实验六 红外调幅调频发射接收系统

红外通信收发系统的设计梁少峰信息与通信工程学院 2011210795摘要：当代移动互联网的崛起极大的推动了无线通信的发展，红外通信必将也会获得新的发展动力。

本实验旨在通过设计一个简单的红外通信收发信通，理解红外通信的基本原理，为往后更高级的红外通信研究打下坚实的基础。

关键词：红外通信，噪声，功率设计任务要求：设计实现一个简单的红外光通信收发系统，能够实现对信号的发射与接受。

1、基本要求（1）设计一个正弦波振荡器，产生f≥1kHz，Uopp≥1V的正弦信号。

（2）所涉及的正弦波振荡器的输出信号作为红外光通信收发系统的输入信号，在接收端可接受到无明显是真的该输入信号。

（3）要求红外光通信收发系统接收端点的增益为G=200。

（4）设计该电路的电源电路（不要求实际搭建）。

2、提高要求（1）利用音乐芯片产生乐曲作为红外光通信收发系统发送端的输入信号，接收端接收信号并用喇叭将发送的乐曲无失真的播放出来。

（2）探索其他红外光通信收发系统的应用实例，数字调制的解决方案，给出应用方案。

设计思路：本实验主要由产生电路、发射系统和接收系统三个模块构成，如图①所示。

产生的信号通过发送系统转化为光信号进行发送，通过接收系统检测光信号并将其放大后转化为电信号。

信号产生电路LED的驱动和调制电路光信号的检测和放大电路电源电路图①电路单元设计：（1）信号产生电路★RC振荡电路：由于本实验需要设计一个频率为1kHz的低频信号源，可以采用RC振荡电路构成，但主要信号的幅度不宜过大。

RC振荡电路如图②所示，该振荡电路的起荡条件为R f1＞2R f1，振荡频率为f=1/2πRC，改变不同的R和C值即可得到不同的振荡频率。

取C=2200pF，可以算的R=51KΩ。

图②RC振荡电路利用二极管D1和D2的等效电阻随外加电压的增大而减小的特性达到稳幅目的。

加大与二极管并联的电阻R2，减小与二极管串联的电阻R1，可以使二极管的非线性等效电阻在整个反馈电阻R f2中所得比重增大，使得稳幅效果更好，但失真会增大。

红外通信收发系统的设计和实现实验报告北邮————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:红外通信收发系统的设计和实现实验报告ﻩﻩ学院:信息与通信工程学院姓名:班级:学号:红外通信收发系统的设计和实现实验报告1、课题名称红外通信收发系统的设计与实现2、摘要红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支，红外数据传输，使用传输介质――红外线。

红外线是波长在750nm~1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。

红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在０．7５～25um之间。

本实pｒoｔel软件辅助设计,分析并设计了红外通信系统的发射电路与接收电路,实现了红外信号的无线传输功能和音乐信号的收发功能。

3、关键词红外线、收发系统、音乐芯片3、设计任务要求；1、基本要求:（１）设计一个正弦波振荡器,f≥1kHz,Uｏｐp≥3ｖ；（２) 所设计的正弦波振荡器的输出信号作为红外光通信收发系统发送端的输入信号，在接收端可收到无明显失真的输入信号;(3)要求接收端LM３8６增益设计G=200;（4)设计该电路的电源电路(不要求实际搭建)，用软件绘制完整的电路原理图(PROTEL)及印制电路板图(PCB）2、提高要求：利用音乐芯片产生乐曲，调制LＥＤ后发出，接收端接收信号利用喇叭将发送的乐曲无失真的播放出来。

3、探究环节：探索其它红外光通信收发系统的应用实例,数字调制的解决的方案,给出应用方案。

4、设计思路、总体结构框图;1、设计思路系统主要由信号产生电路,红外光发射系统，红外光接收系统三个模块完成基本实验要求,其中信号产生电路分别由信号发生器和音乐芯片代替,电信号经过发生系统转化为红外光信号，经接收系统接受后,光信号转化为电信号,再通过喇叭将其转化为语音信号,实现红外光通信的全过程。

首先主要用信号发生器发出电信号，微弱的电信号经过一个分压式共射电路适当放大,并通过LEＤ红外发送管转化为光信号发送。

实验报告题目：红外通信收发系统专业：通信工程姓名：班级：学号：班内序号：实验课题：红外通信收发系统的设计与实现一、实验目的1、掌握简单的红外光通信系统的组成和设计原理；2、掌握通信电子系统方案设计、电路设计的方法；3、熟悉电路仿真软件的使用；4、掌握PCB设计电路装配和调试的方法;5、掌握电子电路安装和调试的基本方法。

二、摘要红外通信属于无线通信领域，它以红外线为载体将信息从发射机传到接收机，从而实现遥控或信息传递的功能。

红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支，红外通信系统的设计思路和目前世界上所采用的骨干通信网的光纤通信系统是有相同之处的，唯一一个非常重要的差别就是它们二者所采用的传输媒质不用，一个是大气，一个则是光纤。

红外数据传输，使用传输介质――红外线。

红外线是波长在750nm～1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。

红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，冰场在0.75-25um之间。

关键字：红外发射接受三、实验设计要求1、基本要求⑴设计一个正弦波振荡器，f> 1kHZ,Uopp>1V；⑵所设计的正弦波振荡器的输出信号作为红外光通信收发系统发射端的输入信号，在接收端可以接收到无明显失真的输入信号；⑶要求接收端LM386的增益设计G≥200；⑷运用Protel等工具软件对电路进行优化和仿真。

2、提高要求⑴利用音乐芯片产生乐曲作为红外光通信收发系统发送端的输入信号，接收端接收信号并利用喇叭将发送的乐曲无失真地播放出来。

⑵用面包板来搭建电路并进行调试；⑶测试电路完成的功能，记录测试数据；3、提交材料⑴实验电路硬件设计图（Protel原理图文件）⑵电路仿真源文件⑶实验报告四、实验原理设计思路：语音和音乐等所产生的电信号和其他低频电信号一样，一般不直接进行远距离传输，而是经过放大后对发射机的高频振荡进行调制，然后将此携带有低频信号的高频已调制信号，通过一定的媒介传输出去。

本次实验利用语音信号模拟实现最基本的红外收发通信系统由音乐集成电路，发射系统，接收系统三部分构成。

综合设计与创新物理实验红外传输实验四川大学电气信息学院 2010级22班卢小冬 学号 1043031195 指导老师朱俊摘要目前红外传输技术和蓝牙技术是广为应用的两种短距离无线传输技术，在手提电脑、PDA 、手机、数码相机等IT 产品中，都广泛设计有红外通讯接口。

本实验对红外传输技术物理基础作了一定的探究。

关键字 红外传输一、 实验仪器介绍本实验所用的仪器为XD-JD-II 型红外传输实验仪。

XD-JD-II 型红外传输实验仪主要是将信号以调频、调幅的方式调制后通过红外发射管发射出去，再用红外接收管接收解调还原为原信号。

实验仪提供的信号源有三种形式：音频源、直流源和数字源，故可用来观察这几种信号的调制解调过程。

另外，该机型还可通过直接给红外发射管加可变的直流压，来测量红外发射管的伏－安特性曲线和红外接收管的电流特性。

1.XD-JD-II 仪器面板及使用说明图6 仪器面板结构示意图〈1〉区是信号源区域。

包括有载波频率源、音频源、数字源以及直流源。

其中，载波频率为3K ～40KHz 可调，音频信号的幅度大小0V ～3.3V 可调，直流信号为0.5V ～3.6V 可调，数字源为只显示0和1的三位数字信号。

〈2〉区是调制发射区域，用于直接驱动红外发射管。

这里有三种工作方式：（1）调频。

载波频率输入为载波信号，调制信号输入可以为音频源，也可为数字源，也可以是直流经V/F 变换后的频率信号；调制好的信号输出可测试，再送到驱动输入端，驱动输出直接接红外管。

123564(2)调幅。

载波频率输入为载波信号，调制信号输入为音频源，这里只用音频信号调制；调制好的信号输出可测试，再送到驱动输入端，驱动输出直接接红外管。

(3)直流源直接驱动。

在测红外管的特性参数曲线时，可以将直流源直接加在红外发射管的两端，同时接好电压表和电流表，即可测试红外发射管的伏－安特性曲线和红外接收管的电流参数。

〈3〉区接收信号放大区域。

红外接收管接收到调制信号后，放大后输出，该信号可测试。

实验13 调幅发射与接收完整系统地联调13-1 无线电通信概述一．无线电通信系统地组成无线电通信地主要特点是利用电磁波地空间地传播来传递信息 , 例如将一个地方地语言消息传送到另一个地方 . 这个任务是由无线电发射设备、无线电接收设备和发射天线、接收天线等来完成地 . 这些设备和传播地空间 , 就构成了通常所说地无线电通信系统, 图 13-1 是传送语言消息地无线电系统组成图 . b5E2RGbCAP图 13-1发射设备是无线电系统地重要组成部分 , 它是将电信号变换为适应于空间传播特性地信号地一种装置 . 它首先要产生频率较高并且具有一定功率地振荡 . 因为只有频率较高地振荡才能被天线有效地辐射 , 还需要有一定地功率才可能在空间建立一定强度地电磁场, 并传播到较远地地方去 . 高频功率地产生通常是利用电子管或晶体管 , 把直流能量转换为高频能量 , 这是由高频振荡器和高频功率放大器完成地 . p1EanqFDPw 通常是经过转换设备如话筒就是最简单地转换设备, 把消息转变成电地信号 , 这种电信号地频率都比较低 ,不适于直接从天线上辐射 . 因此,为了传递消息 , 就要使高频振荡地某一个参数随着上述电信号而变化 , 这个过程叫做调制 . 在无线电发射设备中 , 消息是“记载”在载波上而传送出去地 . DXDiTa9E3d接收设备地功能和发射设备相反 , 它是将经信道传播后接收到地信号恢复成与发送设备输入信号相一致地一种装置 . RTCrpUDGiT将接收天线架设在上述电磁波传播所能到达地地方 , 则通过电磁感应就会在接收天线上得到高频信号地感应电动势 , 它加到接收设备地输入端 . 由于接收天线同时处在其它电台所辐射地电磁场中 , 因此接收设备地首要任务是从所有信号中选择出需要地信号 , 而抑制不需要地信号 . 接收设备另一个任务是将天线上接收到地微弱信号加以放大 , 放大到所需要地程 度. 接收设备地最后一个任务是把被放大地高频信号还原为原来地调制信号, 例如通过扬声器＜喇叭）或耳机还原成原来地声音信号 二．发信机地组成图 13-2 画出了调幅发信机原理方框图 , 在这个图中 , 发信机由主振器、幅度调制器、中 间放大器、功率放大器和调制器组成 , 电源部分在图上没有画出来 . jLBHrnAILg 主振器是用来产生最初地高频振荡 , 通常振荡功率是很小地 , 由于整个发信机地频率稳 定度由它决定 , 因此要求它具有准确而稳定地频率 . 幅度调制器是用来产生调幅波 , 即将调制 信号调制到高频振荡频率上 . 中间放大器地作用是将幅度调制器输出地功率, 放大到功率放大器输入端所要求地大小 , 功率放大器是发信机最后一级 ,它地主要作用是在激励信号地频 率上 ,产生足够大地功率送到天线上去 , 同时滤除不需要地频率 ＜高次＜语言或音乐） .5PCzVD7HxA主振器 幅度调制器 中间放大器 功率放大器调制器话筒图 13-谐波） ,以免造成对其它电台地干扰 . 调制器实际上就是低频放大器 ,它地作用是将话音或低频信号放大 ,供给幅度调制器进行调制所需地电压和功率 . xHAQX74J0X 图上各处地信号波形反映了上述各部分地工作过程 .．接收机地组成无线电信号地接收过程与发射过程相反 , 为了提高灵敏度和选择性 ,无线电接收设备目前都采用超外差式 ,其组成方框图 13-3 所示. LDAYtRyKfE图 13-3超外差接收机各级地作用和工作物理过程是这样地：由耦合谐振回路构成地“输入电路” , 依靠它地选择性能把住收信机地“大门” ,当许多各式各样地电磁波“敲”着收信机地大门时,收信机只选出它所需要地那一种电磁波, 让它进来, 而其它电磁波都拒之于门外, 所以输入电路主要完成选择信号和传输信号 . Zzz6ZB2Ltk被输入电路选出地有用信号 ,馈送到高频放大器地输入端 . 高频放大器是由器件和谐振回路组成地 ,器件＜如晶体管或电子管）具有放大信号地能力, 而回路具有进一步选择信号地能力 ,所以高频放大器同时担负着选择和放大信号地双重任务 . dvzfvkwMI1 经过高频放大器放大了地信号 ,馈送给混频器 , 同时由一个专门设置地本机振荡器也将高频能量馈送给混频器 . 按照需要 , 我们使信号频率始终和本机振荡器地频率相差一个固定地差值——中频 , 则经过混频器地非线性作用后就可产生一个新频率——中频. 本来 , 高频放大器是波段工作地 , 例如 1.5-30MHz, 经过混频器地频率变换之后就变成频率固定不变而且较低地中频频率了 ,例如 465KHz.频率低而且固定 , 则不仅谐振回路地选择性能好了 ,同时放大能力也大大提高了 , 所以超外差收信机地性能很好 .rqyn14ZNXI中频放大器也叫频带放大器 ,它是由器件和耦合谐振电路共同组成地 . 对接收机地主要性能它起着很重要地作用 . 到此为止 , 收信机基本完成了对信号地选择作用 . EmxvxOtOco 但是所收信号还是一些已调制地中频振荡信号 , 必须把“载”在中频振荡上面地反映原调制地音频成分取出来 , 并滤除中频载波成分 , 这个任务是由检波器来完成地 . SixE2yXPq5 最后,将检波器输出地音频信号进行放大, 直到达到足够地输出功率以推动耳机或扬声器发出声音为止 . 这就是超外差接收机地工作物理过程 . 图上各点地信号波形也反映了各部分地工作过程 . 6ewMyirQFL13-2 调幅发送部分联试实验．实验目地1．掌握模拟通信系统中调幅发射机组成原理 , 建立系统概念；2．掌握系统联调地方法 , 培养解决实际问题地能力 .．调幅发射机连接图低频信号源B图 13-4 调幅发射机连接图图中高频信号源相当于图 13-2 中地主振器 , 低频信号源相当于调制器 , 图13-2 中地中间放大器 , 相当于功率模块中地第一级放大器 , 高频信号源地频率按功放模块上标注地频率设置 , 作为发射机地载波 . 低频信号源可设置为 1KHZ,或音乐信号 . 经调幅后送入功放 , 经功放放大后通过天线发射出去 . kavU42VRUs 三．实验步骤1．按图 13-4 连接图插好所需模块 ,用铆孔线将各模块输入输出连接好 , 接通各模块电源；2 ．将高频信号源频率设置为 6.3MHZ, 低频信号源频率设置为 1KHz；3．用示波器测试各模块输入输出波形 , 并调整各模块可调元件使输出达最佳状态；4．改变高频信号源输出幅度和低频信号源输出幅度 , 观看各测量波形地变化 .13-3调幅接收部分联试实验．实验目地 1 ．掌握模拟通信系统中调幅接收机组成原理 , 建立系统概念；2 ．掌握系统联调地方法 , 培养解决实际问题地能力 .．调幅接收机连接图图13-5 是调幅接收机各模块连接图图13-5 调幅接收连接图图中谐振放大器采用双调谐放大器模块 , 混频器采用集成乘法器混频器混频 ,LC 振荡器 可以用高频信号源 ,也可以用 LC 振荡器模块 , 图中地检波器、低放和 AGC 在同一模块上 , 即 二极管检波与自动增益控制模块 . y6v3ALoS89在做该实验时 ,我们先不用发射机发出地信号 , 而直接用集成乘法器幅度调制电路产生 地调幅波送到谐振放大器输入端 , 幅度调制模块上地载波设置为双调谐放大器模块上标注地 频率＜例如 6MHZ), 音频信号设置为 1KHZ 地正弦波 .输出地调幅波幅度为 100mV 左右.调幅 波经谐振放大器放大后送入混频 , 高频信号源输出频率设置为比双调谐模块上标注地频率高 2.5MHZ ＜例如 8MHZ), 经混频输出 2.5MHZ 地调幅波送入中放 , 中频放大后经检波得到与高频 信号源中调制信号相一致地低频信号, 该低频信号送入底板上低频功放 (P104＞即可在扬声器中听到声音 . M2ub6vSTnP 三．实验步骤1．按图 13-5连接, 插好所需模块 ＜调谐回路谐振放大器模块必须插在底板 D 地位置) , 用铆孔线将各模块输入输出连接好 , 接通各模块电源 . 0YujCfmUCw2 ．将幅度调制电路地载频设置为 6.3MHZ,音频设置为 1KHZ 正弦波 ,调幅波地幅度调整 为 100mV 左右 . eUts8ZQVRd3． LC 振荡器地频率设置为 8.8MHZ.4．用示波器测试各模块输入输出波形 , 并调整各模块可调元件 ,使输出达最佳状态 .F音频输出13-4 调幅发射与接收完整系统地联调一．实验目地1.在模块实验地基础上掌握调幅发射机、调幅接收机整机组成原理 , 建立通信系统地概念；2.掌握收发系统地联调方法 , 培养解决实际问题地能力 .二．收发系统各模块连接图1.方案一：图 13-6 为方案一收发系统连接图天天线线图13-6该方案为无线收发系统 ,收、发各为一个实验箱 ,相距2M左右 .该实验在上述发射机和接收机调好地基础上进行 , 其连接与调整和上述基本相同 . 所不同地是 , 接收机接收地信号为发射机发出地信号 . sQsAEJkW5T在发射方：高频信号源作为载波 , 其频率设置为 6.3MHZ.音频信号源可以是语言 ,可以是音乐,也可以是固定地单音频 .高频信号与音频信号经幅度调制后变为调幅波 , 然后送往高频功放 < 注意高频功放模块 11K05跳线器要插上） , 经高频功放放大后 , 通过天线发射出去 . GMsIasNXkA在接收方：天线上接收到地发方发出地信号,然后送往小信号调谐放大器 <调谐回路谐振放大器模块） , 小信号调谐放大器地频率应与发方频率一致 , 接收到地信号经放大后送往混频 , 混频器采用晶体三极管混频或集成乘法器混频模块 , 送往混频器地本振信号可以用 LC 振荡器 ,也可以采用晶体振荡器 , 其频率设置为 8.8MHZ.经混频后输出约 2.5MHZ地调幅波 . 中放即为中频放大器模块 , 其谐振频率为 2.5MHZ. 图中检波、低放、 AGC为同一模块 , 即二极管检波与 AGC模块.AGC可接可不接 ,需要时用连接线与中放 <7P03）相连 .经检波后输出与发端音频信号源相一致地波形 , 低放输出地信号送往底板低频信号源部分功放输入端<P104）, 通过该部分地扬声器发出声音 . 其声音大小可通过“功放调节”电位 W103来调节 . TIrRGchYzg2.方案二：图13-7为方案二收发系统连接图 天天 线线射部分 , 高频信号源与音频信号源送入高频功放后 , 在高频功放直接进行调幅 , 放大后通过天 线发射出去 . 高频信号源地频率同样为6.3MHZ,音频信号源首先选择单音频正弦波 ＜例如1KH ）, 待功放调整好后再选择音乐信号或语音信号 .在调试时 , 需要改变高频信号源和音频信号源幅度 , 使高频功放获得较大地发射功率 ＜注意高频功放模块上 11K05跳线器要拔掉 , 使功放工作于丙类状态）和较好地输出波形＜不失真） .接收部分与方案一完全相同 , 不再赘述 . 7EqZcWLZNX 三．实验步骤1. 按以上方案联接图插好所需模块 , 用铆孔线将各模块输入输出连接好 , 接通各模块电源；2. 将发方高频信号频率设置为 6.3MHZ, 低频信号源设置为 1KHZ 正弦波；3. 用示波器测试各模块输入输出波形 , 并调整各模块可调元件 , 微调高频信号源地频率及 幅度 , 使输出达最佳状态 . lzq7IGf02E四．实验报告要求1. 画出图 13-4 连接图中 A 、B 、 C 、D 各点波形；2. 画出图 13-5 连接图中 A 、B 、C 、 D 、E 、F 、G 各点波形；3. 画出无线收发系统方案中各方框输入输出波形 , 并标明其频率 .4. 记录实验数据 , 并作出分析和写出实验心得体会 . 音频信号源高频信号源高频 功 放 音频输出该方案同样为无线收发系统但可在一个实验箱上进行 , 与方案一基本相同 , 不同地是发 图 13-中 放 检 波 混 频 调谐放大 小信号实验14 调频发射与接收完整系统地联调一.实验目地1. 在模块实验地基础上掌握调频发射、调频接收地组成原理 , 建立调频通信系统地概念；2. 掌握收发系统地联调方法 , 培养解决实际问题地能力 .二.实验内容完成调频发射、调频接收机地整机联调 .三.实验电路原理天线天线图 14-1 各模块连接图图 14-1 为简易地调频无线收发系统 . 该收发系统可在一个实验箱上进行；也可在两个实验箱上进行,在两个实验箱上进行时,一方为发射,一方为接收,但距离在 2M以内 . zvpgeqJ1hk图中地音频信号源可由实验箱底板上地低频信号源提供 , 音频信号可以是语音 ,可以是音乐信号 , 也可以是函数发生器产生地低频信号 . 音频信号源输出地信号对变容二极管调频器进行调频 .变容二极管调频器地载频调至6.3MHZ 左右＜调整12W01).图中地高频功放即为高频功率放大与发射实验模块 , 其谐振频率约为 6.3MHZ.变容二极管调频器输出地调频信号送入高频功放 , 经放大后通过天线发射出去 . 接收端地小信号调谐放大器采用调谐回路谐振放大器模块 ,其谐振频率为 6.3MHZ 左右.收到地信号经调谐放大器放大后 , 直接送往鉴频器进行鉴频 ,鉴频器采用斜率鉴频与相位鉴频模块 , 经鉴频后得到与发端相一致地音频信号 , 然后送到低频放大部分进行放大 ,最后通过扬声器发出声音 . 该低频放大可采用实验箱底板低频信号源部分地功率放大器 . NrpoJac3v1四.实验步骤1. 按图 14-1 插好所需模块 , 用铆孔线将各模块输入输出连接好 , 接通各模块电源；2. 将变容二极管调频器地载频调到为 6.3MHZ 左右 , 低频信号源设置为 1KHZ 正弦波＜也可设置为音乐信号） . 1nowfTG4KI3.将高频功率放大与发射实验模块中地开关11K01、11K03 拨向左侧 ,11K02 往上拨 , 并将天线拉好 . fjnFLDa5Zo4.将调谐回路谐振放大器地天线拉好 , 将斜率鉴频与相位鉴频模块中地开关13K03拨向相位鉴频或斜率鉴频 . tfnNhnE6e55.此时扬声器中应能听到音频信号地声音 , 如果听不到声音或者失真 , 可微调变容二极管调频器地频率 , 以及调整调谐回路谐振放大器和鉴频器地电位器 . HbmVN777sL6.用示波器测试各模块输入输出波形 ,并调整各模块可调元件 , 使输出达最佳状态 .五.实验报告要求1. 画出图 14-1 各方框输入输出波形 , 并标明其频率 .2. 记录实验数据 , 并作出分析和写出实验心得体会 .。

光谱位于红色光之外， 波长为0.76～1.5μm，比红色光的波长还长，这样的光被称为红外线。 红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制系统，红外遥控具有抗干扰，电路简单，编码 及解码容易，功耗小，成本低的优点，目前几乎所有的视频和音频设备都支持这种控制方式。 一、红外遥控系统结构 红外遥控系统主要分为调制、发射和接收三部分，如图1 所示：
图3a 简单驱动电路 图3b 射击输出驱动电路 如图3a和图3b是LED的驱动电路，图3a是最简单电路， 选用元件时要注意三极管的开关速度要快，还要 电流和反向漏电流，一般流过LED的最大正向电流为100mA，电流越大，其发射的波形强度越大。 图3a电路有一点缺陷，当电池电压下降时，流过LED的电流会降低，发射波形强度降低，遥控距离就会变 射极输出电路可以解决这个问题，两个二极管把三级管基极电压钳位在1.2V左右，因此三级管发射极电 发射极电流IE基本不变，根据IE≈IC,所以流过LED的电流也基本不变，这样保证了当电池电压降低时还 控距离。 1．一体化红外接收头 红外信号收发系统的典型电路如图１所示，红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化
内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管 然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的 信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较 高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的，这样的目的是为了提高 一体化红外接收头，如图5所示：
ห้องสมุดไป่ตู้
图2 载波波形 1.发射系统 目前有很多种芯片可以实现红外发射，可以根据选择发出不同种类的编码。由于发射系统一般用电池供 的功耗要很低，芯片大多都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗芯片 足够的耐物理撞击能力，不能选用普通的石英晶体，一般是选用陶瓷共鸣器，陶瓷共鸣器准确性没有石 一点误差可以忽略不计。 红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管内部材料和普通发光二极管不同，在其两端 它发出的是红外线而不是可见光。

一、实验目的1. 理解红外发射与接收的基本原理。

2. 掌握红外发射接收模块的使用方法。

3. 通过实验验证红外遥控信号的传输与接收过程。

二、实验原理红外发射接收实验是基于红外通信原理进行的。

红外通信是利用红外线进行信息传输的一种通信方式，具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低等优点。

实验中，红外发射器将控制信号调制到红外线载波上，通过红外线传输到接收器，接收器将接收到的红外信号解调，还原出原始的控制信号。

三、实验器材1. 红外发射模块2. 红外接收模块3. 电路板4. 电源5. 按键6. 电阻7. 电容8. 万用表9. 逻辑分析仪（可选）四、实验步骤1. 搭建红外发射电路（1）根据电路原理图连接红外发射模块、按键、电阻、电容等元件。

（2）将按键连接到红外发射模块的控制端，电阻和电容连接到红外发射模块的输出端。

（3）检查电路连接无误后，接通电源。

2. 搭建红外接收电路（1）根据电路原理图连接红外接收模块、电阻、电容等元件。

（2）将电阻和电容连接到红外接收模块的输出端。

（3）检查电路连接无误后，接通电源。

3. 测试红外发射与接收（1）按下按键，观察逻辑分析仪或万用表显示的信号波形。

（2）调整红外发射模块与接收模块之间的距离，观察信号强度变化。

（3）改变红外发射模块的发射角度，观察信号强度变化。

（4）对比不同红外发射模块和接收模块的性能。

五、实验结果与分析1. 红外发射与接收信号波形通过逻辑分析仪或万用表观察到，按下按键时，红外发射模块输出一个方波信号，其频率约为38kHz。

红外接收模块接收到的信号与发射信号一致。

2. 红外发射与接收距离实验结果表明，红外发射模块与接收模块之间的距离在5米以内时，信号传输稳定，接收效果良好。

3. 红外发射与接收角度实验结果表明，红外发射模块的发射角度对信号传输效果有一定影响。

当发射角度过大或过小，信号传输效果会变差。

4. 不同红外发射模块和接收模块的性能对比实验结果表明，不同品牌和型号的红外发射模块和接收模块的性能有所差异。

附：课题名称：红外通信收发系统的设计与实现一、摘要发射端，先把要传送的音频信号（例：救护车声）放大，再调制发送电路将其转变为电流信号直接加到光源上，发出红外信号。

然后经调制接收端电路，采用二极管将光信号转换成电信号，最后通过LM386功放做输出级，在有效距离（至少1米内），驱动扬声器把音频播出。

二、关键字调制发射/接收端红外传输增益三、设计任务要求1、基本要求a）设计一个正弦波振荡器，f ≥1KHZ，Uopp ≥3V；b）所设计的正弦振荡器的输出信号作为红外光通信收发系统发送端的输入信号，在接收端可以收到无明显失真的输入信号；c）要求接收端LM386增益设计G=200；四、设计思路利用CK9561系列芯片构成音乐集成电路，发出电信号，经三极管放大，把发光管LED 直接串联在CK9561与Vcc之间，发出红外信号。

接收端采用光电二极管或者雪崩光电二极管将光信号转换成电信号，最后通过LM386功放做输出级，驱动扬声器把音频播出。

总体结构框图：分块电路和总体电路的设计：（1）发射端电路:主要功能：把中间脚输出的音频信号通过8050三极管放大（放大倍数为A=100）后直接加到光源上，用此电信号直接驱动LD和发光管LED，使其发出的光功率的大小随电流信号的变化而变化。

最大传输距离：一桌长（大于1 米）。

（2）接收端电路：主要功能：1、以采用PIN光电二极管或者雪崩光电二极管APD，将光信号转换成电信号2、前置放大器，作用是将电流信号转化成电压信号3、音频功率专用放大器LM386，可以得到50～200的增益，驱动0.8W的小喇叭。

数据：喇叭两端电压喇叭功率0.102V P=V2/R=0.01275W 功放的放大倍数A=63.75，在理论范围值之内。

（3）音乐芯片电路（4）实验1的数据与波形五、故障及问题分析1、在实验中还发现音乐芯片能发射红外信号，由于灯光的等原因。

在发送端，如不接发射管，发现接收端也能接收到微弱的信号。

实验六调幅波解调器实验报告实验六调幅波解调器 、实验目的1、进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法。

2、了解二极管包括检波的主要指标、检波效率及波形失真。

3、掌握用集成电路实现同步检波的方法。

、预习要求1、复习课中有关调幅和解调原理。

2、分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。

三、实验仪器设备1、双踪示波器2、万用表3、咼频电路实验装置四、实验电路说明调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。

调幅 波解调方 法有二极管包括检波器、同步检波器。

61、二极管包络检波器适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程，它具电路简单，易于实现，本实验如图6-1所示主要由二极管D及RC低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波，所以RC时间常数选择很重要，RC时间常数过大，则会产生对角切割失真。

RC时间常数太小，高频分量会滤不干净，综合考虑要求满足下式: ,m211/fovvRCvv ,m其中:m为调幅系数，fo为载波频率，Q为调制信号角频率。

2、同步检波器利用一个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器滤除高频分量而获得调制信号。

本实验如图6-2所示，采用1496集成电路构成解调器，载波信号Vc经过电容C1加在“8”、“10”脚之间，调幅信号V经电容C2加在“ T、“ 4”脚之间，AM相乘后信号由(12)脚输出，经C4 C5 C6组成的低通滤波器，在解调输出端，提取调制信号。

载波信号仍为Vc=100mV/100KHZ 有效值)调节调制信号幅度, 按调幅实验中实验内容3(2)的条件获得调制度m<30,的调幅度，并 将它加至图6-1二极管包括检波器V 信号输入端，观察记录检波电 AM 容为C1时的波形。

CJ 10 flit冷遊 创 lOOnij旳IE 点Ctj3 3K latiOluH12 nTTL1 % 冲］X H----- RIDSioO 6Q fl 101IXK3：1F图6-2 1496构成的解器 五、实验内容及步骤注意：做出实验之前需恢复实验五的实验内容 2(1)的内容。

三、实验步骤
高频 信号 输入
调幅波 输出
加入 音频 基极 调幅
三、实验步骤
2、调幅接收机的调试
单调谐回 路谐振放 大器模块
三、实验步骤
晶体三 极管混 频器模 块
混频输出 应该是 2.5MHZ
三、实验步骤
LC振，需要 用到LC振荡器模块，作为接收系统中的本振信号。 此时振荡频率需要8.8MHZ左右 振荡电路为西勒电路时（3K05往右）， 3K01、3K02、3K03、3K04四个开关全部往下 拨，此时输出的振荡频率为8.8MHZ左右。如果 频率高于8.8MHZ，可将3K01往上拨，这样频率 可以降低。
三、实验步骤
11K01置“on”，11K02往下拨，11K03置“左侧”
1、调幅发射机的调试（高频功率放大与发射模块）
选择高频信号源的高频载波信号（6.3MHZ ，200mV） 从11P02输入音频调制信号（1KHZ，300mV) 用示波器在11TP03观测波形。 此时该点波形应为调幅波，改变音频信号的幅度， 输出调幅波的调制度应发生变化。改变调制信号的频率， 调幅波的包络亦随之变化。
接收机在接收来自不同电台的信号时，由于各电台的功率 不同，与接收机的距离又远近不一，所以接收的信号强度变化 范围很大，如果接收机增益不能控制，一方面不能保证接收机 输出适当的声音强度，另一方面，在接收强信号时易引起晶体 管过载，即产生大信号阻塞，甚至损坏晶体管或终端设备，因 此，接收机需要有增益控制设备。
发射与接收完整系统的联调
一、实验目的 1.在模块实验的基础上掌握调幅发射机、调幅 接收机整机组成原理，建立通信系统的概念；
2.掌握收发系统的联调方法，培养解决实际问题 的能力。
二、实验原理
天天 线线 音频信号源

实验六频率调制与‎解调一、实验目的1．掌握变容二‎极管调频器‎电路的原理‎。

2．掌握集成电‎路频率解调‎器的基本原‎理。

3．了解调频器‎调制特性及‎测量方法。

4．掌握MC3‎361用于‎频率解调的‎调试方法。

5．掌握调频与‎解调系统的‎联测方法二、实验内容：1．测试变容二‎极管的静态‎调制特性2．观察调频波‎波形3．观察调制信‎号振幅对频‎偏的影响4、观察寄生调‎幅现象三、基本原理：调频即为载‎波的瞬时频‎率受调制信‎号的控制。

其频率的变‎化量与调制‎信号成线性‎关系，常采用变容‎二极管实现‎调频。

该调频电路‎即为实验三‎所做振荡器‎电路，将S2置于‎“1”为Lc振荡电路，从J1处加‎入调制信号‎，改变变容二‎极管反向电‎压即改变变‎容二极管的‎结电容，从而改变振‎荡器频率。

R1,R 3和VR1‎为变容二极‎管提供静态‎时的反向直‎流偏置电压‎。

实验电路见‎图6－l。

图6—1 变容二极管‎调频电路图6—2 MC336‎1构成鉴频‎电路解调电路如‎图6－2所示，它主要完成‎二次混频和‎鉴频。

MC336‎1广泛用于‎通信机中完‎成接收功能‎，用于解调窄‎带调频信号‎，功耗低。

它的内部包‎含振荡、混频、相移、鉴频、有源滤波、噪声抑制、静噪等功能‎电路。

该电路工作‎电压为十5‎V。

通常输入信‎号频率为1‎0.7MHZ，内部振荡信‎号为10.245MH‎Z。

本实验电路‎中根据前端‎电路信号频‎率，将输入信号‎频率定为6‎.455MH‎Z，内部振荡频‎率为6MH‎Z，二次混频信‎号仍为45‎5KHZ。

集成块16‎脚为高频6‎.455MH‎Z信号输入‎端。

通过内部混‎频电路与6‎M HZ本振‎信号差拍出‎455KH‎Z中频信号‎由3脚输出‎，该信号经过‎F LI陶瓷‎滤波器（455KH‎Z）输出455‎K HZ中频‎信号并经5‎脚送到集成‎电路内部限‎幅、鉴频、滤波。

MC336‎1的鉴频采‎用如图6－3所示的乘‎积型相位鉴‎频器，其中的相移‎网络部份由‎M C336‎1的8脚引‎出在组件外‎部（由CP4移‎相器）完成。

湖南第一师范学院信息科学与工程学院课程设计报告所属专业：通信工程课程名称：通信电子线路课程设计名称：学号：姓名：指导教师：调幅发射与接收的完整体系的联调1 需求分析1.1 性能需求目前，无线数据通信的应用领域越来越多，移动通信技术的飞速发展，越来越多的信息采集和远程控制系统采用了无线传输技术，由于无线数据通信不用布线，快速布局因此具有有线通信无法比拟的便捷性，扎物体运动场合具有不可替代性。

并且随着无线技术的日益发展，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。

现在无线传输技术已经远远超出了广播通信的范围，应用日益广泛，如无线导航、数字音频、数字图像传输等生活的各个方面。

因此进行无线传输的研究的必要性就显而易见了。

1.2功能需求这个任务是由无线电发射设备、无线电接收设备和发射天线、接收天线等来完成的。

这些设备和传播的空间，就构成了通常所说的无线电通信系统，是传送语言消息的无线电系统组成。

就是由发射机产生强大的经过调制的高频电流，通过发射天线，在天线周围产生电磁波向外传播。

由接收设备接收高频信号，经过一系列的处理最后音频输出。

调谐电路选中所需频率的信号；检波器将高频信号还原成声频信号(即解调)；解调后得到的声频信号再经过放大获得足够的推动功率；最后经过电声转换还原出广播内容。

2．概要设计2.1 功能模块设计2.1.1总体方案的基本构思要完成调幅发射和接收完整体系的联调中，再这个体系中由发射端和接收端组成。

在发射端将高频信号源与音频信号源送入高频功放后，在本级进行调幅、放大，然后经过天线发射给接收端。

在发射的过程中高频信号会发生衰减，因此在接收端应该进行高频信号的调谐放大，再经过由混频模块，将高频信号调制为中频信号，中放及是对中频信号进行放大，再由经过调幅和AGC模块得到稳定电压,输出与发射端音频信号源一致的输出信号,再经过低频功放对音频信号进行放大。

2.1.2系统总体框架图发射模块：接收模块：3.各模块电路的设计:3.1高频功放模块:要完成调幅发射与接收的完整联调，使接收端能够接收到信号，高频功放电路是比不可少的一部分，在本电路设计中，由两级放大电路组成，Q1工作为甲类放大，由R7和R12设置合适的静态工作点，在后级电路中当单刀双掷开关跳线去掉时，Q2为丙类高频功率放大电路，其基极偏置电压为零，通过发射级上的电压构成反偏，因此只有在载波的正半周期的且幅度足够大时才能使功率管导通，其集电极为LC选频回路。

一、实验目的1. 了解红外遥控系统的基本原理和组成。

2. 掌握红外遥控发射器和接收器的制作方法。

3. 学习红外信号的调制和解调技术。

4. 培养动手实践能力和问题解决能力。

二、实验原理红外遥控系统利用红外线作为传输介质，通过调制和解调技术实现信号的传输。

发射端将控制信号调制到红外载波上，发射出去；接收端接收红外信号，进行解调，恢复出控制信号。

三、实验器材1. 红外遥控发射器模块2. 红外接收器模块3. LED指示灯4. 电阻、电容等电子元件5. 万用表6. 电路板7. 调试工具四、实验步骤1. 搭建红外遥控发射器电路（1）根据发射器模块的数据手册，设计电路原理图。

（2）在电路板上焊接元件，包括红外发射器模块、电阻、电容等。

（3）用万用表测试电路连接是否正确。

2. 搭建红外遥控接收器电路（1）根据接收器模块的数据手册，设计电路原理图。

（2）在电路板上焊接元件，包括红外接收器模块、电阻、电容等。

（3）用万用表测试电路连接是否正确。

3. 连接LED指示灯将LED指示灯连接到接收器电路的输出端，用于显示接收到的信号。

4. 调试电路（1）使用红外遥控发射器模块发射信号。

（2）观察接收器电路中的LED指示灯是否亮起，判断接收是否成功。

（3）根据需要调整电路参数，提高接收灵敏度。

5. 编写程序（1）根据实验要求，编写控制程序。

（2）将程序烧写到单片机或微控制器中。

6. 测试实验结果（1）使用红外遥控发射器模块控制接收器电路中的LED指示灯。

（2）观察LED指示灯的亮灭情况，判断控制是否成功。

（3）根据需要调整程序参数，提高控制效果。

五、实验结果与分析1. 成功搭建了红外遥控发射器和接收器电路。

2. 通过调试，接收器电路能够成功接收红外遥控发射器模块发射的信号。

3. 通过编写程序，实现了对LED指示灯的控制。

4. 实验过程中遇到了一些问题，如电路连接错误、参数设置不当等，通过查阅资料和反复调试，最终解决了问题。

六、实验总结本次实验成功实现了红外遥控系统的设计与制作，掌握了红外遥控的基本原理和制作方法。

电子电路综合设计实验报告设计实验选题七（接收部分)--－基于单片机的红外遥控收发系统的设计实现姓名:周迪学号:2010042１05２０１3年4月1７日～~2013年４月24日摘要红外线是现代社会中已经极为常见,在遥测、遥控等领域中，往往使用微机与单片机组成多机通信系统来完成测控任务。

其中，常用的方法是使用微机的ＲＳ-232C串行接口进行串行数据通信。

由于受环境的影响以及RＳ-23２C串行接口电气性能的限制，加上连接线长、接线麻烦等缺点,其通信的空间范围总是受到限制，并使人们感到不便。

因此,人们想到了无线传输。

常用的无线传输方式有无线短波传输和红外线传输,但这两种方式都有一定的局限性,如短波方式易受外界电磁场的干扰，线外线传输方式不能隔墙传输等等，本文将介绍采用最新的无线长波收发模块638以及三态编解码芯片MＣ1４5０26/ MＣ145０27来设计无线数据通信装置的方法。

该装置具有抗干扰性能好、穿透性强、传输距离远等特点。

由于串行接口传输速度慢，信号处理电路复杂，外接模块困难。

因此,本装置选用并行接口通信，从而使得电路简单易做、可靠性高。

本设计是以ＳTC89Ｃ51单片机为控制核心，本装置主要由数据编解码和发射接收两大模块组成,设计系统组成图如下：发射部分电路模块：SＴC889C51单片机作为主控核心，采用三态编解码芯片MC145０２6作为编码芯片,CD４011逻辑器件作为反相用途,采用单段的数码管显示发射的数字，采用八位按键输入,采用ＭAＸ23２作为电平转换电路作为单片机与PC机之间的程序下载用途。

接收部分电路模块:ＳTC8８９C5１单片机作为主控核心,与ＭＣ1４5026配对使用的三态编解码芯片MC１4502７作为解码芯片。

74ＬS02逻辑器件作为反相用途,采用单段的数码管显示发射的数字，八位的发光二极管显示顺序,6３8作为红外的接收头，采用MAX2３2作为电平转换电路作为单片机与PC机之间的程序下载用途。

四各单元电路设计
1.调制波
在该系统中，咱们采纳的是频率为80 kHz的调制波。

其波形如下：
其频谱图如下所示：
2.本地振荡电路
本地振荡电路采纳函数发生器。

振荡器的频率为：1000k Hz 。

用示波器测其输出波形和用频率计测其输出频率如以下图所示。

3.调制电路
调制器的作用是使载波信号的振幅随调制信号的转变规律而转变。

通常载波信号为高频信号，调制信号为低频信号。

设载波信号的表达式为t V t v c cm c ωcos )(=，调制信号的表达式为t V t v cm Ω=Ωcos )(，那么调幅信号的表达式为
t mV t mV t V t v c cm c cm c cm o )cos(2
1
)cos(21cos )(Ω-+Ω++=ωωω
由此可见，调幅波中载波分量占专门大比重，这种信号传输效率较低的调制为有载波调制。

为提高信息传输效率，普遍采纳抑制载波的双边带或单边带振幅调制。

其中，双边带调幅波的表达式为 ])cos()[cos(2
1)(t t mV t v c c cm o Ω-+Ω+=ωω。

上图为由MC1496组成的振幅调制器。

载波信号c v 经高频耦合电容C11从MC1496的10脚输入，调制信号Ωv 经低频耦合电容C9从1脚输入。

输出波形为抑制载波信号，调剂电位器R21可改善波形对称性。

输出波形如以下图
频谱图如以下图所示：
检波后输出波形如下：
频谱图如下：
5.低通滤波器
电路图如下所示，左端输入解调波。

最终通过滤波后，输出波形，如以下图所示：
频谱分析如下：。

2024红外收发通信系统的设计与实现实验报告实验报告：2024红外收发通信系统的设计与实现一、实验背景红外通信是一种无线通信方式，通过红外线传输信息信号。

在无线通信中，红外通信的应用广泛，如遥控器、红外传感器等。

本实验旨在设计并实现一种红外收发通信系统，实现两个设备之间的无线通信。

二、实验目的1.学习红外线通信的原理和技术；2.掌握无线通信系统的设计与实现方法；3.实现红外收发通信系统，实现设备之间的信息传输。

三、实验材料与设备1.红外传感器：用于接收并解码红外信号；2.发射器：用于发射红外信号；3.控制电路板：用于控制红外传感器和发射器；4.电源：用于供电。

四、实验步骤1.红外收发器的设计与制作根据实验要求，选择并购买红外传感器和发射器。

将红外传感器与发射器连接至控制电路板上，然后连接供电电源。

确保传感器和发射器的接口与电路板的接口连接正确。

2.红外通信协议的设置根据实验要求，设置红外通信的协议。

确定信息的编码格式和传输规则，以确保信息的准确传输和解码。

3.红外通信系统的测试将两个红外收发器分别连接至不同的设备上，并进行通信测试。

设备发送信息后，另一个设备通过红外传感器接收并解码信息，完成信息的传输。

五、实验结果与分析通过实验，我们成功设计并实现了一种红外收发通信系统。

实验结果表明，传感器能够准确地接收由发射器发送的红外信号，并且能够正确解码信号，并将信息传输给接收设备。

六、实验总结本次实验通过设计和实现红外收发通信系统，我们学习了红外通信的原理和技术，掌握了无线通信系统的设计与实现方法。

我们成功完成了实验目标，并获得了满意的实验结果。

通过本次实验，我们进一步认识到红外通信在无线通信中的重要性和应用价值。

红外通信可以用于各种无线设备之间的信息传输，如智能家居、遥控器、电子设备等。

通过不断的技术创新和改进，红外通信将在未来的无线通信领域发挥更加重要的作用。

在实验过程中，我们也遇到了一些问题和困难，如传感器与电路板的接口问题、通信协议的设置等。

调频发射与接收系统设计调频（Frequency Modulation，简称FM）是一种在无线通信领域广泛应用的调制方式。

调频发射与接收系统的设计涉及多个方面，包括调频信号产生、调频信号发射、调频信号接收和解调等。

本文将详细介绍调频发射与接收系统的设计。

一、调频信号产生调频信号产生是调频发射与接收系统的第一步。

调频信号可以通过多种方式产生，最常见的方式是使用压控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator，简称VCO）和相位锁定环（Phase-Locked Loop，简称PLL）。

VCO是一种根据输入电压变化产生相应频率输出的电路，而PLL则是通过反馈控制，使得VCO输出的频率与输入的基准信号保持同步。

二、调频信号发射调频信号发射是将调频信号送入天线，以无线电波的形式传输到接收端。

调频信号发射需要经过信号放大、功率放大和频率变换等处理。

信号放大是指将调频信号经过放大器放大到一定的幅度，以便后续的处理。

功率放大是指将调频信号的功率经过一定的放大倍数放大，以保证信号能够在传输过程中保持较高的信噪比。

频率变换是指将调频信号的频率转换为合适的无线电波频率。

一般来说，调频信号的频率较低，需要经过混频器和本振电路的处理，将其转换为无线电波的频率。

三、调频信号接收调频信号接收是将接收到的无线电波转换为原始的调频信号。

调频信号接收需要经过频率变换、信号放大和解调等处理。

频率变换是指将接收到的无线电波的频率转变为与原始调频信号相同的频率。

信号放大是为了提高接收到的信号的信噪比，以便后续的解调处理。

解调是指将调频信号中的信息信号还原出来。

常见的调频信号接收解调方法有相干解调和非相干解调。

相干解调是指将接收到的调频信号与本地的参考信号进行相乘或相减，以还原原始的信息信号。

相干解调的优点是还原的信息信号质量好，缺点是要求接收到的调频信号与本地参考信号有严格的相位和频率同步。

非相干解调是指不使用参考信号，直接对接收到的调频信号进行处理，以还原原始的信息信号。