红外通信收发系统的设计与实现样本.doc

红外通信收发系统设计与实现摘要，Abstract1一、引言1二、设计目：2三、设计任务规定2四、系统设计思路2五、模块电路设计2、语音信号设计方案2、红外光发送模块设计方案3、红外光接受模块设计方案3、高通滤波器4、功率放大器4六、数据测量和功能实现4七、问题分析4八、总结4九、所用元件及测试仪表清单5摘 要:本文阐述了红外通信基本工作原理，完毕了红外收发器详细硬件电路设计，并且详细阐明了发射和接受工作原理，同步指出在设计过程中应当注意某些问题。通过实际搭建电路，音乐芯片9300A产生乐曲，通过调制LED后发出，在一定距离范畴之内，接受端可以接受到乐曲信号，运用喇叭可以将乐曲信号无失真播放出来。从而完毕了整个红外通信系统收发。核心词：红外通信，调制Design and Implementation of infrared communication transceiver systemAbstract:In this paper，described the basic working principle of infrared communication，completed the design of infrared transceivers idiographic hardware circuit，and detailed description of the working principle of transmitting and receiving，also pointed out that during the design process should pay attention to some problems. Through the actual circuit structures，music 9300A chip generated music，through modulated LED and emitted the music signal，in a certain distance range，the receiver can receive music signal，and the music signal can be broadcast without distortion with the use of loudspeaker. Thereby completing the transmitting and receiving of entire infrared communication system.Keywords：infrared communication modulation一、引言随着科技进步，无线电通信技术得到了前所未有发展，而红外无线数据通信相对于无线电数据通信具备低功耗、低价格、低电磁干扰、高保密性等长处，当前发展迅猛，特别在近距离无线数据通信中得到了广泛应用特别是随着编码调制技术发展，红外无线数据通信数据速率越来越高，成为许多移动设备、室内办公设备以及手持设备无线数据通信一种重要途径。二、设计目：1、掌握简朴红外光通信系统构成及设计原理； 2、掌握通信电子系统方案设计、电路设计办法； 3、熟悉电路仿真软件使用；4、掌握PCB设计电路装配和调试办法；三、设计任务规定1、制定合理实现方案，规定至少有两套实现办法，理论计算出元件参数； 2、电路设计。依照自己实现方案，提出元器件清单，拟定元器件型号、数量，从可选方案中选出一套； 3、电路仿真和优化。运用Protel等工具软件对电路进行优化和仿真； 4、用面包板来搭建电路并进行调试； 5、测试电路完毕功能，记录测试数据； 6、可以运用protel制作简朴PCB版；（不作规定，任选） 7、撰写设计报告；四、系统设计思路语音和音乐等所产生电信号和其她低频电信号同样，普通不直接进行远距离传播，而是通过放大后对发射机高频振荡进行调制，然后将此携带有低频信号高频已调制信号，通过一定媒介传播出去。红外数据传播，使用传播介质红外线。红外线是波长在750nm-1mm之间电磁波，是人眼看不到光线。红外数据传播普通采用红外波段内近红外线，波长在0.75-25um之间。红外通信系统设计是光通信系统一种重要分支，红外通信系统设计思路和当前世界上所采用骨干通信网光纤通信系统有相似之处，唯一重要差别就是它们两者所采用传播媒质不同，一种是大气，一种则是光纤。一种简朴光通信收发系统如图(一)所示：固然整个商用红外光通信系统是相称复杂，这里咱们只考虑最基本最必要某些来完毕红外通信收发系统设计。五、模块电路设计、语音信号设计方案(a)、直接采用信号发生器来产生单音频信号。(b)、运用RC振荡器设计和搭建一种振荡信号，如下图所示：(c)、运用LX-9300系列芯片构成音乐集成电路，发出电信号，如下图所示：、红外光发送模块设计方案设计原则重要是考虑红外发送管工作电流，电流过小，传播距离短，电流过大容易毁坏发光管。在本系统中，红外光发送模块电路图如下所示：上图是最简朴模仿驱动电路，这是一种共发射极放大电路，调节基极偏置，但输入模仿信号，晶体管集电极电流随模仿信号强度变化而变化，LED输出光功率也随模仿信号而变化，从而可以将输入信号发送出去。、红外光接受模块设计方案其中，光电检测器是光接受机第一种核心部件，其作用是将光信号变换成为电信号，在本系统中采用光电二极管302。红外光接受模块电路图如下所示：、高通滤波器红外接受二极管是光敏二极管，普通灯光也对其有一定限度影响，为了获得更好效果，在输出端加了一种HPF，消除恒定外接低频信号干扰，这样接受效果和敏捷度都得到了明显提高。、功率放大器接受电路接受到信号很薄弱，局限性以驱动1W小喇叭，从而在小喇叭之前运用了音频功率专用放大器LM386，这样可以得到50200增益，以便驱动小喇叭。200倍增益功率放大器电路如下图所示：六、数据测量和功能实现、调试发送电路。通过测试，红外发射驱动电路中红外管电流为30-40mA之间。、调试接受电路。去掉红外管，在输入端加一种正弦小信号，用示波器同步观测输入信号和输出信号，在信号不失真前提下，可以测试得到放大增益为50-200倍。、整机调试。将9300A芯片中音乐信号作为输入信号，发送电路中二极管对准接受电路中二极管，在一定距离之内，能在喇叭中听到无噪声单音三声门铃。从而实现了信号无线传播。七、问题分析运用以上收发电路构成红外通信系统，信号传播距离很短，在50cm之内，为了延长传播距离，可以在接受端加一种AGC，运用AGC自动增益功能，可以将很薄弱信号放大至足以驱动小喇叭，从而延长传播距离。八、总结红外通信是运用红外技术实现两点间近距离保密通信和信息转发。它普通由红外发射和接受系统两某些构成。发射系统对一种红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接受系统用光学装置和红外探测器进行接受，就构成红外通信系统。通过这次红外通信系统设计与实现，我掌握了简朴红外光通信系统构成和设计原理，掌握了通信电子系统方案设计、电路设计办法。通过搭建实际电路，提高我动手能力以及发现问题能力。实验中也遇到了某些困难，信号传播时遇到了失真，分析因素很也许是电阻出了问题。我又万用表重新测量了电阻值，发既有电阻测量值与色环标称值存在较大误差，而我在接电路过程中我所有通过读色环来辨认电阻，测量一遍后将较大误差电阻更换成设计值。连接好电路测量，恰当调节接受端变阻器数值，接受端最后得到了完美无失真正弦波形。通过查阅资料，我懂得了红外通信系统还可以用于其她领域，例如：在机场和饭店等地点使用步行传真机和打印机，在这些地方运用红外技术，掌上计算机顾客可以运用这些外设而勿需电缆。银行ATM(柜员机)也可以采用红外接口装置。预测在不久将来，红外技术将在通信领域得到普遍应用，数字蜂窝电话、寻呼机、付费电话等都将采用红外技术。红外技术推广意味着计算机顾客不用电缆连接新潮即将到来。九、所用元件及测试仪表清单、测试仪表：函数信号发生器，示波器，晶体管毫伏表，万用表，直流稳压电源。、元件清单如下表：序号名称数量序号名称数量1发送管303214电阻2k12接受管302215电阻5113LM386216电解电容10uF44发光二极管117电解电容100uF25按键开关118电解电容220uF16电阻2.7K119电解电容47uF17电位器10K120片电容0.047uF18电位器100K121片电容0.01uF29电阻2.2k122喇叭110电阻510k123KD9300211电阻3.3k124BD138112电阻10325电阻33k113电阻20126电位器5k127面包板2十、参照文献：1 张晓红. 红外通信IrDA原则与应用J.光电子技术,12,23(4)2 蔡涛. 无线通信原理与应用M.北京：电子工业出版社，3 黄智伟. 无线数字收发电路M.北京：电子工业出版社，4 周文举. 基于单片机红外无线通信抄表系统J. 微计算机信息，