蓝牙对讲机的原理分析与测试方法

张晓芳，陈宇博

(1.漳州理工职业学院，福建 漳州 363000；2.漳州蒙发利实业有限公司，福建 漳州 363000）

关键字：无线蓝牙传输；半双工传输；有线对讲；无线对讲

0 引言

对讲机作为一种即时性的语言交流工具，因其沟通方式最直接，信息表达最全面，目标效果最有效，因此应用场合非常广泛。对讲机按通信媒介可分为有线通信和无线通信；按通信方式亦分为单工通信，半双工通信，全双工通信；按用途领域又分为窗口对讲，楼宇对讲，网络对讲等。目前对讲机种类有三大类：模拟对讲机，数字对讲机，IP对讲机[1]。

随着经济快速发展，服务窗口的工作模式和服务理念随之转变，提高办事效率和提升服务质量变得尤为重要。作为沟通媒介的窗口对讲机，已不再满足于有线通信这种方式，无线通信成为必然选择，蓝牙窗口对讲机由此应运而生。

蓝牙对讲机采用双通道自动控制、自动切换，有效防止自激啸叫和通道间窜扰，通话无延时，顺畅沟通。具有超强的噪音抑制电路，静态时无噪音，线路稳定持久；独特的回声抑制电路，可有效对回声进行-20db的抑制，通话过程清晰自然；抗干扰能力强，具有较宽的动态工作范围，能适应各种工作环境；高达30dB的放大电路，依然稳定持久，且发热量小，可长时间稳定工作；输出功率大，内外音量高低可调，声音过渡自然。

1 工作原理

蓝牙对讲机属于有线/无线半双工模拟型对讲机。其在传统的窗口有线对讲基础上，增加2.4G无线蓝牙传输模块和配对随身背夹[6]，可实现有线对讲和无线对讲两种模式任意切换的功能，其通信连接方式如图1所示。

图1 蓝牙对讲机的连接方式

所谓半双工对讲机是指双方交替而不同时地传输信息，也称为分时双工传输方式。任何时刻，整个对讲系统只允许信息单方向传输，避免了全双工对讲机易产生侧音干扰的现象，节省了大量的系统硬件资源[2]。

蓝牙窗口对讲机工作原理为：主机通过可选按钮，选择有线对讲或无线对讲功能。有线对讲由拾音器、主机、副音箱组成。其对讲发送通路是通过拾音器咪头采集内部音源，把音频信号转成模拟信号送入主机，由主机电路完成放大、检测、衰减、比较、发送、滤波等信号处理，再把模拟信号进行功率放大，最终输出功率信号至副音箱喇叭，实现主副机对讲功能；对讲接收通路则相反，通过副音箱咪头采集外部音源并把模拟信号送入主机，由主机电路完成一系列信号处理，模拟信号经功率放大后输出至主机喇叭，实现副主机对讲功能。有线对讲实现方式如图2所示。

图2 蓝牙对讲机有线对讲原理框图

无线对讲由蓝牙背夹、主机、副音箱组成。使用时需先进行蓝牙配对，配对成功形成发送通路，通过蓝牙背夹咪头采集内部音源，并由背夹发射模块接收音源处理发射电磁波，主机接收模块则接收被发射模块辐射到空中的电磁波，再经过数模转换送入主机电路，由主机电路完成信号处理，功放电路进行功率放大，最终输出功率信号至副音箱喇叭，实现主副机对讲功能；无线对讲接收通路与有线对讲接收通路无异[3-5]。由此可见，蓝牙窗口对讲机有线与无线的功能差异主要体现在主副机对讲上。无线对讲实现方式如图3所示。

图3 蓝牙对讲机无线连接原理框图

蓝牙窗口对讲机由电源降压模块、蓝牙背夹模块、蓝牙接收模块、信号处理模块、功率放大模块等功能模块组成。本文着重阐述了蓝牙对讲机的工作原理与测试方法。

2 测试工艺要求与测试方法

2.1 测试要求

（1）主机与副音箱环境必须分隔开，主机置于测试室内，副音箱置于测试室窗口；（2）测试时允许人工制造一定的环境背景音，但分贝不能太高，否则影响测试；（3）室内外各设置一名测试员；（4）测试主机时使用的副音箱和变压器必须是经过测试可用的；（5）测试时主机须保证螺丝已全部锁紧，副音箱须保证螺丝锁紧并贴有双面胶；（6）一对一测试，不需要先测主机，再测付音箱，一对一测试最准。

2.2 有线语音测试方法

（1）先将主机后面开关按钮打到“0”状态；

（2）测试时，将内外音量旋钮调至最大，主机话筒正对测试员嘴部，距离保持20厘米左右；

（3）外音箱平放于测试台上或粘贴在穿口上，话筒对准测试员嘴部，距离保持在30厘米左右；

（4）主机测试员首先发测试音，副音箱测试员试听无异常之后回复测试音；

（5）主机测试员听见回复音后试听无发现异常的，与话筒距离拉大至40-50厘米，再次发出测试音；

（6）副音箱测试员试听后无发现异常的，与话筒距离拉大至40-50厘米，再次回复测试音；

（7）测试时如发现话筒灵敏度异常时，可通过微调可调电阻，如调整完按如上方式重新测试通过，则视为合格品；如需大角度调整可调电阻才通过测试则视为问题产品，须标明问题送往维修区检修。

（8）语音测试完主机测试员还须对电位器、钮子（船型）开关进行测试，如电位器旋钮可流畅旋转，电源开关也能正常关断，则说明该产品质量符合要求，如有发现问题则须往回维修区检修[7-8]。

2.3 无线蓝牙语音测试方法

（1）先将主机后面开关按钮打到“一”状态，蓝牙背夹开机使处于开机状态（红、蓝灯交替闪烁）；

（2）测试时，将内外音量旋钮调至最大，主机上电开机，蓝牙接收端启动时副音箱会有嘟嘟的提示声，且主机上红色灯闪烁，同时,等候大概5-10秒蓝牙背夹会自动与主机匹配上，（注：第一次匹配时等待时候会比较长点大概30秒），匹配上后副音箱会有提声，且蓝牙背夹指示灯转变为只有蓝灯闪烁；

（3）配对时可能出现一直连接不上的情况，这时需要将蓝牙背夹从新配对一下，这时将主机及蓝牙背夹都关机在重新开启，在蓝牙背夹开启时，按住开机键,等到开机后继续按住5秒左右，直到指示灯出现红、蓝快速闪烁方可松开按钮让其重新配对。

（4）测试时，蓝牙背夹正对测试员嘴部，距离保持20厘米左右或者将背夹夹在衣领处，咪头方向尽量朝向上；

（5）外音箱平放于测试台上或粘贴在穿口上，话筒对准测试员嘴部，距离保持在30厘米左右；

（6）主机测试员首先发测试音，副音箱测试员试听无异常之后回复测试音；

（7）主机测试员听见回复音后试听无发现异常的，测试人员带着蓝牙背夹与主机拉开距离大至2米左右并调节蓝牙背夹的上下音量键，测试音量调节是否有作用，再次发出测试音；

（8）副音箱测试员试听后无发现异常的，与话筒距离拉大至40-50厘米，再次回复测试音；

（9）语音测试完主机测试员还须对电位器、钮子（船型）开关进行测试，如电位器旋钮可流畅旋转，电源开关也能正常关断，并将蓝牙背夹关机。则说明该产品质量符合要求，如有发现问题则须往回维修区检修。

3 结论

本文采用原理框图的方式阐述了蓝牙对讲机的工作原理。本设计完成了原理图和印制线路板设计后，制板，贴片，组装，完成了蓝牙对讲机样品，并根据测试要求进行了有线语言测试和无线蓝牙语言测试。本设计的蓝牙对讲机可以在有线与蓝牙两种通讯方式之间任意切换，客户可根据实际需要使用与操作。调整了生产工艺，更改内部器件排布结构，使产品更加简洁，提高了生产效率。