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发表于 2018-5-29
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2.4G头戴教学麦克风方案
* ?! s2 n+ @6 ~' ]# j' j1 Q1.1 方案简介/ h" @% J- C6 x% x$ t
2.4G无线麦克风是基于2.4G无线技术上研发生产的一种新型的无线麦风。其所用频段处于2.4GHz-2.483GHz。该方案鉴于2.4G的高强保密性运用一对一ID匹配技术，解决教学应用防串扰、抗干扰等问题。该方案还拥有3M的数据传输速率，声音高保真低延时等特性促使该方案真正实现一师一麦。; i8 D0 z" x0 |0 v& S$ i
% M7 J2 f/ j' J- C0 x6 y6 g" T1.2 性能参数
3 U+ c. g' r& B% }频率响应: 20–20K Hz；' P4 n& Z: X! F1 N' T' l
l 音频数据采样: 无压缩16位48KHZ。
! ~4 ^# I! Q8 V1 Gl 信噪比：90db；
8 [) F( e; a/ ~7 ml 失真度：0.05%；* K" C( b& t4 ?. T6 [) ^3 ~
l 小于12.5ms的声音延迟特性；* O+ i, q+ N. Y7 Y" T1 T
l 支持自定义IO编程8 [0 F; `; u0 |- @9 X( W
l 有效传输距离25M1 X5 q3 i9 s4 P" D. X/ `3 P
. i" \2 j9 A% T' D1.3 方案框图
+ o5 U; L( E' d! P. s1 b1 发射端, @: I" @& B* v! ]
模拟的音频信号经过24位专业音频AD转换为数字信号，MCU实时采集AD的数据，并进行处理，然后通过RF发送出去。MCU主要负责AD数据的实时采样和发送，以及数据压缩，编码，加密等。8 u9 i/ \8 T1 \% w3 Z
' N* V5 \1 b8 ]' {4 [9 r8 d. b I2 D6 }- r, n( y/ b# u
2 接收端8 w# [$ b! @5 k; f
MCU实时接收RF的数据，经过解压缩、解码等处理后送到24位的音频DA器后变成模拟信号输出。. j. ^9 T3 C4 o9 d5 ^7 }
+ d! m& @! H- ~( {( E/ W1.4 2.4G无线麦克风对比模拟麦克风
8 ^. L3 U/ ^3 ~+ W" r. L: e' S! I* | K
对比项8 |1 Z+ K9 ] |' K2 A
2.4G麦克风
+ e( c2 [' |3 L% w模拟麦克风
4 L c3 w$ ~' h( v4 k+ k( W调制方式5 d% A" b1 |) U6 d
GFSK，即高斯频移键控调制
* J' ^+ }' [# B& A% q0 oPLL锁相环* R h) g9 k q" p% j! b3 U
传输方式
9 z/ ]' D1 k9 [1 N6 m. p' NADC转换为数字信号后传输，可工作于复杂的环境+ ^0 q, y3 e* _' O' I, F- M
载波减调制信号后还原部分语音- [$ ^/ n; s, v4 K2 t! U8 t
语音还原质量
; z0 o. U: G7 T* h9 v: M接收还原的声音质量等同于咪头用有线连接的质量( F7 K7 w* E+ r! }/ n/ Y
接收还原的声音质量明显劣于咪头用有线连接方式的质量
2 `3 ~4 B1 o8 U3 B+ X6 X* M: J抗干扰能力: S. `$ \* l, n# V; l
干扰信号不能混入数据包，当遇到干扰影响时，可以变换频点避免产生噪音
% b7 {: z9 L: x易受干扰，干扰信号会影响VCO载波，扰乱载波产生噪音+ P$ c5 y9 b2 o/ P7 N; P7 F; I7 C
频点复用8 j, A6 }- j) E' V
功率可调，多房间固定间距支持频点复用- m# `0 i9 Y) r& a9 s: [/ @5 a m& v3 E
功率可调，不支持频点复用# D4 w" ]; C* s6 B- s: k9 H
对频方式
' }1 m6 t$ R3 F3 R$ V1 t发射机开机自动扫描干净频段，并在握手时通知接收机
5 o/ @' W, f& I3 W) W/ _需手动筛选干净频点，或是使用旧频点9 X! P# j1 l& G7 t( S* {' R
频点偏移
8 b2 j1 {: Q$ b" o' J; P发射机用内置MCU设置频点，并发出对频信号，接收机扫描到对应对频信号锁定频点，并随时响应发射机变换频点指令! a2 N* b. ?; J
受环境温度，元器件性能的影响，会改变载波频点，造成频点偏移而无法对频工作1 I- q* ^8 b2 M$ [1 \1 L d
发射距离
5 q$ `* ^! O! j1 j# z6 J动态可调，可以动态自动调整来适应距离
1 J8 O* n+ v" F( j9 O3 Q' G最多三级可调+ Z5 _9 e; \5 Z$ d
频响宽度9 O$ i+ n V# o/ e7 j. G
20~20KHZ' O: r3 o; R! V& {5 c" R
会有局部丢失, \9 E) M6 ]1 q2 b, S p
一致性
$ E! ]# \8 y2 P- W' u高，品质取决于设计，元器件一致性稳定" M- T4 \$ N( h! F2 s6 `' e' w) e
品质取决于元件的一致性和后期技术员的调试
9 X t0 \8 K& R3 |" C2 d保密性
- p3 d) `7 n4 U' |+ {# E数据包传输，不会被模拟话筒接手，非对应ID接收器不会显示信号，一个接收端只能接收一路信号# V! k6 r$ l' T. i1 N4 P
接收器会被多个其他同频点或谐波频点的发射器干扰，同理发射机信号会被其他接收机扫频接收
$ c. ? J9 z5 u) U电量显示
4 o6 x7 p; j, v1 S }+ `) P1 m在接受端显示发射机电量情况" y4 f/ [1 w6 v7 T. | D
在接收端显示发射机电量情况
. _. @3 n! M" e @, u! v3 z功能扩展
, b! U% J0 e2 y x1 b; e电平检测和音量调节$ S% ]. a' e& n+ _* Q
无法扩展和传输指令% \' ^% K$ o! a$ f
同频点冲突
+ C8 d1 `$ _3 ?1 ?( w不会出现，近距离一对一配对，ID号不同不能接收。
" \- E/ N2 K$ F$ [ ^+ z, C. T5 B同频点干扰会出现嘶哑声或是信号冲突使接收机哑音-发音-哑音-发音，造成声音断续
) V2 P0 L3 @! {# g' p; E$ E9 h% \( u/ L
/ l( C: p% {! \* i" P( ]1.5 方案总结
* q) @; h7 x0 v! K% A* H9 R 1． 发生干扰影响时，可以变换频点避免串频。
; P# i' } e# i6 s2． 高效的的2.4G音频MCU实现数据的实时采样、处理以及发送，具有极短延时性；
% d1 P; W) i+ B; g: z' T. G3． 专业的24bit ADC/DAC器件，保证宽动态范围、小谐波失真、低噪音；7 d" Z: B0 I$ D; u: }, V# D4 i* J
4． 48K采样，26个通道自动跳频防串扰，真正实现一师一麦。
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