269
在博文 《声音信标调试[1]》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：
- 外部形状上，为了避免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；信标的扬声器的出音口和天线都布置在信标的顶部；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. 整体装配图
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，所以在固定信号板时候，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：
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。
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。
没有散热器，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。
有散热器，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。
有散热器，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时的表面温度。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。
参考资料
[1]
声音信标调试: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/105004283
下载ECAD模型
