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红外通信收发系统的设计与实现随着科技的发展，红外通信技术已经得到了广泛的应用，例如智能家居、电子设备遥控、智能健康等各领域。
为了更好地利用这一技术，我们需要设计和实现一个高性能的红外通信收发系统。
一、系统设计1. 组成部分该系统由红外发射头、红外接收头、微控制器、红外解码芯片等组成。
其中，红外发射头负责向外发射红外光信号，红外接收头负责接收外部传来的红外光信号。
微控制器是整个系统的核心部件，负责控制整个系统的操作，根据接收到的信号进行相应的操作和处理，为用户提供便利。
红外解码芯片则用于对接受到的红外信号进行解码和处理。
2. 技术参数在设计该系统时，需要考虑到一些关键的技术参数，例如频率范围、解码速度、最大距离等。
频率范围需要在一定的范围内，以防止干扰和频率偏移。
解码速度要足够快，以确保用户能够及时接收信号并进行操作。
最大传输距离需要满足实际使用需求，以避免无法正常使用的问题。
3. 功能设计在系统设计时，还需要考虑到不同的功能需求。
比如，智能家居领域中需要支持控制灯光、电视、电器等，用户可以通过智能手机或者遥控器进行控制。
电子设备遥控领域中需要支持多个设备的遥控，用户可以通过一个遥控器进行多个设备的遥控。
智能健康领域中需要支持数据的传输和处理，用户可以通过该系统将健康数据上传到云端进行分析和记录。
二、系统实现在设计完成后，需要进行系统的实现和测试。
1. 硬件实现首先需要进行硬件方面的实现工作，包括选型、焊接、调试等。
需要注意的是，不同的应用场景需要不同的硬件组成和参数。
比如，在需要长距离传输的情况下，需要选择高功率的红外发射头和高灵敏度的红外接收头，以确保传输信号的稳定性和实时性。
2. 软件实现软件方面的实现通常使用C语言进行编程，并利用相应的开发工具进行开发和调试。
需要注意的是，在编写软件时需要考虑通讯协议和数据的传输方式。
例如，在智能家居领域中，需要定义相应的控制命令和数据格式，以便用户使用和解析。
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。
北邮红外通信收发系统的设计实验报告2篇北邮红外通信收发系统的设计实验报告第一篇：一、引言通信技术是现代社会的重要组成部分，而红外通信作为一种无线通信技术，具有无线、隐蔽、低功耗等特点，在各个领域得到广泛的应用。
本实验旨在设计并实现一种基于北邮红外通信收发系统，以验证其可靠性和稳定性。
二、实验目的1. 理解红外通信的原理和规范。
2. 学习使用北邮红外通信收发系统。
3. 能够正确设置收发模块的参数。
4. 进行距离测试，评估系统的通信距离性能。
5. 进行干扰测试，确定系统的抗干扰性能。
三、实验设备1. 硬件设备：北邮红外通信收发模块、电脑。
2. 软件设备：PC机控制软件、北邮红外通信收发系统驱动程序。
四、实验步骤1. 连接硬件设备：将北邮红外通信收发模块通过串口线与电脑连接。
2. 安装驱动程序：根据实验要求，在电脑上安装北邮红外通信收发系统驱动程序。
3. 配置参数：在PC机控制软件中，设置收发模块的参数，包括通信速率、校验方式等。
4. 进行距离测试：设置一个合适的通信距离，发送一条特定信息，观察接收端是否成功接收并显示该信息。
5. 进行干扰测试：在通信过程中引入干扰信号，观察系统是否能正确识别并过滤干扰信号。
五、结果与分析1. 距离测试结果：根据实验设置的通信距离，收发系统能够成功传输信息，并且接收端能够正确接收和显示该信息，表明系统具有较好的通信距离性能。
2. 干扰测试结果：在引入干扰信号的情况下，系统能够正确识别并过滤干扰信号，保证数据传输的准确性和可靠性。
六、实验结论通过本次实验，我们成功设计并实现了一种基于北邮红外通信收发系统。
实验结果表明，该系统具有较好的通信距离性能和抗干扰性能，能够满足实际应用的需求。
同时，本实验也深入理解了红外通信的原理和规范，对于今后的通信技术研究和应用具有一定的参考价值。
第二篇：一、引言红外通信是一种无线通信技术，具有无线、隐蔽、低功耗等特点，在各个领域得到了广泛的应用。
【最新卓越萱理方案您可自由编辑】（通信企业管理）红外通信收发系统的设计与实现红外通信收发系统的设计和实现摘要，Abstractl壹、引言1二、设计目的：2三、设计任务要求2四、系统设计思路2五、模块电路设计21、语音信号的设计方案22、红外光发送模块的设计方案33、红外光接收模块的设计方案34、高通滤波器45、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的基本工作原理，完成了红外收发器具体的硬件电路设计，且且详细说明了发射和接收的工作原理，同时指出于设计过程中应该注意的壹些问题。
通过实际搭建电路，音乐芯片9300A产生的乐曲，通过调制LED后发出, 于壹定的距离范围之内，接收端能够接收到乐曲信号，利用喇叭能够将乐曲信号无失真的播放出来。
从而完成了整个红外通信系统的收发关键词：红外通信，调制Desig nan dlmpleme ntatio nofin fraredcom mun icatio ntran sceiversyste m Abstract:In thispaper,describedthebasicwork in gpri ncipleofi nfraredcom muni cati on, completedthedesignofinfraredtransceiver ' sidiographichardwarecircuit,an ddetaileddescriptio no fthework in gpri ncipleoftra nsmitti ngan drecei vin g,a lsopo in tedoutthatduri ngthedesig nprocessshouldpayatte nti on tosomeproblems.Throughtheactualcircuitstructures,music9300Achipge neratedmusic,throughmodulatedLEDa ndemittedthemusicsig nal,i nacerta in dista ncera nge,thereceiverca nreceivemusicsig nal,a ndthemusicsig nalca nbebroadcastw ithoutdistort ion withtheuseofloudspeaker.Therebycomplet in gthetra nsmitt ingan dreceivi ngofe ntirei nfraredcom mun icatio nsystem.Keywords:i nfraredcom mun icati onm odulatio n壹、弓I言随着科技的进步，无线电通信技术得到了前所未有的发展，而红外无线数据通信相对于无线电数据通信具有低功耗、低价格、低电磁干扰、高保密性等优点, 目前发展迅猛，尤其于近距离无线数据通信中得到了广泛的应用•尤其是随着编码调制技术的发展，红外无线数据通信的数据速率越来越高，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的壹个重要途径。
一、实验目的1. 理解红外通信的基本原理和特性。
2. 掌握红外通信系统的组成及工作流程。
3. 学习红外通信发射和接收模块的原理与应用。
4. 通过实验验证红外通信的有效性和抗干扰能力。
二、实验原理红外通信是一种利用红外线作为载波，进行信息传输的通信方式。
其原理是利用红外发射器将信息调制到红外线载波上，通过红外线传输到接收器，接收器再将红外线解调还原为原始信息。
红外通信具有以下特点：1. 频率较高，抗干扰能力强。
2. 传输距离较短，适用于近距离通信。
3. 保密性好，不易被窃听。
4. 传输速率较低，适用于低速数据传输。
红外通信系统主要由红外发射器、红外接收器、调制器、解调器等组成。
三、实验器材1. 红外发射模块2. 红外接收模块3. 信号源4. 双踪示波器5. 连接线6. 电源四、实验步骤1. 搭建实验电路将红外发射模块、红外接收模块、信号源、双踪示波器和电源连接起来，形成一个完整的红外通信实验电路。
2. 发送端实验（1）打开信号源，设置频率为38kHz，输出电压为5V。
（2）将信号源输出端连接到红外发射模块的输入端。
（3）打开双踪示波器，将探头分别连接到红外发射模块的输出端和信号源输出端。
（4）观察双踪示波器上的波形，验证红外发射模块是否正常工作。
3. 接收端实验（1）将红外接收模块的输出端连接到双踪示波器的输入端。
（2）打开红外发射模块，观察双踪示波器上的波形，验证红外接收模块是否正常工作。
4. 通信实验（1）将红外发射模块和红外接收模块放置在通信距离内。
（2）打开红外发射模块，发送信号。
（3）观察红外接收模块接收到的信号，验证红外通信的有效性。
5. 抗干扰实验（1）在红外通信路径上设置干扰源，如灯光、无线电波等。
（2）观察红外通信效果，验证红外通信的抗干扰能力。
五、实验结果与分析1. 通过实验验证了红外发射模块和红外接收模块的正常工作。
2. 通过通信实验验证了红外通信的有效性。
3. 通过抗干扰实验验证了红外通信的抗干扰能力。
红外通信收发系统的设计与实现院系：信通院专业：通信工程班级： 2008211105学号： 08210148班内序号： 27姓名：乔雅楠一．【课题名称】红外通信收发系统的设计与实现二．【摘要】红外通信技术由来已久，它是以红外线为载体，利用红外技术实现两点间的近距离信息转发，红外无限通信采用大气作为传输媒质，一般由红外发射和红外接收系统两部分组成。
红外通信的优点是抗干扰能力突出，低成本，高速率且低功耗。
而语音和音乐等所产生的电信号和其他低频信号异样，一般不进行远距离传输，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。
关键词：红外通信红外发射红外接收放大三．【设计任务及要求】基本要求（1）设计一个正弦振荡器，f≥1KHz，Uopp≤1V；（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，在接收端可接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PROTEL软件绘制完整的电路原理图及印制电路板图。
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地播放出来。
四．【设计思路及总体设计结构图】首先我们来看一下光通信收发系统原理图：但本实验中只考虑了最基础和最重要的部分来完成红外通信收发系统的设计。
包括信号产生电路，led的驱动和调制电路，光信号的检测和放大。
信号可以采用音乐芯片kd-9300或是lx9300来完成，也可以用rc振荡器构成（实验中用音乐芯片）。
然后将信号经放大后通过发射二极管发送，通过接收二极管接收，再经功率放大器（lm386）放大，最后通过喇叭得到无明显失真的音乐。
五【主要器件的介绍】（1）红外发送管和红外接收管：常见的红外发送管发出的为红外线而非可见光，红外线波长为940nm左右，外形与普通的发光二极管相同，只是颜色然不同，一般有黑色、透明和深蓝色等三种。
电子电路综合实验实验报告题目: 红外通信收发系统的设计与实现姓名学院信息与通信工程学院专业通信工程班级学号班内序号指导教师2013年4 月一、实验目的通过红外通信收发系统的设计与实现，使实验者掌握简单的红外光通信系统的组成及设计原理；理解通信电子系统方案设计、电路设计的方法；学会电子电路安装和调试的基本方法；提高工程设计和实践动手能力；加强系统概念；激发创新实践欲望，培养创新实践兴趣，提高创新实践能力。
二、项目背景红外通信系统属于无线通信领域，它以红外线作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。
红外通信系统的实际是光通信系统的一个重要分支，红外通信系统的实际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，唯一重要的差别就是它们二者所采用的传输媒质不同，一个是大气，一个则是光纤。
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。
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0.75~25μm之间。
三、实验任务设计实现一个简单的红外通信收发系统，能够实现对信号的发射与接收。
基本要求为：（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，接收端接收信号并利用喇叭将发送的乐曲无失真地播放出来；（2）要求红外光通信收发系统接收端的增益为G=200；四、设计思路4.1 系统组成框图本实验主要由信号产生电路、发射系统和接收系统三个模块构成，如图1所示。
产生的信号由发送系统转化为光信号进行发送，通过接受系统检测光信号并将其放大后转化为电信号。
图1 实验原理框图4.2 主要单元电路设计4.2.1 音乐信号发生电路实验中采用的音乐芯片的型号为TS088BD ，其连接方法如图2所示。
一、实验目的通过本次实验，掌握红外通信的基本原理，了解红外通信系统的工作流程，学会使用红外发射和接收模块进行数据传输，并能够分析红外通信的优缺点。
二、实验原理红外通信是利用红外线传输信息的通信方式，其原理是将要传输的信息（如数字信号、模拟信号等）调制到一定频率的红外载波上，通过红外发射管发射出去，接收端接收红外信号，解调出原始信息。
1. 红外发射原理红外发射器主要由红外发射管、驱动电路、调制电路等组成。
驱动电路将信号放大后驱动红外发射管，调制电路将信号调制到一定频率的红外载波上。
2. 红外接收原理红外接收器主要由红外接收管、放大电路、检波电路、解调电路等组成。
放大电路将接收到的微弱信号放大，检波电路将调制信号中的原始信息提取出来，解调电路将提取出的信息解调为原始信号。
3. 红外通信系统红外通信系统由红外发射器和红外接收器组成，两者之间通过红外线进行信息传输。
系统工作流程如下：（1）信息编码：将原始信息编码为二进制信号。
（2）调制：将编码后的二进制信号调制到一定频率的红外载波上。
（3）发射：通过红外发射管将调制后的信号发射出去。
（4）接收：通过红外接收管接收发射的信号。
（5）解调：将接收到的信号解调为原始信息。
（6）信息处理：对解调后的信息进行处理，如显示、存储等。
三、实验器材1. 红外发射模块2. 红外接收模块3. 51单片机4. 信号源5. 电源6. 接线板7. 实验台四、实验步骤1. 连接红外发射模块和51单片机，将信号源输出信号连接到单片机的输入端。
2. 编写程序，实现信号编码、调制、发射等功能。
3. 连接红外接收模块，将接收到的信号输入到单片机的输入端。
4. 编写程序，实现信号接收、解调、信息处理等功能。
5. 检查实验结果，观察红外通信系统的性能。
五、实验结果与分析1. 通过实验，成功实现了红外通信系统的基本功能。
2. 红外通信具有以下优点：（1）传输速度快，抗干扰能力强。
（2）成本低，易于实现。
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。
一、引言随着科技的不断发展，无线通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
红外光通信作为一种新型的无线通信方式，具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低廉等优点，在智能家居、物联网等领域具有广泛的应用前景。
本次实训旨在通过设计、制作和测试红外光通信装置，掌握红外光通信的基本原理和实际应用。
二、实训目的1. 了解红外光通信的基本原理和特点；2. 掌握红外光通信装置的设计与制作方法；3. 提高动手能力和实际操作技能；4. 熟悉红外光通信在实际应用中的优势与挑战。
三、实训内容1. 红外光通信原理红外光通信是利用红外线作为载波，通过调制和解调技术实现信息传输的一种通信方式。
红外线是一种波长在780nm至1mm之间的电磁波，具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低廉等优点。
2. 红外光通信装置设计本次实训设计的红外光通信装置主要包括以下模块：（1）红外发射模块：将语音信号进行调制，通过红外发射管发射出去；（2）红外接收模块：接收红外发射模块发射的红外信号，并将其解调为语音信号；（3）中继转发模块：将接收到的信号进行放大、滤波和转发，以实现长距离传输；（4）电源模块：为整个装置提供稳定的电源供应。
3. 红外光通信装置制作根据设计要求，制作红外光通信装置的具体步骤如下：（1）选取合适的红外发射管和红外接收管；（2）设计电路原理图，并选用合适的电子元器件；（3）焊接电路板，连接各个模块；（4）调试各个模块，确保装置正常运行。
4. 红外光通信装置测试（1）测试红外发射模块：调整发射功率，确保信号传输稳定；（2）测试红外接收模块：调整接收灵敏度，确保信号接收质量；（3）测试中继转发模块：调整转发增益，确保信号传输距离；（4）测试整个装置：进行语音通信，观察通信质量。
四、实训结果与分析1. 实训结果经过设计与制作，成功完成了红外光通信装置的搭建。
测试结果显示，装置在传输距离2m内，语音信号无明显失真，通信质量良好。
2. 实训分析（1）红外发射模块：通过调整发射功率，可以改变信号传输距离。
**北京邮电大学模电综合实验报告红外通信收发系统的设计与实现学院：信息与通信工程学院班级：2010211122班________姓名：叶南阳_______学号： 10210810__________ ___日期：2010年4月一、报告概要 (2)1、课题名称 (2)2、报告摘要.................................................................................... 错误!未定义书签。
3、关键词...................................................................................... 错误!未定义书签。
二、设计任务要求 (2)三、所用元器件及测试仪表清单 (3)四、设计思路与总体结构图 (3)五、设计背景,思路及系统结构 (4)1、系统架构设计与优化 (4)2、电源电路设计 (6)3、语音信号的设计方案 (7)4、红外光发送模块的设计方案 (8)5、红外光接收模块的设计方案 (10)6、高通滤波器 (14)六、电路所实现功能和实际测试数据 (14)七、故障及问题分析 (15)八、实验总结与结论 (15)九、实验探究 (16)十、参考文献 (19)红外通信收发系统的设计与实现摘要：实现了一个基础的红外光通信系统,包括发送端与接收端两部分,由信号产生,信号放大,红外发送,光信号接收,滤波,放大,输出电路组成。
输入的信号经单管放大电路通过红外发送管发送,接收到的信号经高通滤波模块去除背景噪声后由音频放大输出.实验扩展使用KD9300音乐芯片作为输入,0.8w小喇叭为接收端负载,对电路进行了改进,使晶体管处于尽限运用状态,提高发送能力,同时设计电源滤波电路,通过对电路分布参数进行分析,改进了电路物理结构组织,降低了噪声,抑制了分布参数造成的电路不稳定的现象,使经测试可达10米以上的传输距离,音乐清晰,效果良好.关键词：红外通信；改进；分布参数分析一、报告概要课题名称红外通信收发系统的设计与实现二、设计任务要求1、基本要求：1)设计一个正弦波振荡器，f>=1kHz;U>=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的发送端得输入信号，在接收端可接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PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）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，接收端接送信号利用喇叭将信号无失真的播放出来。
3、探究环节：探究其他红外收发系统的应用实例，数字调制的解决方案，给出应用方案。
在进行实验的过程中，通过对电路进行分析改进，实现了所有的基本要求，并且实现了提高要求，使电路能播放出清晰的门铃声，并使得传输距离可以达到10m左右。
三、所用元器件及测试仪表清单表1 所用元器件及测试仪表清单四、设计思路与总体结构图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。
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。
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有相同之处的，唯一重要的差别就是它们二者所采用的传输媒质不同，一个是大气，一个则是光纤。
一个简单的光通信收发系统如图1所示：图1 光通信收发系统图当然整个商用的红外光通信系统是相当复杂的，这里我们只考虑最基础最必要的部分来完成红外通信收发系统的设计。
五、设计背景,思路及系统结构1、系统架构设计与优化通常的通信系统大约有以下几个部分构成：信源、发送设备、传输介质、接收设备、信宿。
传输介质分有线和无线两种，有线通常为电缆或者光纤，无线传输为微波或者红外等方式。
红外传输具有成本低、体积小、反射性强等特点，广泛应用在嵌入式、遥控器等产品上。
图2 通信系统原理图由图2可知,信源通过调制电路调制，放大电路放大后输出，在此级，由参考文献[2]可知，在信号输入的第一级应当尽量降低噪声系数和增大放大倍数,以减小后级电路噪声对总电路噪声系数的影响，在信号经过调制后,具有较强的抗干扰能力，在经过传输介质后，信号的信噪比降低，主要有高频噪声和低频噪声，在音频范围内运用时，因信号频率在1000Hz-22000Hz 左右，主要考虑滤除低频噪声和高信源发送设备传输介质 (噪声源)接收设备信宿发送端 接收端频天电噪声.以F 表示噪声系数,可得(1)由(1)式可得, 将传输介质视为一级放大电路，其功率放大倍数Ap2<<1，将接收级电路视为第三级放大电路，其功率放大倍数Ap3>>1.要降低总的噪声系数，起关键作用的是在发送端必须采用低噪声电路，同时又要尽量增大发射级电路的功率放大，同时，由(1)式可得:由于Ap2较小,Ap1,Ap2必须足够大才能降低传输介质的衰减效应和噪声的加入对整级电路的影响，同时应采取对发射信号进行调制，以降低传输介质对电路正常工作的影响。
图3 红外通信系统框图32111212(1)111n p p p p p p n F F F F F A A A A A A ----=+++⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅2、电源电路设计图4 电源电路原理图设计电源电路时，首先考虑到输入到电路中的能量源是220V交流电源，首先经过变压器电路降低电压，使电路能安全工作，然后经由两个互补的桥式整流电路，将大幅度的正弦波由两条支路转化为半个正弦波的周期信号，以加强信号的直流成分，提高整流的效率，然后经由RC低通滤波器增强电源信号的直流成分，然后再由模拟集成电路整流稳压后可得到稳定的5V直流电输出，并经过一级由接成深度负反馈状态的集成运算放大器构成的射级跟随器可得稳定的5V电压，并起到与外界电路隔离的作用，并使得电源电路可以近似的视为一个理想的电压源，通过设置反馈电阻的大小，可以改变电源提供的电压，并且便于作多级扩展，可以输出多种不同电压，满足多样化的需求，降低成本，在电路中电源电流通路均由大电容接地，以减小50Hz信号的干扰，增强电源电压信号的纯净度,防止对后级电路产生干扰。
图5 电源电路PCB版图6 电源电路PCB3D图3、语音信号的设计方案(a)、直接采用信号发生器来产生单音频信号。
(b)、利用RC振荡器设计和搭建一个振荡信号，并使用Pspice软件进行了仿真，可得RC振荡器如图7所示。
图7 RC振荡电路(c)、利用LX-9300系列芯片构成音乐集成电路，发出电信号，如图8所示。
图8 音乐芯片4、红外光发送模块的设计方案首先设计的是发送端。
因为传输信号为红外线，使用红外发光管发送，不存在无线电传输时天线尺寸的问题，故不经过编码和调制直接放大后发送。
红外发送管的交流电阻较低，故应给其提供近似电流源的输出信号，考虑到晶体管在共射极时从集电极看进去的输出电阻较大，而共基极时增益偏小的特点，选择单管共发射极放大电路，此时，红外发送管可获得较大的电流变化。
设计了一个共发射极的放大电路，调整基极偏置，但输入模拟信号，晶体管集电极电流随模拟信号强度的变化而变化，LED的输出光功率也随模拟信号而变化，从而可以将输入信号发送出去。
图 9 红外通信系统发送端电路原理图由(1)式可知，为了尽量增加电路的发送功率，将三极管置于尽限运用状态，为了保护红外发射管LED，将LED串接一个10欧的电阻，防止调试过程中由于LEDPN 结的指数伏安特性，损坏LED,同时在实际调测时，由实际三极管β值，可以算出三极管处于尽限运用状态时各个电阻的值，同时为了降低负反馈对增益的影响，应适当降低负反馈电阻Res1和Res2的值，以降低负反馈，提高电路增益同时可在电源端加连上一个2200μF大电容和200μF小电容接地，以尽量减小电源噪声对电路的干扰。
由上可以设计出发送端电路PCB版图,如图10所示。
图10 红外通信系统发送端电路PCB版图图11 红外通信系统发送端电路3D效果图5、红外光接收模块的设计方案由以上系统架构设计与优化中的分析可得，接收电路需要尽量增大增益并且增益的大小决定了传输距离的远近和对信道噪声的抑制效果，以得到令人满意的效果。
同时，由红外发送管LED的工作原理可知，在较大电流工作状态下，红外发送管存在较大的散粒噪声(2) Si f qi()2由(2)式可得：散粒噪声的功率谱密度Si(f)与电流成正比，由散粒噪声在各个频段均有功率，干扰较大，且不可避免，要抑制干扰，关键在于滤除不需要的信号。
其中，光电检测器是光接收机的第一个关键部件，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。
红外光接收模块的电路图如12所示。
图 12 红外通信系统接收端电路原理图由红外LED原理，使用红外线作为传输信号，必须在接收端去除灯光等背景噪声的干扰，本实验采用RC可调电阻式高通滤波器作为前级滤波电路，选择定容电容,可变电阻，由MATLAB软件绘制该高通滤波器的幅度相应如图13所示。
可以看出，在音频频段(1500-3500Hz)，对原始信号衰减较弱，而低频噪音段，衰减很大（约100倍）。
同时Rp还有调节后级差分放大电路的输入大小的作用。
图 13 高通滤波器幅频特性图由红外接收302管的工作原理可得，红外接收管当接收到外来的红外频段的光子能量，将其转化为电流信号，同时由红外接收管LED的指数特性，当加在接收管上的偏置电压较大时，电压变化对电流变化不敏感，33K电阻对调节接收级电路灵敏度有着重要的作用，由式(1)可得，应使其增益适应信号的大小与信噪比，以尽量提高电路的灵敏度，减小噪声影响。
下面分析LM386音频放大电路，LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器（图14），主要应用于低电压消费类产品。
输入端以地位参考，封装形式有塑封8引线双列直插式（如图15）。
电压增益内置为20，本实验设计增益为200，故按照器件手册给出的典型应用图，在1、8管脚之间连接的电容，同时在7脚与地之间连接滤波旁路电容。
整个接收级电路如图12所示。
图 14. LM386内部结构图图 15. LM386封装图图 16. 增益G=200的连接图由图14可知，LM386由以下几个部分组成，首先是由两个接成共射组态的复合三极管组成差分放大电路，并由后级两级工作在甲乙类放大电路的射级跟随器驱动，同时使用二极管对射级跟随器进行直流偏置，使其工作在甲乙类状态，同时为了简化电路，电路输入时只提供一端输入，另一端输入接地，为了保证输入交流信号时电路的对称性，LM386的分流端必须接一个较大的电容接地，同时由共射电路增益公式可知：()''1;//be bb EQ L V LC L be i VS V S ii B beO CVT(mV)r r βI (mA)R A R R R r R A A R R R R r R R β≈++-*'===*+=≈∥ 可以通过控制GAIN 端连接的电阻的大小控制电路增益，为了使电路增益在200以上，必须在1-8之间接一个电容，或阻值较大的电阻，但同时必须保证增益不能超出晶体管的工作范围，产生非线形失真。
