声音信标长啥样子？

在博文 《声音信标调试》给出了新的声音信标的信号描述和标准。那么新版的信标外形又是什么样的呢？

新版信标在结构上与传统的信标有了很大的不同，主要体现在：

1. 外部形状上，为了避免有道比赛车模的直接撞击而损坏，新版的信标外壳采用了金字塔形状，这便于车模碰着的时候能够直接压过信标；
2. 信标的扬声器的出音口和天线都布置在信标的顶部；
3. 信标的检测线圈和以往的光电信标尺寸相同，还是铺设在信标的四周；

 

信标的外壳

下面给出了信标外壳的形状和尺寸。它使用普通的金属外壳灯罩作为外壳，价格低廉，材质轻巧。

信标灯外形及其尺寸，右边是实测尺寸

这种信标的外壳可以从淘宝网店直接购买到。只要通过搜寻“灯罩”便可以寻找到。价格便宜实惠。

之后，可以将传统信标灯中的控制器拆下来，按照后面介绍的步骤进行组装，便可以改装成新的信标了。

灯罩外壳

信标的装配

除了将原来光电信标中的发光板替换成新的信号板之外，原来光电信标的所有组件都可以使用。只是需要重新将它们安装在上述灯罩内。

1. 整体转配图

下面给出了声音信标的安装示意图。将扬声器固定在信标的顶部；在灯罩顶部固定FM发射天线。把主控板和信号板固定在灯罩的外壳上。使用引线将信号板与天线、扬声器连接起来。并通过四芯电缆将信号板与主控板连接起来。

信标内部部件装配图

2. 固定扬声器

在固定扬声器之前需要在顶部通过手电钻打开一个直径为1厘米的孔，用于固定天线的底座。

将扬声器安放在灯座的中心。

将喇叭放置在外壳内部

由于扬声器的尺寸比灯座中心平台略大，所以需要将扬声器的四角弯曲，这样才能够将扬声器放置在灯罩中心的平台位置。

可以直接使用热熔胶固定扬声器的四角，这样扬声器便可以牢靠的固定在灯罩的中心了。

使用热熔胶固定扬声器

3. 安装控制板和信号板

然后将控制板和信号板分别固定在灯罩内壁上。可以通过金属螺钉固定，也可以使用热熔胶进行固定。

由于信号板的音频功放在工作室发热，所以在固定信号板是，需要在音频功放芯片与灯罩外壁之间增加导热硅脂，借助于金属灯壳完成对音频功放的散热。

信标外壳上的天线插座

安装完毕之后，使用引线连接信号板与天线、扬声器、控制板。最后使用现场四芯总线将控制板与信标控制器串联在一起，新的信标系统便组装完毕了。

信标性能测试

1. FM信号

调频信号的作用有两个：

1. 可以提供声音同步解调信号。即在FM信号中包含有扬声器同步的Chirp音频信号。检测系统可以通过FM接收器获得该信号，并与麦克风接受到的信号进行相关检测声音的延迟。
   由于调频信号是以光速进行传递的，因此前面检测到的声音延迟可以用来获得信标的相对距离长。

2. 可以通过调频信号的强度，来获得相对距离。

调频信号的频率会被设置在110MHz。下面是在调试过程中，所测量得到的调频无线信号的频谱。这是使用普通的单杆天线引入DSA815频谱仪所或得到Chirp信号调频信号的频谱。

使用50厘米多股软件对应的频谱强度

2. Chirp声音信号

在博文“声音信标调试”中已经给出了Chirp信号的波形和产生的方法。下面对信标工作室，音频功率放大芯片L2726的温度进行测量。

（1）小型散热片

如果L2726只是用小型散热品，在信标连续发声2分钟之后，温度便上升超过了100摄氏度。

小散热器，两分钟

（2）中型散热片

使用中型散热片，在信标连续发声2两分钟，温度上升超过65摄氏度。

中等散热器，两分钟

连续工作10分钟，芯片表面散热片的温度超过了90摄氏度。

中等散热器，十分钟

（3）大型散热片

使用大型散热片可以有效降低信号板音频功放连续工作时的温度。下面测试了使用边长为5厘米的散热片的音频功放温度。

信号板上音频功放散热片

在工作10分钟之后，芯片表面的温度达到了80摄氏度。

大散热片，十分钟

如果使用灯罩的外壳作为功放的散热片，则可以大大降低功放连续工作是的表面温度。预计在50摄氏度左右。

在未来改进后的信号板，将会使用D型音频功率放大器，也将会解决这类功放温度散热问题。