本发明涉及录音干扰屏蔽,具体地涉及一种超声波发生器、录音干扰屏蔽装置。
背景技术:
1、当前随着科学技术的飞速发展,录音技术也得到了快速发展及广泛应用,势必也会给个人、企业的隐私等带来严重的隐患,某些不法分子通过手机、录音笔或者其它专业性比较强的微型窃听设备,非法窃取个人隐私、商业秘密等,从而使个人、企业蒙受经济损失,更甚者会使国家的安全受到威胁。
2、现有的录音干扰设备主要是以超声交调干扰方式为主,超声波是一种人耳所感知不到的声波,当两个超声发射源发出的超声信号(频率分别为f1和f2)同时进入,被声波传感器及后面的运算放大器接收放大的同时,也会因器件尤其是半导体的非线性特性而产生频率为f1±f2的交调输出。若f1-f2刚好处于音频频段(20hz ~ 20khz),则会对音频录音产生干扰。
3、现有录音干扰设备所采用的超声波换能器多是基于压电材料的,此类换能器的输出功率有限,一般单只换能器的输出声压级(sound pressure level,spl)都在128db以下,需要多只同频同时发射才能产生足够强的超声波干扰信号。但是,多个发射装置不可能完全一致,多少会有一些频率偏差、幅度噪声、相位噪声、旁瓣泄漏以及谐波失真,这些差异在传输信道和接收受体上会产生非常复杂的相互作用,最终形成难以预料、难以消除的有害结果。典型的,会产生持续可闻、“卟噜卟噜”音效的低频噪声。
4、此外,为增加对不同型号mems麦克风的谐振腔共鸣激发机率,超声干扰装置通常会采用跳频、线性调频等变频策略,分时探测所有可能的共鸣点,以达到对非特异性目标的全面干扰。压电的品质因数q较高,超声波发射带宽很窄(3db带宽通常在±0.5khz以内,10db带宽通常也仅有±1khz左右)。以市场上主流的22khz、25khz、40khz中心频点超声换能器为例,在远离中心频点后,其超声波输出功率会显著下降,干扰能力迅速弱化乃至消失。这也是此类装置对某些品牌、型号的录音装置难以奏效主要原因之一。
技术实现思路
1、一方面,本发明提供一种超声波发生器,能够产生超声脉宽调制信号,可提供充沛的输出功率和输出带宽。
2、另一方面,本发明还提供一种录音干扰屏蔽装置,基于上述超声波发生器,以提升录音干扰效果,有效防止对私密信息的非法窃听。
3、为此,本发明实施例提供如下技术方案:
4、本发明提供一种超声波发生器,包括:发射模组,用于通过等离子体放电产生超声脉宽调制信号;所述发射模组包括:
5、超声信号产生模块,配置为生成设定频率的超声信号;
6、调制模块,配置为产生与所述超声脉宽调制信号的频率具有相同频率的载波信号,利用所述载波信号对所述超声信号进行调制,输出脉宽调制信号;
7、驱动模块,配置为根据所述脉宽调制信号输出驱动信号;
8、等离子体放电模块,配置为根据所述驱动信号,通过等离子体放电产生超声脉宽调制信号。
9、可选地,所述等离子体放电模块包括:特斯拉线圈,所述特斯拉线圈包括升压变压器,所述升压变压器包括初级线圈和次级线圈;所述初级线圈与所述驱动模块的输出端连接;所述次级线圈一端接地,另一端为放电端;
10、所述初级线圈根据所述驱动信号产生交流振荡信号;
11、所述次级线圈感应所述初级线圈的能量,使所述放电端的电压逐渐增大,电离空气产生等离子体,通过等离子体放电产生所述超声脉宽调制信号。
12、可选地,所述调制模块包括:
13、载波信号发生器,配置为产生与所述超声脉宽调制信号的频率具有相同频率的载波信号;
14、比较器,所述比较器的一个输入端输入所述载波信号,另一个输入端输入所述超声信号,所述比较器的输出端连接所述驱动模块。
15、可选地,所述超声波发生器还包括:
16、感应线圈,配置为感应来自所述次级线圈的反馈,输出周期振荡信号;
17、频率跟踪模块,配置为从所述周期振荡信号中提取周期性脉冲信号;
18、所述载波信号发生器根据所述周期性脉冲信号产生与所述超声脉宽调制信号的频率具有相同频率的载波信号。
19、可选地,所述载波信号为以下任意一种:三角波信号、锯齿波信号。
20、可选地,所述超声信号产生模块包括:控制器,配置为通过程序控制生成所述设定频率的超声信号。
21、可选地,所述超声信号产生模块包括:
22、控制器,配置为输出超声信号;
23、超声信号合成器,配置为将所述超声信号的频率调整为设定频率。
24、可选地,所述控制器,还用于对所述驱动信号进行功率调整。
25、本发明还提供一种录音干扰屏蔽装置,包括:两路超声波发生器,以产生两路不同频率的超声脉宽调制信号,并且两路超声信号产生模块产生的两路不同设定频率的超声信号的频率在一定范围内周期或随机性变化。
26、可选地,所述装置还包括:超声波反射板,配置为控制所述超声脉宽调制信号的方向和交汇区域。
27、可选地,所述超声波反射板与至少一路超声波发生器中控制器连接,通过所述控制器调整方位。
28、可选地,所述两路超声波发生器共用同一超声信号产生模块产生两种不同设定频率的超声信号。
29、可选地,所述装置还包括:控制器,配置为通过跳频或线性调频方式调整所述超声信号产生模块产生的两路不同设定频率的超声信号的频率。
30、本发明提供的超声波发生器,通过等离子体放电方式产生超声脉宽调制信号,可以在足够宽的频段上提供充沛的能量输出。
31、相应地,本发明提供的录音干扰屏蔽装置,基于两路上述超声波发生器产生的不同频率的超声脉宽调制信号,经空气传播退化为超声信号,两路超声波信号,被麦克风拾音后输送给运算放大器,两路不同频率的超声信号产生交调,通过交调信号对录制音频产生干扰;另外,通过跳频或线性调频等方式,使产生的两路超声波信号在一定频段内扫描多个频点,增加了不同型号mems麦克风的谐振腔共鸣激发机率。由于在谐振点及其附近的超声波激励会使谐振腔的谐振共鸣明显增强,因此很容易造成传感器和运算放大器输出饱和,进而达到更好的录音阻断效果,有效防止了对私密信息的非法录制。
32、本发明提供的录音干扰屏蔽装置中的超声波发生器,由于采用等离子体放电方式产生超声脉宽调制信号,因而相较于现有的压电超声换能器,具有更宽的输出频带、更高的信号强度,能适配不同的录音设备及录音环境,显著提升录音干扰效果。
33、进一步地,通过控制器自动进行调频或扫频的控制方式,使得使用更灵活方便。
34、进一步地,设置对应各路超声波发生器的超声波反射罩,通过控制超声波反射罩的方位,可方便地调整各路声波信号的方向,从而控制波束交汇区域,不仅可以对使用者起到防护作用,而且可以使干扰信号方向性更强、作用距离更远。
1.一种超声波发生器,其特征在于,包括:发射模组,用于通过等离子体放电产生超声脉宽调制信号;所述发射模组包括:
2.根据权利要求1所述的超声波发生器,其特征在于,所述等离子体放电模块包括:特斯拉线圈,所述特斯拉线圈包括升压变压器,所述升压变压器包括初级线圈和次级线圈;所述初级线圈与所述驱动模块的输出端连接;所述次级线圈一端接地,另一端为放电端;
3.根据权利要求2所述的超声波发生器,其特征在于,所述调制模块包括:
4.根据权利要求3所述的超声波发生器,其特征在于,所述超声波发生器还包括:
5.根据权利要求4所述的超声波发生器,其特征在于,所述载波信号为以下任意一种:三角波信号、锯齿波信号。
6.根据权利要求1所述的超声波发生器,其特征在于,所述超声信号产生模块包括:
7.根据权利要求1所述的超声波发生器,其特征在于,所述超声信号产生模块包括:
8.根据权利要求6或7所述的超声波发生器,其特征在于,
9.一种录音干扰屏蔽装置,其特征在于,包括:两路如权利要求1至5任一项所述的超声波发生器,以产生两路不同频率的超声脉宽调制信号,并且两路超声信号产生模块产生的两路不同设定频率的超声信号的频率在一定范围内周期或随机性变化。
10.根据权利要求9所述的录音干扰屏蔽装置,其特征在于,所述装置还包括:
11.根据权利要求9所述的录音干扰屏蔽装置,其特征在于,
12.根据权利要求9所述的录音干扰屏蔽装置,其特征在于,两路超声波发生器共用同一超声信号产生模块产生两种不同设定频率的超声信号。
13.根据权利要求9至12任一项所述的录音干扰屏蔽装置,其特征在于,所述装置还包括:
