红外同声传译系统技术原理资料讲解

红外同声传译系统技

术原理红外同声传译系统技术原理一、概述在国际会议中，由于语言的差异，同声传译系统被广泛的应用。自七十年代红外同声传译设备问世以来，该系统经历几十年的发展，技术已非常成熟。为了让行业类专业认识能更清楚的了解该系统，就本系统中所涉及的红外调制、红外辐射、红外接收以及实际工程安装应用等方面做了详细的阐述。二、红外同传系统红外线传输原理所谓红外线传输，是采用红外光作为“声音”的传输媒介，进行语音的传输。但是为了抑制噪声以及实现多种声音并行传输，不直接使用声音进行传输，而是先对声音进行频率调制，形成调频信号后再经红外光进行传输。主要涉及的原理有红外光的产生、声音的调频调制、红外光的调制、红外信号的辐射、红外光的检测、转换、声音解调、声音压扩放大处理等。图一所描述的是红外同传系统中的各种信号形式：A:音频信号：语音通过拾音器形成的声频电信号，人讲话的声频信号频率—般比较低，在200Hz~4000Hz左右；B：载波频率：用来调制音频信号的载波（频偏比较高，1.7MHz~3.9Mhz之间12种不同频率的载波，后面会详细说明）；C：调频信号：语音经过载波调制之后的信号，频率随声频的大小而变化（在允许的频偏±7.5KHz范围内），幅度不变；D:未经调制的红外光：阵列红外发光二极管在正常工作电压的驱动下，发出强度恒定的红外光；

E:经过调频信号调制的红外光：阵列红外发光二极管经过调频信号进行幅度调制，产生的强度随调频信号变化而变化的红外光沦：音频彳言号马：载波信号匚：调频信号D:红外光F:经过调频信号调制的红外光图一1、红外光的产生该系统采用阵列红外二极管的形式对外辐射红外光线，与普通的发光二极管原理一样，在二极管的PN结加上正向电压，使电子和空穴载流子在结区相遇复合，形成“光照复合”。所谓“光照复合”就是电子从高能量级向低能量级跃迁的过程中，以光子的形式释放能量，形成了光。不同材料的PN结所形成的光的波长也不相同，因此我们常常能看到不同颜色的发光二极管。而使用镓、砷、砷化镓等材料构成的PN结，便能产生出红外光。2、红外同传系统中的调制在红外调制之前，首先对声音进行频率调制，不同通道的语音调制成不同频率的载频，再让这些已调制好的载频对红外光进行幅度调制（用这些载频去驱动红外二极管）。因此这一个步骤是完成“电”（调频信号）——“光”（红外光）的转换。表格1所列的参数是系统中的各个载频频率：表格1由于单个红外二极管的辐射能力比较弱，在该系统上，一般采用多达几百个二极管构成平面阵列的形式进行辐射，其辐射量是所有二极管辐射的总和。为了满足各种大小不同的会议场所需求，可以定义多种不同功率规格的辐射器，主要体现在辐射能力的不同。4、红外光的接收红外光的接收是采用PIN硅二极管，这类二极管的灵敏度很高，开关时间短，当在工作状态时，二极管受到红外光的照射，会在势垒层内产生载流子对，使得二极管有所导通，导通的程度取决于红外光照的强弱。根据这个原理，于是就能通过接收二级管导通的程度来体现红外光的强弱，而通过上面红外调制原理中的说明，可以得出红外光的强弱是调频信号的体现。因此，通过这类接收管，就能检出各个通道的调频信号，从而完成“光”（红外光）——“电”（调频信号）的还原。

那么在接收端，对红外接收管检出来的调频信号进行解调，其原理与普通调频收音机的解调原理是一样的，在不同的调频信号中解调出不同的语音。5、系统的原理框图图二所描述的是整个红外同传系统的原理框图：辐射器接收机音獅：:音頻输入耆裁处玫及頻率调制〔也主机咅频护理及频耳闌制ti)耆顾处疑及頻率備屈(1：：：鐵卜辐射器接收机音獅：:音頻输入耆裁处玫及頻率调制〔也主机咅频护理及频耳闌制ti)耆顾处疑及頻率備屈(1：：：鐵卜调制.功率总大-红？卜询制'功率放主、红外辐射信号敢X岳虹外光电转守屋M大P频腹大Ik储图2三、系统组成及产品指标1、红外同声传译的工作过程会议代表的发言通过线路传输到各个翻译室，由翻译人员译成各种语言，经电缆传输到红外同传主机，经过主机的音频处理及频率调制，形成调频信号，经同轴电缆传输到红外辐射板，再利用调频信号对红外辐射板的发光管进行幅度调制，形成强弱变化的红外光辐射出去，与会代表使用红外接收机检测红外光的强弱变化，转换成电信号，再经过解调芯片解调出各种语音。2、红外同声传译的系统组成图3所描述的是红外同传系统的组成示意图，其中翻译台的数量由实际需求决定，最多可接11台翻译台。辐射板的数量配置根据会场的大小而定，可以无限制的级联。在有效的接受范围内，接收机的数量不受限制。图33、公信同声传译的产品指标这里只说明整个系统中比较重要的几项参数：(1)系统非线性失真度：小于1%(语音的失真度调频频偏：±7.5K系统信噪比：大于65dB系统频率响应：100Hz~5KHz电源： 主机及辐射板：~220V接收机：3~4.2V通道数：12通道载频：1.7MHz~3.9MHz辐射距离：大于50米四、工程应用中的注意事项红外同传的工程应用，最为主要的问题实际上就是辐射板的配置与安装。需要根据不同的会场来配置不同数量的辐射板，以及安装的位置。结合红外的特点，在实际应用中，主要需要注意以下几个问题：1、障碍物:由于红外光的传输类似于可见光，大的和不透明的障碍物会产生阴影，在阴影区域内信号的接收有所减弱。因此，在安装辐射板的时候，需要顾及障碍物背后的区域。除此以外，移动的人体与物体也会产生类似的问题。2、 合理利用漫反射：红外光也会被一些物体吸收或穿透及反射等特点，在实际应用中，我们的目的是要让红外光散布整个会场，因此要合理的利用漫反射的作用，一般浅色墙壁、天花板及地板都会有反射，这些反射对我们来说，是十分有效的。3、 注意会场保密：对于透明的玻璃，红外光是会穿透出去的，在会场外面，也能收取到红外信息，因此需要在这些位置安装不透明的帘布等。同时，也能挡住外面阳光照射进来，因为阳光对红外还是有存在一定的干扰的。另外透明的玻璃是没有反射的，如果一个辐射板安装时面对大透明玻璃，那么，只有直接对着的地方才能被使用，因为没有反射光可利用。4、 高度安装*般情况下，大部分室内的障碍物都是比较低，所以辐射板一般安装在相对较高的位置，与与会者之间形成一个角度照射，这样安装，也可以让照射面增大。5、 近距离、远距离接收情况：在辐射板1米左右的近距离内，由于红外光比较强，在这个范围内很容易让接收机红外二极管接收饱和，会存在一定的干扰杂音。在远距离（超过辐射板标配距离）范围，由于红外光比较弱，接收机的二极管无法完全检测出完整的红外信号，也会存在断音或杂音等情况。不过为了在一定程度上解决这个问题，在接收机的电路上做了一定的处理，近距离时自动将增益降低，远距离红外信号很弱时，接收机静音处理，尽量减少噪音对与会者产生的不适。6、光的干扰：光的干扰是红外同传系统最主要的干扰之一，是因为红外光本身就是一种光。其干扰主要存在两个方面，一是节能灯、荧光灯所产生的高频干扰；二是太阳光、强红外光的干扰。对于前者，目前的红外系统基本上都得到了很好的解决，节能灯所产生的高频成分主要是几十KHz~1MHz之间。早期的红外同传调制频率正好是在这个频段，而目前的红外同传调制频率都在2MHz左右。对于第二部分的干扰，只能尽量在工程中去