從而適應(yīng)了近年來(lái)人們對(duì)如大型商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)大廳、展廳、倉(cāng)庫(kù)、超市、圖書(shū)館、地下停車(chē)場(chǎng)、礦井等環(huán)境的定位與導(dǎo)航需求，是聲波、超聲波技術(shù)的應(yīng)用延伸。
權(quán)利要求1.一種音頻信號(hào)調(diào)制器，其特征在于包括依次電連接的信號(hào)產(chǎn)生電路、信號(hào)濾波放大電路和發(fā)射咪頭，還包括為上述各電路供電的電源電路，所述信號(hào)濾波放大電路的放大倍數(shù)可調(diào)。
2.如權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)調(diào)制器，其特征在于所述電源電路為采用PowerIntegration公司的TNY274芯片作為核心芯片的交流輸入、直流輸出變換電路。
3.如權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)調(diào)制器，其特征在于所述信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)有STCxxPWM系列主控芯片，并設(shè)有UART接口。
4.如權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)調(diào)制器，其特征在于所述信號(hào)濾波放大電路包括依次連接的LC低通濾波器和運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的反饋通路上設(shè)有數(shù)字電位器。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的音頻信號(hào)調(diào)制器，其特征在于還設(shè)有殼體和底座，所述殼體和底座之間萬(wàn)向鉸接，所述電源電路、信號(hào)產(chǎn)生電路和信號(hào)濾波放大電路所在的PCB板內(nèi)置于所述殼體內(nèi)，所述發(fā)射咪頭嵌于所述殼體上。
6.如權(quán)利要求5所述的音頻信號(hào)調(diào)制器，其特征在于所述殼體為球形中空殼體，由上殼和下殼相扣合組成，所述PCB板固定于所述下殼中，所述上殼上設(shè)有發(fā)射槽和LED安裝孔。
7.如權(quán)利要求6所述的音頻信號(hào)調(diào)制器，其特征在于所述底座的主體為碟形薄殼結(jié)構(gòu)，所述下殼與底座之間設(shè)有連接桿，所述連接桿的兩端為球體，兩所述球體分別與所述下殼和底座的相應(yīng)連接處構(gòu)成球鉸，所述連接桿為空心桿。
8.如權(quán)利要求7所述的音頻信號(hào)調(diào)制器，其特征在于所述底座的碟形邊緣的側(cè)面設(shè)有缺口，所述底座的碟形的內(nèi)側(cè)固定設(shè)有彈性卡片。
9.如權(quán)利要求8所述的音頻信號(hào)調(diào)制器，其特征在于所述PCB板的安裝面靠近所述上、下殼相扣合的交界面，所述發(fā)射槽和LED安裝孔的軸線垂直于所述PCB板安裝面，所述發(fā)射槽和LED安裝孔的邊緣設(shè)有向所述上殼的內(nèi)部延伸的引導(dǎo)套，所述下殼上用于連接所述連接桿的接口的位置滿足如下要求:當(dāng)所述連接桿的延長(zhǎng)線貫穿所述底座和殼體的中心時(shí)，所述交界面與所述底座的底面呈30-60度夾角。
10.如權(quán)利要求9所述的音頻信號(hào)調(diào)制器，其特征在于所述球鉸通過(guò)如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):所述下殼和底座上分別設(shè)有向外突出的上環(huán)形凸臺(tái)和下環(huán)形凸臺(tái)，所述上、下環(huán)形凸臺(tái)上分別設(shè)有內(nèi)球面，所述上、下環(huán)形凸臺(tái)的外部還分別同軸套設(shè)有上底蓋和下底蓋，所述上底蓋和下底蓋分別固定安裝在所述下殼和底座上，所述上底蓋和下底蓋上分別設(shè)有內(nèi)球面，所述兩球體分別嵌于所述上環(huán)形凸臺(tái)的內(nèi)球面與上底蓋的內(nèi)球面之間以及所述下環(huán)形凸臺(tái)的內(nèi)球面與下底蓋的內(nèi)球面之間且所述球體的外球面與相應(yīng)的內(nèi)球面相貼合，所述連接桿為分體結(jié)構(gòu)，由球形的尼龍連接球和一端為球形、另一端呈桿狀的尼龍球桿可拆卸固定連接組成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種音頻信號(hào)調(diào)制器，其電氣部分包括依次連接的信號(hào)產(chǎn)生電路、信號(hào)濾波放大電路和發(fā)射咪頭，還包括為上述各電路供電的電源電路，所述信號(hào)濾波放大電路包括依次連接的LC低通濾波器和運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的反饋通路上設(shè)有數(shù)字電位器；其機(jī)械部分包括殼體和底座，所述殼體和底座之間萬(wàn)向鉸接，電氣部分的主體置于所述殼體內(nèi)，發(fā)射咪頭嵌于所述殼體上。本實(shí)用新型輸出功率可調(diào)，可用作各種不同大小區(qū)域的定位信源，有利于提高定位精度，且支持90度的發(fā)射角度調(diào)節(jié)，易于走線和安裝。
文檔編號(hào)H03J5/24GK202957792SQ20122064343
公開(kāi)日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者袁克亞, 齊宇豐, 王占宏 申請(qǐng)人:北京購(gòu)阿購(gòu)技術(shù)服務(wù)有限公司