一种具有卡拉OK通信功能的装置
阅读：120发布：2024-01-12
专利汇可以提供一种具有卡拉OK通信功能的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种具有卡拉OK通信功能的装置，其包括 信号 组合模 块 和信号收发模块，信号组合模块与麦克 风 发射模块连接；信号收发模块与TV 智能卡 连接；信号组合模块产生第一 频率 波和第二频率波，根据语音数据信号将第一频率波和第二频率波进行加载组合、生成携带了麦克风的设备信息的麦克信号、通过麦克风发射模块发射后由TV智能卡接收；信号收发模块对TV智能卡转换的 音频信号 进行信号分离还原为携带设备信息的语音数据信号，使TV智能卡能根据设备信息分配麦克风的通信频率，实现麦克风与电视机的信息交互；信号收发模块将TV智能卡输出的ACK信号转换成预设频率发射给麦克风，实现自动 配对 麦克风，方便用户使用。，下面是一种具有卡拉OK通信功能的装置专利的具体信息内容。
1.一种具有卡拉OK通信功能的装置，与麦克风发射模块和TV智能卡连接，所述麦克风发射模块设置在麦克风中，所述TV智能卡设置在具有卡拉OK功能的电视机中，其特征在于，包括：
用于产生第一频率波和第二频率波，根据麦克风发射模块输出的语音数据信号将第一频率波和第二频率波进行加载组合、生成携带了麦克风的设备信息的麦克信号给麦克风发射模块调制发射的信号组合模块；
用于接收TV智能卡根据所述麦克信号转换的音频信号，对音频信号进行信号分离还原为携带所述设备信息的语音数据信号，将所述语音数据信号反馈给TV智能卡；以及将TV智能卡输出的ACK信号转换成预设频率的TV信号，将所述TV信号反馈给TV智能卡的信号收发模块；
所述信号组合模块与麦克风发射模块连接；所述信号收发模块与TV智能卡连接。
2.根据权利要求1所述的具有卡拉OK通信功能的装置，其特征在于，所述信号组合模块包括：第一频率波发生器、第二频率波发生器、第一选通开关、第二选通开关、第一反相器和第一加法器；所述第一频率波发生器通过第一选通开关连接第一加法器的第一输入端，第二频率波发生器通过第二选通开关连接第一加法器的第二输入端，第一选通开关的控制端连接第一反相器的输入端，第二选通开关的控制端连接第一反相器的输出端。
3.根据权利要求2所述的具有卡拉OK通信功能的装置，其特征在于，所述第一频率波发生器为频率为20KHz的正弦波发生器，第二频率波发生器为频率为2KHz的正弦波发生器。
4.根据权利要求1所述的具有卡拉OK通信功能的装置，其特征在于，所述信号收发模块包括：
用于接收TV智能卡根据所述麦克信号转换的音频信号，将音频信号分离还原为携带麦克风的设备信息的语音数据信号并反馈给TV智能卡的信号接收单元；
用于将TV智能卡输出的ACK信号转换成预设频率的TV信号、并反馈给TV智能卡发射的信号发射单元；
所述信号接收单元、信号发射单元分别连接TV智能卡。
5.根据权利要求4所述的具有卡拉OK通信功能的装置，其特征在于，所述信号接收单元包括第一带通滤波器、第二带通滤波器、第一整流电路、第二整流电路、第一滤波器、第二滤波器和采样电路；所述第一带通滤波器、第一整流电路、第一滤波器依次连接，所述第二带通滤波器、第二整流电路、第二滤波器依次连接，第一滤波器连接采样电路的第一输入端，第二滤波器连接采样电路的第二输入端。
6.根据权利要求5所述的具有卡拉OK通信功能的装置，其特征在于，所述第一带通滤波器为频率为2KHz的带通滤波器，第二带通滤波器为频率为20KHz的带通滤波器。
7.根据权利要求4所述的具有卡拉OK通信功能的装置，其特征在于，所述信号发射单元包括第三频率波发生器、第四频率波发生器、第二反相器、第三选通开关、第四选通开关和第二加法器；所述第三频率波发生器通过第三选通开关连接第二加法器的第一输入端，第四频率波发生器通过第四选通开关连接第二加法器的第二输入端，第三选通开关的控制端连接第二反相器的输出端，第四选通开关的控制端连接第二反相器的输入端。
8.根据权利要求7所述的具有卡拉OK通信功能的装置，其特征在于，所述第三频率波发生器为频率为15KHz的正弦波发生器，第四频率波发生器为频率为10KHz的正弦波发生器。
一种具有卡拉OK通信功能的装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及卡拉OK电视机技术领域，特别涉及一种具有卡拉OK通信功能的装置。
背景技术
[0002] 随着智能电子设备产业的快速发展，智能手机、智能家电等智能设备逐渐提高了人们的生活水平。随着智能设备使用量的不断增加，同时带动了智能设备周边产品市场的不断发展。个人拥有智能设备数量的不断增多，智能设备的升级换代的问题日渐突显，用户在智能设备没有损坏的情况下，不可能紧跟市场节奏更新自己的智能设备。特别是智能电视机这种产品价格较高的智能产品，用户更新的频率会更低。
[0003] 针对这种情况，目前提出一种模块化电视，将智能系统与电视显示系统分离，只升级智能系统即可。采用这种方式用户只需支付很低廉的价格（用于升级或更新智能系统），就可以使已经过时的智能电视升级为市场最新的版本；其不仅为用户提供了更好的产品体验，还为设备厂商提供另一种利润渠道，使智能产品更具有市场竞争力。对智能系统升级的同时，制造商也可以推出具有特定功能的智能卡，以丰富智能电视产品系列。
[0004] 目前，具有特定功能的智能卡中，具有卡拉OK功能的智能卡无论应用场景或是用户接受度，都是排名前列的。在模块化电视产品——卡拉OK智能卡的研发过程中，智能卡通常设置在电视机中，其一般配置两个或三个无线麦克风。麦克风采集用户的语音信号无线传输给智能电视中的智能卡进行相应的语音处理，之后由喇叭播放。现有的麦克风发射模块与TV智能卡的结构和连接关系如图1所示，麦克风采集的语音信号MIC_in依次通过信号传输单元调制、MCU转换为语音数据信号后、由无线发射单元调制成无线音频信号MIC_out后发射给电视机。电视机的TV智能卡用于实现智能电视机的基本功能控制，如RF射频信号的解码、音视频解码，系统控制信号输出，用户及外设数据交互等。TV智能卡中，无线音频信号MIC_out被无线接收模块接收后传输给TV CPU ，通过TV CPU、功率放大器进过相关处理后由喇叭播放。
[0005] 但是，现有的智能卡中只有一个无线接收模块，其不可以同时匹配两个麦克风。如果使用两个麦克风需要同时设置两个无线接收模块，并且，这两个无线接收模块的接收频率需要用户手动调整，直至与相应的麦克风配对成功后才可以使用。这种手动调整方式需要了解相关的电子知识、对于普通用户来讲难以掌握且操作不便，大大降低了智能电视的智能化，同时还增加了智能电视的成本。
[0007] 鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种具有卡拉OK通信功能的装置，以解决现有智能卡需要手动调整接收频率来匹配麦克风、使用户难以掌握且操作不便的问题。
[0008] 为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
[0009] 一种具有卡拉OK通信功能的装置，与麦克风发射模块和TV智能卡连接，所述麦克风发射模块设置在麦克风中，所述TV智能卡设置在具有卡拉OK功能的电视机中，其包括：
[0010] 用于产生第一频率波和第二频率波，根据麦克风发射模块输出的语音数据信号将第一频率波和第二频率波进行加载组合、生成携带了麦克风的设备信息的麦克信号给麦克风发射模块调制发射的信号组合模块；
[0011] 用于接收TV智能卡根据所述麦克信号转换的音频信号，对音频信号进行信号分离还原为携带所述设备信息的语音数据信号，将所述语音数据信号反馈给TV智能卡；以及将TV智能卡输出的ACK信号转换成预设频率的TV信号，将所述TV信号反馈给TV智能卡的信号收发模块；
[0012] 所述信号组合模块与麦克风发射模块连接；所述信号收发模块与TV智能卡连接。
[0013] 所述的具有卡拉OK通信功能的装置中，所述信号组合模块包括：第一频率波发生器、第二频率波发生器、第一选通开关、第二选通开关、第一反相器和第一加法器；所述第一频率波发生器通过第一选通开关连接第一加法器的第一输入端，第二频率波发生器通过第二选通开关连接第一加法器的第二输入端，第一选通开关的控制端连接第一反相器的输入端，第二选通开关的控制端连接第一反相器的输出端。
[0014] 所述的具有卡拉OK通信功能的装置中，所述第一频率波发生器为频率为20KHz的正弦波发生器，第二频率波发生器为频率为2KHz的正弦波发生器。
[0015] 所述的具有卡拉OK通信功能的装置中，所述信号收发模块包括：
[0016] 用于接收TV智能卡根据所述麦克信号转换的音频信号，将音频信号分离还原为携带麦克风的设备信息的语音数据信号并反馈给TV智能卡的信号接收单元；
[0017] 用于将TV智能卡输出的ACK信号转换成预设频率的TV信号、并反馈给TV智能卡发射的信号发射单元；
[0018] 所述信号接收单元、信号发射单元分别连接TV智能卡。
[0019] 所述的具有卡拉OK通信功能的装置中，所述信号接收单元包括第一带通滤波器、第二带通滤波器、第一整流电路、第二整流电路、第一滤波器、第二滤波器和采样电路；所述第一带通滤波器、第一整流电路、第一滤波器依次连接，所述第二带通滤波器、第二整流电路、第二滤波器依次连接，第一滤波器连接采样电路的第一输入端，第二滤波器连接采样电路的第二输入端。
[0020] 所述的具有卡拉OK通信功能的装置中，所述第一带通滤波器为频率为2KHz的带通滤波器，第二带通滤波器为频率为20KHz的带通滤波器。
[0021] 所述的具有卡拉OK通信功能的装置中，所述信号发射单元包括第三频率波发生器、第四频率波发生器、第二反相器、第三选通开关、第四选通开关和第二加法器；所述第三频率波发生器通过第三选通开关连接第二加法器的第一输入端，第四频率波发生器通过第四选通开关连接第二加法器的第二输入端，第三选通开关的控制端连接第二反相器的输出端，第四选通开关的控制端连接第二反相器的输入端。
[0022] 所述的具有卡拉OK通信功能的装置中，所述第三频率波发生器为频率为15KHz的正弦波发生器，第四频率波发生器为频率为10KHz的正弦波发生器。
[0023] 相较于现有技术，本实用新型提供的具有卡拉OK通信功能的装置，由信号组合模块产生第一频率波和第二频率波，根据麦克风发射模块输出的语音数据信号将第一频率波和第二频率波进行加载组合、生成携带了麦克风的设备信息的麦克信号、通过麦克风发射模块调制发射后由电视机的TV智能卡接收； 信号收发模块对TV智能卡转换的音频信号进行信号分离还原为携带所述设备信息的语音数据信号，使TV智能卡能根据设备信息分配麦克风的无线通信频率，实现麦克风与电视机之间的信息交互；信号收发模块还将TV智能卡输出的ACK信号转换成预设频率发射给麦克风，在不增加信号线的基础上，实现自动配对麦克风，方便用户使用。附图说明
[0024] 图1为现有技术中麦克风与智能卡的结构示意图。
[0026] 图3为本实用新型实施例提供的具有卡拉OK通信功能的装置中信号组合模块的结构图。
[0027] 图4为本实用新型实施例提供的具有卡拉OK通信功能的装置中信号接收单元的结构图。
[0028] 图5为本实用新型实施例提供的具有卡拉OK通信功能的装置中信号发射单元的结构图。
具体实施方式
[0029] 本实用新型提供一种具有卡拉OK通信功能的装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0030] 本实施例提供的具有卡拉OK通信功能的装置，主要应用于具有卡拉OK功能的电视机和配置的麦克风中。请参阅图1，所述具有卡拉OK通信功能的装置包括设置在麦克风中、与麦克风发射模块1协同工作的信号组合模块100；以及设置在电视机中、与TV智能卡2协同工作的信号收发模块200。所述麦克风发射模块1包括信号传输单元11、MCU和无线发射单元12。所述TV智能卡2包括无线接收模块21、TV CPU、功率放大器22和喇叭23。信号收发模块200包括信号接收单元201和信号发射单元202。所述信号传输单元11、MCU、信号组合模块100依次连接，所述信号组合模块100连接无线发射单元12。所述无线接收模块21连接TV CPU和信号接收单元201，TV CPU连接信号接收单元201和信号发射单元
202，信号发射单元202通过功率放大器22连接喇叭23。
202，信号发射单元202通过功率放大器22连接喇叭23。
[0031] 本实施例中，在麦克风中增加了信号组合模块100来加载麦克风的设备信息（即工作频点）。对应地、在电视机中增加信号收发模块200来提取麦克风的设备信息，便于电视机进行频率自动匹配。并且，信号收发模块200还能生成对应的预设频率的声音信号发射给麦克风，使麦克风发射模块1能重新配置无线发射单元12的工作模式，调整工作频点；从而实现麦克风与电视机之间的通信交互，自动配对、分配工作频点，大大方便了用户使用。
[0032] 请再次参阅图1、本实施例以麦克风为无线麦克风，电视机为智能电视机为例，所述具有卡拉OK通信功能的装置与麦克风发射模块1、TV智能卡2协同工作的原理为：
[0033] 麦克风发射模块1中，信号传输单元11将麦克风采集的语音信号MIC_IN调制后传输至MCU中转换为语音数据信号。信号组合模块100能自动产生第一频率波和第二频率波，根据所述语音数据信号将第一频率波和第二频率波进行加载组合生成麦克信号、通过无线发射单元12调制成无线音频信号MIC_OUT发射出去。
[0034] 电视机的TV智能卡2中，无线接收模块21接收无线音频信号MIC_OUT，将无线音频信号MIC_OUT进行还原，再进行高频到低频的调制，最终生成模拟的低频的音频信号Audio输出给TV CPU和信号接收单元201。所述音频信号Audio中携带了麦克风的设备信息（如工作频点），用于后期实现频率匹配。信号接收单元201对所述音频信号Audio进行信号分离，将麦克风的设备信息从音频信号Audio中分离出来，也即是说，音频信号Audio经过信号接收单元201分离还原为携带了麦克风的设备信息的语音数据信号，将该语音数据信号传输给TV CPU。TV CPU对语音数据信号中的设备信息（如麦克风的ID，每个麦克风的ID不同，不同的麦克风需要匹配的通信频点）进行分析后为麦克风分配通信频点，配对信息，完成了无线麦克风在智能电视机中的设备注册，实现信息交互；并将交互信息组成ACK信号传输给信号发射单元202。信号发射单元202将所述ACK信号转换成预设频率的TV信号，以实现发射前的调制过程。该TV信号传输给功率放大器22放大后，由喇叭23发声，发出声音信号。该声音信号的频率与TV信号的频率相同。
[0035] 这样麦克风采集的语音信号MIC_IN经过上述处理后，最终由智能电视机发出对应的预设频率的声音信号。该预设频率的声音信号又被麦克风采集，通过信号传输单元11接收还原为数据信号传输给MCU，MCU根据预设频率识别出智能电视机分配的通信频点和配对信号，以设置无线发射单元12的工作频点，从而实现了无线麦克风与智能电视机之间的自动配对，自动定频，自动连接的功能。
[0036] 应当理解的是，本实施例中提及的麦克风发射模块1中信号传输单元11、MCU和无线发射单元12，以及TV智能卡2中无线接收模块21、TV CPU、功率放大器22和喇叭23所实现的功能均为现有技术，本实施例仅应用了麦克风发射模块1和TV智能卡2的相关功能，与具有卡拉OK通信功能的装置协同工作。无线麦克风与智能电视机之间能实现工作频点配对、连接、数据通信交互主要是通过信号组合模块100生成第一频率波和第二频率波来加载设备信息；信号收发模块200中，由信号接收单元201分离设备信息，信号发射单元202生成预设频率反馈给麦克风实现的。
[0037] 请同时参阅图2，所述信号组合模块100包括第一频率波发生器101、第二频率波发生器102、第一选通开关103、第二选通开关104、第一反相器105和第一加法器106。所述第一频率波发生器101通过第一选通开关103连接第一加法器106的第一输入端ina，第二频率波发生器102通过第二选通开关104连接第一加法器106的第二输入端inb，第一选通开关103的控制端ct1连接第一反相器105的输入端in，第二选通开关104的控制端ct2连接第一反相器105的输出端out。
[0038] 其中，所述第一频率波发生器101为频率为20KHz的正弦波发生器，其产生的第一频率波为20KHz的正弦波。第二频率波发生器102为频率为2KHz的正弦波发生器，其产生的第二频率波为2KHz的正弦波。20KHz和2KHz为麦克风发射的较佳频率组合，能减少丢包率，确保信号稳定、完全发射。
[0039] 所述第一选通开关103和第二选通开关104均为低频选通开关，MCU转换输出的语音数据信号控制第一选通开关103的开关选通（高电平导通、低电平断开），语音数据信号经过第一反相器105反相后控制第二选通开关104的开关选通。
[0040] 当语音数据信号为高电平（二进制表示为1）时，第一选通开关103导通，第一频率波发生器101输出的20KHz正弦波传输至第一加法器106的第一输入端ina。此时，语音数据信号经过第一反相器105后输出低电平控制第二选通开关104断开，第二频率波发生器102产生的2KHz正弦波无法输出。同理可知，当语音数据信号为低电平（二进制表示为0）时，第一选通开关103断开，第二选通开关104导通；第一频率波发生器101产生的20KHz正弦波无法输出，第二频率波发生器102产生的2KHz正弦波传输至第一加法器106的第二输入端inb。
[0041] 随着语音数据信号高低电平的不断改变，经过第一加法器106进行加法组合，形成一组由20KHz、2KHz正弦波组成的第一正弦波序列、即麦克信号。该正弦波序列传输给无线发射单元12调制后加载到高频载波上，形成无线音频信号MIC_OUT发射到空间介质中，被TV智能卡2的无线接收模块21接收、最终由信号接收单元201分离出麦克风的设备信息，完成麦克风与电视机的信息交互。
[0042] 请一并参阅图3，所述信号接收单元201包括第一带通滤波器2011、第二带通滤波器2012、第一整流电路2013、第二整流电路2014、第一滤波器2015、第二滤波器2016和采样电路2017；所述第一带通滤波器2011、第一整流电路2013、第一滤波器2015依次连接，所述第二带通滤波器2012、第二整流电路2014、第二滤波器2016依次连接，第一滤波器2015连接采样电路2017的第一输入端in1，第二滤波器2016连接采样电路2017的第二输入端in2。
[0043] 其中，所述第一带通滤波器2011为频率为2KHz的带通滤波器，能将频率为2KHz的正弦波滤出。第二带通滤波器2012为频率为20KHz的带通滤波器，能将频率为20KHz的正弦波滤出。第一滤波器2015和第二滤波器2016均为低通滤波器。
[0044] 无线接收模块21将麦克风发射的无线音频信号MIC_OUT进行还原，调制，最终生成模拟的低频的音频信号Audio，即由20KHz、2KHz正弦波组成的正弦波序列。该正弦波序列通过信号接收单元201的20KHz、2KHz带通滤波器，将20KHz、2KHz正弦波信号分别从正弦波序列中分离出来，分离出的20KHz、2KHz正弦波信号分别经过对应的整流电路整形，低通滤波器滤除干扰信号以后，分别传输到采样电路2017，经过采样电路2017采样分析后最终还原为携带了麦克风的设备信息的语音数据信号，并传输给TV CPU。
[0045] TV CPU解析麦克风的设备信息，根据设备信息（如麦克风的ID）给对应的麦克风分配无线通信频率，实现信息交互。TV CPU将交互信息组成ACK信号传输给信号发射单元202。
[0046] 所述信号发射单元202包括第三频率波发生器2021、第四频率波发生器2022、第二反相器2023、第三选通开关2024、第四选通开关2025和第二加法器2026；所述第三频率波发生器2021通过第三选通开关2024连接第二加法器2026的第一输入端in61，第四频率波发生器2022通过第四选通开关2025连接第二加法器2026的第二输入端in62，第三选通开关2024的控制端ct41连接第二反相器2023的输出端out31，第四选通开关2025的控制端ct52连接第二反相器2023的输入端in31。
[0047] 其中，所述第三频率波发生器2021为频率为15KHz的正弦波发生器，产生的第三频率波为15KHz的正弦波。第四频率波发生器2022为频率为10KHz的正弦波发生器，产生的第四频率波为10KHz的正弦波。所述第三选通开关2024和第四选通开关2025均为低频选通开关，其控制端输入高电平时选通开关断开、低电平时导通。
[0048] 当ACK信号为高电平（二进制表示为1）时，第四选通开关2025断开，该高电平通过第二反相器2023输出低电平控制第三选通开关2024导通，此时仅输出15KHz正弦波。反之，当ACK信号为低电平（二进制表示为0）时，第四选通开关2025导通，第三选通开关2024断开，仅输出10KHz正弦波。第二加法器2026将两个选通开关输出的正弦波加载为一组由15KHz、10KHz正弦波信号组成的第二正弦波序列,即TV信号。这组第二正弦波序列传送给TV智能卡2中的功率放大器22进行功率放大，最终推动喇叭23发声。
[0049] 电视机发出的声音信号的频率（15KHz、10KHz组合）与接收的频率（20KHz、2KHz组合）不同，麦克风接收到电视机发出的声音信号后，通过信号传输单元11解析出数字信号，并传送给MCU，MCU会根据这组数据信号，重新配置麦克风的无线发射单元12的工作模式，调整工作频点，从而实现麦克风与电视机的自动配对，自动分配工作频点的功能，方便用户使用。
[0050] 综上所述，本实用新型提供的具有卡拉OK通信功能的装置，利用现有无线麦克风的数据通道，通过电视机的喇叭发声、麦克风接收声音的方式；在麦克风中增加信号组合模块生成特定频率、即20KHz、2KHz组合成的麦克信号，调制成无线音频信号发射给电视机；电视机对其分离出麦克风的设备信息，根据设备信息分配麦克风的无线通信频率，实现麦克风与电视机之间的信息交互；电视机对交互信息组成ACK信号转换成预设频率、即15KHz、10KHz组合成的TV信号，功率放大后由喇叭发出声音信号；麦克风接收声音信号后解析出数字信号，根据数字信号配置麦克风的无线发射单元的工作模式，调整工作频点，从而实现麦克风自动设置通信频率，有多个麦克风接入电视机时，能自动完成连接，自动配对，方便了用户使用。
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