專利名稱：用于光電測(cè)距儀的話音通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及紅外光電測(cè)距儀的話音通信技術(shù)。
紅外光電測(cè)距儀是一種以砷化鎵半導(dǎo)體發(fā)光二極管產(chǎn)生的紅外光作為載波，以雪崩光電二極管作為探測(cè)器的測(cè)距儀器。廣泛應(yīng)用于城建、鐵路勘測(cè)、公路勘測(cè)、水利工程、礦山、冶金等部門。這種測(cè)距儀由主機(jī)和反射棱鏡組成。測(cè)量時(shí)，反射棱鏡置于目標(biāo)處，主機(jī)發(fā)出側(cè)距信號(hào)經(jīng)棱鏡反射產(chǎn)生回光信號(hào)，雪崩二極管把回光信號(hào)變成電信號(hào)，并經(jīng)內(nèi)部電路處理得到兩點(diǎn)間的距離。在這個(gè)過程中，主機(jī)操作人員需要指揮反射鏡操作人員調(diào)整高度、角度、位置等，以獲取最強(qiáng)的回光信號(hào)。主機(jī)操作人員在完成某次測(cè)量時(shí)，告訴反射鏡操作人員移到下一個(gè)測(cè)量地點(diǎn)，也即反射鏡操作人員要聽從主機(jī)操作人員的指揮?，F(xiàn)有的光電測(cè)距儀只具有測(cè)距功能，不具備話音通信功能，通常是給雙方配置對(duì)講機(jī)來解決這個(gè)問題，但配置對(duì)講機(jī)有以下缺點(diǎn)一、只能用在地面測(cè)量。因?yàn)樵诰孪锏溃捎陔姶挪▊鬟f的多徑效應(yīng)，對(duì)講機(jī)很難使用。二、使用不方便。因?yàn)椴僮魅藛T既要操作主機(jī)，又要操作對(duì)講機(jī)，十分不便。
本實(shí)用新型的目的就是為紅外光電測(cè)距儀配置一套使用方便、適用范圍廣的話音通信裝置。
紅外光電測(cè)距儀話音通信裝置包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)兩部分。其中放在測(cè)距儀主機(jī)內(nèi)的發(fā)射機(jī)，是把用MIC拾到的話音信號(hào)放大，調(diào)制壓控振蕩器，驅(qū)動(dòng)測(cè)距儀的光源，利用測(cè)距儀的測(cè)距光路把帶有話音信息的信號(hào)傳到卡在反射棱鏡外殼上的接收機(jī)。接收機(jī)從很強(qiáng)的測(cè)距信號(hào)中分離出微弱的話音調(diào)制信號(hào)，經(jīng)PFM解調(diào)還原出原話音，由喇叭或耳機(jī)傳出。
本實(shí)用新型是利用光電測(cè)距儀自身的光源和測(cè)量光路完成話音通信，不需另加光源和傳輸通道，且對(duì)測(cè)距儀的測(cè)量精度沒有影響，大大提高了測(cè)距作業(yè)效率。由于本裝置對(duì)紅外光電測(cè)距儀內(nèi)部電路沒有依賴性，因此該話音通信裝置不僅可用在地面測(cè)量時(shí)的話音通信，而且還可用在井下巷道測(cè)量時(shí)的話音通信，即凡是紅外光電測(cè)距儀能使用的場(chǎng)合，本話音通信裝置均能很好工作。此外，本實(shí)用新型還具有體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
附

圖1為本實(shí)用新型的接收機(jī)紅外聚光透鏡安裝位置示意圖。
附圖2為本實(shí)用新型的發(fā)射機(jī)電氣原理圖。
附圖3為本實(shí)用新型的接收機(jī)電氣原理圖。
本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。
將光電測(cè)距儀的電源經(jīng)IC1(7805)穩(wěn)壓后，得到本實(shí)用新型的發(fā)射機(jī)工作電壓。放在測(cè)距儀主機(jī)內(nèi)的發(fā)射機(jī)是由前置放大器和壓控振蕩器所組成。如附圖二所示電容C1是去耦電容；由電阻R1、R2、R3、電容C2、三極管T1組成的前置放大器，是將＋5V經(jīng)R1后分別經(jīng)MIC接地、經(jīng)C2接T1基極，＋5V經(jīng)R3后分別經(jīng)R2接T1的基極和直接接T1的集電極，T1的發(fā)射極接地，T1的集電極輸出是將用MIC拾到的話音信號(hào)放大后，直接耦合到壓控振蕩器IC2(74HC124)的2端；IC2是采用集成芯片74HC124，其中，IC2的15、16兩端接＋5V，8、9兩端接地，4端5端之間接電容C3，＋5V經(jīng)可調(diào)電位器W1后接IC2的3端，由測(cè)距儀主機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)G接IC2的6端，IC2的7端輸出信號(hào)S接到測(cè)距儀的發(fā)光管驅(qū)動(dòng)電路。調(diào)整W1與C3可改變壓控振蕩器IC2的中心頻率，放大后話音信號(hào)對(duì)IC2進(jìn)行PFM調(diào)制，已調(diào)信號(hào)送測(cè)距儀的發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)測(cè)距儀的光源，并利用測(cè)距儀光源和光路把含有話音信息的信號(hào)傳到卡在反射棱鏡外殼上的接收機(jī)中。
在原固定反射棱鏡1的支架上，將一彈簧夾子2夾在反射棱鏡1的外殼上，且在該彈簧夾子2上固定一塊聚光透鏡3，同時(shí)，也將接收機(jī)卡在反射棱鏡的外殼上。接收機(jī)由跨阻抗放大器、兩級(jí)選頻放大器、比較器、雙單穩(wěn)電路、四階低通濾波器和音頻功放電路等組成，接收機(jī)由電池供電，電壓范圍為3.8V～5.0V。如附圖三所示帶有話音調(diào)制信號(hào)的測(cè)距光信號(hào)經(jīng)紅外聚光鏡頭3投射到接收機(jī)中的光窗式Si－PIN的光敏面上，PIN把光信號(hào)變成電信號(hào)，經(jīng)由IC3(CA3140)、電阻R4、R5、電容C4構(gòu)成的跨阻抗放大器進(jìn)行預(yù)放大。這里IC3的2端和4端接地，7端接V＋，3端與6端之間接R5，3端經(jīng)C4后分別經(jīng)R4接地、經(jīng)PIN光敏二極管后接V＋，6端輸出經(jīng)C5耦合送兩級(jí)選頻放大電路。由電阻R6～R19、電容C6～C11、電感L1、L2、三極管T2～T5組成典型的兩級(jí)選頻放大電路，調(diào)整L1、L2，可使其諧振頻率和發(fā)射機(jī)壓控振蕩器的中心頻率一致。這樣，經(jīng)過選頻放大后，話音調(diào)制信號(hào)就從測(cè)距信號(hào)中分離出來，送IC4(LM393)的3端。由IC4、電阻R20、電容C12構(gòu)成一比較器，用于信號(hào)整形，這里IC4的2端和4端接地，3端經(jīng)R20接地，7端分別接V＋和經(jīng)C12接地，6端輸出送IC5(74HC221)的2、9兩端。由IC5、電阻R21～R23、電容C13～C15構(gòu)成的雙單穩(wěn)電路，是將IC5的3、10、11、16端接V＋，15端分別經(jīng)R23接V＋、經(jīng)C15接其14端，1、8兩端接地，6端分別經(jīng)R22接V＋、經(jīng)C14接其7端，IC5的5、13兩端輸出送異或門IC6(74HC86)的4、5兩端。該電路作用是在IC4輸出的方波信號(hào)前、后沿各產(chǎn)生一個(gè)窄脈沖，其二路輸出經(jīng)IC6得到與發(fā)射機(jī)壓控振蕩器輸出相同的PFM信號(hào)。由IC7～I(xiàn)C9(CA3140)、電阻R24～R30、電容C17～C23構(gòu)成的典型四階低通濾波器，是分別將IC7、IC8、IC9的4端接地，7端接V＋，2端分別對(duì)應(yīng)經(jīng)電阻R25、R28、R30后接其6端輸出端，IC6的6端輸出經(jīng)R24、C17阻容耦合后接IC7的3端，IC7的6端輸出經(jīng)R26后分別經(jīng)R27、C19阻容耦合后接IC8的3端，經(jīng)C20后接IC8的6端，IC8的6端輸出經(jīng)R29、C22阻容耦合接IC9的3端。該濾波器可從PFM信號(hào)中解調(diào)出音頻信號(hào)，解調(diào)后的音頻信號(hào)經(jīng)電容C24、電位器W2耦合后送音頻功放電路。由IC10(LM386)、電阻R31、電容C25～C28構(gòu)成的音頻功放電路，是將IC10的2、4端接地，7端經(jīng)C26接地，3端接W2的可調(diào)端，6端接V＋，1端經(jīng)R31、C27后接其8端，5端輸出經(jīng)C28接喇叭4。這里C26為旁路電容，R31和C27的值決定了該功放的增益。解調(diào)后的音頻信號(hào)經(jīng)音頻功放驅(qū)動(dòng)喇叭4還原出原話音。在接收機(jī)中的電容C12、C13、C16、C18、C21、C23、C25均為去耦電容。
權(quán)利要求1.一種用于光電測(cè)距儀的話音通信裝置，是利用原光電測(cè)距儀配置發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩大部分實(shí)現(xiàn)的，其中，發(fā)射機(jī)包括前置放大器和壓控振蕩器，接收機(jī)包括跨阻抗放大器、兩級(jí)選頻放大器、比較器、雙單穩(wěn)電路、四階低通濾波器和音頻功放電路，其特征在于a.將來自光電測(cè)距儀的電源經(jīng)IC1(7805)穩(wěn)壓后，得到發(fā)射機(jī)的工作電壓(+5V)；+5V經(jīng)去耦電容C1接地；由電阻R1、R2、R3、電容C2、三極管T1組成的前置放大器，是將+5V經(jīng)R1后分別經(jīng)MIC接地、經(jīng)C2接T1的基極，+5V經(jīng)R3后分別經(jīng)R2接T1的基極和直接接T1的集電極，T1的發(fā)射極接地，T1的集電極輸出送壓控振蕩器IC2(74HC124)的2端；IC2的15、16兩端接+5V，8、9兩端接地，4端經(jīng)電容C3接其5端，+5V經(jīng)可調(diào)電位器W1后接IC2的3端，6端接來自測(cè)距儀主機(jī)發(fā)生的控制信號(hào)G，IC2的7端輸出信號(hào)S接到測(cè)距儀的發(fā)光管驅(qū)動(dòng)電路；b.在原固定反射棱鏡(1)的支架上，將一彈簧夾子(2)夾在反射棱鏡(1)的外殼上，且在該彈簧夾子(2)上固定一塊聚光透鏡(3)，同時(shí)，也將接收機(jī)卡在反射棱鏡(1)的外殼上；c.帶有話音調(diào)制信號(hào)的測(cè)距光信號(hào)經(jīng)紅外聚光鏡頭(3)投射到接收機(jī)中的光窗式Si-PIN的光敏面上，PIN把光信號(hào)變成電信號(hào)，經(jīng)由IC3(CA3140)、電阻R4、R5、電容C4構(gòu)成的跨阻抗放大器進(jìn)行預(yù)放大；IC3的2端和4端接地，7端接V+，3端與6端之間接R5，3端經(jīng)C4后分別經(jīng)R4接地、經(jīng)PIN光敏二極管接V+，6端輸出經(jīng)C5耦合送由電阻R6～R9、電容C5～C11、電感L1、L2、三極管T2～T5組成的典型兩級(jí)選頻放大電路，選頻放大后的輸出信號(hào)送比較器IC4(LM393)的3端；IC4的2端和4端接地，3端經(jīng)R20接地，7端分別接V+和經(jīng)C2接地，6端輸出送IC5(74HC221)的2、9兩端；由IC5、電阻R21～R23、電容C13～C15構(gòu)成的雙單穩(wěn)電路，是將IC5的3、10、11、16端接V+，15端分別經(jīng)R23接V+、經(jīng)C15接其14端，1、8兩端接地，6端分別經(jīng)R22接V+、經(jīng)C14接其7端，IC5的5、13兩端輸出送異或門IC6(74HC86)的4、5兩端；IC6的6端輸出送由IC7、IC8、IC9(三塊均為CA3140集成芯片)、電阻R24～R30、電容C17～C23構(gòu)成的典型四階低通濾波器，由濾波器輸出的解調(diào)后的音頻信號(hào)經(jīng)電容C24、電位器W2耦合后，送由IC10(LM386)、電阻R31、電容C25～C26構(gòu)成的音頻功放電路，IC10的2、4端接地，7端經(jīng)C25接地，3端接W2的可調(diào)端，6端接V+，1端經(jīng)R31、C27后接其8端，5端輸出經(jīng)C25接喇叭(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的話音通信裝置，其特征在于由IC7～I(xiàn)C9、電阻R24～R30、電容C17～C23構(gòu)成的四階低通濾波器，是分別將IC7、IC8、IC9的4端接地，7端接V＋，2端分別對(duì)應(yīng)經(jīng)電阻R25、R28、R30后接其6端輸出端，IC6的6端輸出經(jīng)R24、C17阻容耦合后接IC7的3端，IC7的6端輸出經(jīng)R26后分別經(jīng)R27、C19阻容耦合后接IC3的3端、經(jīng)C20后接IC8的6端，IC3的6端輸出經(jīng)R29、C22阻容耦合接IC9的3端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的話音通信裝置，其特征在于在接收機(jī)中的電容C12、C13、C16、C18、C21、C23、C25均為去耦電容，接收機(jī)由電壓范圍為3.8V～5.0V的電池供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的話音通信裝置，其特征在于調(diào)整發(fā)射機(jī)中的W1與C3可改變壓控振蕩器IC2的中心頻率；調(diào)整接收機(jī)中兩級(jí)選頻放大電路的L1、L2，可使其諧振頻率和發(fā)射機(jī)壓控振蕩器的中心頻率一致。
專利摘要一種用于光電測(cè)距儀的話音通信裝置，是由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成。放在測(cè)距儀主機(jī)內(nèi)的發(fā)射機(jī)把用MIC拾到的話音進(jìn)行放大，調(diào)制壓控振蕩器，驅(qū)動(dòng)測(cè)距儀的光源，利用測(cè)距儀的測(cè)距光路把帶有話音信息的信號(hào)傳到卡在反射棱鏡外殼上的接收機(jī)；接收機(jī)從很強(qiáng)的測(cè)距信號(hào)中分離出微弱的話音調(diào)制信號(hào)，經(jīng)PFM解調(diào)還原出原話音，由喇叭傳出。該裝置設(shè)計(jì)合理、獨(dú)特、簡(jiǎn)便，既不影響測(cè)距儀的測(cè)量精度，也不需另加光源和傳輸通道，提高了測(cè)距作業(yè)效率。
文檔編號(hào)H04B10/00GK2178405SQ9323716
公開日1994年9月28日 申請(qǐng)日期1993年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月26日
發(fā)明者蔣洪濤, 王耀才, 石藝尉 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)