红外收发实验报告
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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。
信号经接收管接收后,通过运放电路得到较高的输出功率,驱动喇叭发出声音。
利用放大器LM386,调节电位器改变其增益,驱动喇叭得到所需功率。
红外发射与接收测试报告LLZ一、红外线原理红外线遥控器在家用电器和工业控制系统中已得到广泛应用,了解他们的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统,也并非难事。
1.红外线的特点人的眼睛能看到的可见光,若按波长排列,依次(从长到短)为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,如图1所示。
由图可见,红光的波长范围为0.62μm~0.76μm,比红光波长还长的光叫红外线。
红外线遥控器就是利用波长0.76μm~1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。
红外线的特点是不干扰其他电器设备工作,也不会影响周边环境。
电路调试简单,若对发射信号进行编码,可实现多路红外遥控功能。
2.红外线发射和接收人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。
发射部分的发射元件为红外发光二极管,它发出的是红外线而不是可见光,如图2所示。
常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通φ5mm发光二极管相同,只是颜色不同。
一般有透明、黑色和深蓝色等三种。
判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。
单只红外发光二极管的发射功率约100mW。
红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定,而业余条件下,只能凭经验用拉距法进行粗略判定。
接收电路的红外接收管是一种光敏二极管,使用时要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作而获得高的灵敏度。
它的工作原理:其实就是一个NB的红外光敏电阻在红外照射下处于超低阻值状态分到的电压超级小当红外光断开以后处于高阻状态有接近6K那么大,完全避光可能还不止,在电路中分到的电压就很大了,一般分到4V以上不成问题。
红外接收二极管一般有圆形和方形两种。
由于红外发光二极管的发射功率较小,红外接收二极管收到的信号较弱,所以接收端就要增加高增益放大电路。
然而现在不论是业余制作或正式的产品,大都采用成品的一体化接收头,如图3所示。
红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块,性能稳定、可靠。
所以,有了一体化接收头,人们不再制作接收放大电路,这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。
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。
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。
单片机红外发射与接收实验报告指导老师:报告人:一·实验选题:基于单片机的红外发射与接收设计任务要求:设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统。
发射载频:38KHz工作温度:-40℃--+85℃接收范围:2m二·系统概述方案设计与论证红外遥控收发系统(以下简称红外遥控系统)是指利用红外光波作为信息传输的媒介以实现远距离控制的装置。
从实际系统的硬件结构看,红外遥控系统包括发射装置和接收装置,其中发射装置包括电源模块、输入模块、红外发射模块和单片机最小系统,接收装置包括电源模块、红外接收模块、输出模块和单片机最小系统。
本设计选题设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统。
其中,发射载波 38KHz,电源 5V/0.2A 5V/0.1A,工作温度-40℃--+85℃,接收范围 2m,传输速率 27bit/s,反应时间 2ms。
利用单片机的定时功能或使用载波发生器(用于产生载波的芯片)均可产生 38KHz 的发射载波。
单片机系统可以直接由 5V/0.1A 的电源供电,也可以通过三端稳压芯片由 9V/0.2A 电源供电。
采用工业级单片机可以工作在-40℃--+85℃。
为保证接收范围达到 2m,在发射载频恒为 38KHz 的前提下,应采用电流放大电路使红外发射管发射功率足够大。
传输速率和反应时间取决于所使用的编码芯片或程序的执行效率。
通过上述分析可知,为实现设计任务并满足设计指标,应采用工业级单片机,由电流放大电路驱动红外发射管。
将针对设计任务提出两种设计方案。
三·程序功能将程序编译通过并下载成功后,两个板上的红外光电器件都要套上黑色遮光罩,就可以进行实验了。
测距实验:手持1号板和2号板,两管相对,慢慢拉远或移近两管的距离,观察LED的读数变化。
阻断实验:可请另一人协助,将一张纸或其他障碍物放在两管之间再拿开,会看到读数有大幅度的变化。
反射实验:将1号和2号实验板并排拿在手中,并形成一个小夹角,向一张白纸移动观察读数变化。
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。
第1篇一、实验目的1. 了解红外遥控的基本原理和组成。
2. 掌握红外遥控信号的发射和接收技术。
3. 评估红外遥控系统的性能,包括遥控距离、角度和抗干扰能力。
4. 分析实验过程中遇到的问题,并提出相应的解决方案。
二、实验原理红外遥控技术是一种无线通信技术,通过发射端发送红外信号,接收端接收并解析红外信号,从而实现对设备的控制。
红外遥控系统主要由发射端、传输介质和接收端组成。
三、实验器材1. 红外遥控器2. 红外接收模块3. 逻辑分析仪4. 万用表5. 电源6. 调试工具四、实验步骤1. 搭建实验平台:将红外遥控器和红外接收模块连接到逻辑分析仪,并将逻辑分析仪与电脑连接,以便实时观察和分析信号。
2. 测试遥控距离:在实验室内,保持红外遥控器和红外接收模块之间距离不变,逐步增加距离,记录不同距离下的遥控效果。
3. 测试遥控角度:在实验室内,保持红外遥控器和红外接收模块之间距离不变,改变红外遥控器与红外接收模块之间的角度,记录不同角度下的遥控效果。
4. 测试抗干扰能力:在实验室内,向红外遥控器和红外接收模块之间添加干扰信号,观察红外遥控系统的抗干扰能力。
五、实验结果与分析1. 遥控距离测试:在实验过程中,当红外遥控器和红外接收模块之间距离为5米时,遥控效果良好;当距离增加到10米时,遥控效果有所下降;当距离增加到15米时,遥控效果基本失效。
这表明红外遥控系统的遥控距离与发射端和接收端之间的距离有关,距离越远,遥控效果越差。
2. 遥控角度测试:在实验过程中,当红外遥控器和红外接收模块之间距离为5米时,在正前方角度范围内,遥控效果良好;当角度增加到45度时,遥控效果有所下降;当角度增加到90度时,遥控效果基本失效。
这表明红外遥控系统的遥控角度与发射端和接收端之间的角度有关,角度越大,遥控效果越差。
3. 抗干扰能力测试:在实验过程中,向红外遥控器和红外接收模块之间添加干扰信号,发现当干扰信号强度较高时,红外遥控系统的抗干扰能力较差,容易导致遥控失效。
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。
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。
判断其好坏与普通的二极管方法一样。
接收电路的红外接收管是一种光敏二极管,使用时要加反向偏压,它才可正常的工作而获得高的灵敏度。
由于红外发送管的发射功率较小,接收管收到的信号较弱,所以接收端要增加高增益的放大电路。
(2)LM386:静态功耗低,约为4mA,可用干电池供电。
工作电压范围宽,4-12V,外围元件少,电压增益可调,20-200。
失真度低。
LM386的外形和引脚的排列如右图所示。
引脚2为反向输入端,3为同向输入,5为输出端,6和4分别为电源和地,1和8为电压增益设定段,使用时在7和地之间接旁路电容,通常取10uf,用来滤除噪声。
以下为增益200时电路:六.【分块电路设计和总体电路的设计及电路图】(1)信号的产生利用音乐芯片kd-9300产生音乐,芯片的接法如图2。
电源选用3v直流电源vd为发光二极管,当音乐芯片播放音乐时二极管会发光,音乐停止时二极管熄灭。
二极管导通时电压2V,电流不超过10mA。
R是音乐集成电路的外接振荡电阻器,其取值范围一般在47K欧至82K欧之间。
R阻值小,乐曲演奏速度快;R阻值大,乐曲节奏慢。
图中所示参数符合要求。
SB为开关,控制音乐的播放按键按下时播放一支长约15~20s音乐,直至播放完毕,再次按下时从头播放。
音乐信号的输出在B处,当连接发送端时不接喇叭,而是将二极管N极接发送端输入端。
这样便产生了信号并将其顺利输出。
该模块完成了产生信号的功能,能产生音乐。
将脚喇叭接到二极管两端可以听到优美的音乐。
测得二极管的电流约为10mA。
将小喇叭拆下,并将信号传输到发送端,从而实现了音乐信号的顺利传递。
(2)红外发送模块的设计发送模块主要由共射极放大电路构成,将信号加到发射管的两端发送去,并能实现一定增益的放大。
设计原则主要考虑红外发送管的工作电流,电流过小,传输距离短,电流过大容易毁坏发光管。
器件参数理论值如下:Cb=10uF,Rb1=2k,Rb2=2.7k,Re1=20,Re2=51,Ce=100uF。
二极管实际电流不会过大,测量值为10mA,满足要求。
音乐信号由VISN上端输入,在二极管n极可以测得发送信号。
该模块实现了信号的发送功能,同时将信号进行了小倍数的放大。
在信号输入端接入正弦小信号,可以在发射管处用示波器测得有放大的正弦信号。
接好的电路为:(3)红外光接收模块的设计接收模块利用放大器LM386实现较大增益,来驱动0.8W的小喇叭。
其中B1为接收二极管,用来接收发射管传送来的信号,并经过三极管将信号传递到放大器,进而将放大的信号加到小喇叭的两端,实现了音乐的播放。
其中R5和Rp两个可变电阻器能够调节放大器的工作状态,即调节增益。
各电容起到了滤去直流等功能。
该模块实现了信号的接收功能,同时将信号进行了较大倍数的放大。
在信号接收管处接入正弦小信号,可以在信号输出处用示波器测得有放大的正弦信号。
接好的电路:(4)总体电路的设计电路共含三个模块,需要使用三个直流电源,信号产生和发送端可以连接在一块面包板上,并使用一个公共地,接受端单独连接在一块电路板上。
信号产生后由二极管n极输出到发送端的信号输入处,将发射管和接收管相对,实现传输,将小喇叭接在放大器的一端,播放传来的音乐。
七.【分级调试】(1)信号产生模块接好芯片后插入喇叭检测,听到无失真的音乐。
(2)红外光发送模块去掉红外发送管,用信号发生器接入一个正弦信号,在原发送管位置用示波器检测,可看到信号无失真且有一定的放大。
如下所示:(3)红外光接收模块去掉红外接收管,加一个正弦小信号,调试输出放大倍数,要求50-200倍输出为正弦波,确保不是自激信号或干扰信号。
(4)整机调试将发送和接受电路放到一块,在发送端接入正弦小信号,观察输出波形。
接入音乐芯片作为输入信号,可在喇叭中听到无明显失真的音乐。
最后的输入及输出波形:八.【故障及问题分析】(1)元件损失造成的故障音乐芯片不出声(焊接损坏),红外发送管和红外接收管、运放、电位器、三极管等。
事先检查元件的损坏十分重要,尤其在使用面包板布线时,元件损坏容易造成电路问题无法找到。
(2)LM386的增益无法调到200倍。
这是由于引脚1和8之间的电容接入并不是10uf,且正负极接反,更正后恢复正常。
之后经过尝试证明1和8之间的电容值改变会引起增益的变化,接入串联电阻后也会使增益变化。
(3)调节接收端时输入为正弦波,输出为方波,即输出失真正弦波幅度过大会引起失真。
若将正弦波幅度调小仍有失真,可调节电位器,使放大器工作在合适状态。
(4)喇叭放出的声音小因为电路增益不够。
发射管和接收管没有对准时声音也会小,此时调节面包板,使两者在同一条直线上,若声音仍小,则调节电位器,或者换成正弦小信号接入,同时用示波器观测输入和输出信号,调节电位器,使输出信号输出最大且无失真即可。
(5)碰触接收管才可在喇叭中听见音乐其实是接收模块并未调好,只是触碰了接收管,人充当了接收器,重搭电路后恢复正常。
(6)面包板问题没有使用面包板的经验,是布线过程中连接线没接,接错等,甚至造成了线路短接。
九、【实验总结和结论】通过该实验实现了简单的红外传输,了解了其中的设计原理,简而言之,红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调,以便利用红外信道进行传输,而后接收端将收到的光脉冲转化为电信号,经过放大滤波后还原二进制输出。
本实验设计充分体现了模块化设计的优势,将问题分成若干部分然后逐个解决,将复杂的问题简单化,使每个模块达到最优。
三个模块分别实现了信号的产生、发送和接收,功能明确。
电路体现了红外传输的显著特点:以大气为媒介传播信号。
实验最终实现了两米多的信号传输。
在整个实验过程中我遇到的第一个问题是面包板布局错误,并且电容的正负极接反,对于该实验的LM386来说,1和8之间的电容对放大的倍率有很大的影响,且必须1接正极,所以一定要再做实验之前认真查找研究关键元件的参数及功能和用法。
再者是不知道人可以充当接收管,整机调试时用手触碰才能得到实验结果,却一直以为是接触不好,甚至换了面包板重接,最后发现是接收管坏了,所以要先保证各器件可以正常使用,之后认真连接电路。
由于该实验中用了音乐芯片,如果一直用音乐的音质来判断结果好坏,不仅容易影响他人,而且过于抽象,在这里我通过示波器来帮助检测信号的传输情况,比如音乐有失真,可以同时观测输入输出波形来调试,更容易直观的观测问题在哪里。
总的来说,试验还是比较成功的。
十、【protel绘制】发送电路:接受电路:十一、【所用元器件及测试仪表清单】1、8050 12、红外发送管303 13、红外接收管302 14、LM386 15、可变电阻器(10k,100k)各16、电阻(2k)17、电阻(2.5k,)18、电阻(30,50 )各19、电阻(10 )210、电解电容(100u,33u,250u,10u)各111、电容(0.05u,0.01u)各210、喇叭112、kd9300 113、发光管114、按键开关1十二、【参考文献】《电子电路综合设计实验教程》北京邮电大学电路中心《通信电子电路》刘宝玲主编高等教育出版社《红外通信收发系统的设计与实现》论文《百度百科——红外通讯技术》。