红外通信收发系统的设计和实现实验报告北邮.doc

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1、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：9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

2、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

3、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；91、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

4、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。再将音乐芯片替代信号发生器重复上述过程即可驱动喇叭发出音乐芯片的声音（此实验为三声门铃声）2.总体框架图1、信号的产生实验中使用了音乐芯片KD-9300或者LX-9300来完成。信号产生也可以使用RC振荡器构成，但信号的幅度不宜过大。2、红外光发送模块的设计设计原则主要是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。（要

5、注意芯片的接法以及发送电路的连接。）3、红外光接收模块的设计1）高通滤波器：红外接收的二极管都是光敏二极管，这样普通光对其都成一定程度的影响，为了获得更好的效果，还要在信号输出端加入高通滤波器，消除恒定的外接低频信号的干扰，这样接收效果和灵敏度将显著提高。2）功率放大器：利用音频功率专用放大器LM386，可以得到50~200的增益，确保驱动喇叭。所以设计框图如下光通信收发系统原理图9光调制和光发射语音信号PCM编码交换和复用线路编码数字传输部分线路解码交换和分接光接收和光解调语音信号解码LED驱

6、动和调制电路光信号的检测和放大电路信号产生电路实验原理框图电源电路5、分块电路和总体电路的设计1.红外发送系统该发送电路主要为分压式的共射放大电路,由稳定直流电源和Rb1.Rb2构成分压式电路,给放大电路提供稳定的直流工作点,而NPN则对输入信号实现放大，并通过发光二极管LED将电信号转化为光信号发送出去。所以电路图设计如下：91.红外接收系统通过红外接受管接受从发送端传来的信号，并转化为电信号接入电路中，然后经0.01uF的电容滤除直流信号后由电位器和LM386运放共同作用实现信号的放大，调节

7、电位器的大小可以实现对增益大小的调节，最后再经过喇叭将电信号转化为声信号，播放出接受的信号。2.门铃电路96、所实现功能说明本实验已完成:当用1kHz,1Vpp的正弦信号输入时，发射系统的射级电流为30.05mA。当信号发生器分别输出正弦波、方波、三角波、脉冲波时，输出端可以接收到无明显失真的正弦波、方波、三角波、脉冲波，喇叭有不同声响，通过调节电位器，信号不失真时最大增益约为110，当音乐芯片替代信号发生器时，可听见明显的三声门铃，传输距离大约为2米。7、故障及问题分析1、发射管烧坏电路连接时

8、最初二极管插反还有就是输入电流过大导致的发射管烧坏，经检查改进后没再出错。2、音乐芯片的焊接最初的焊接不是很成功，焊接多次的地方PCB板被氧化后不沾锡，后通过询问老师后，沾取少许松香，并改进线与板的接触方式后问题得到了解决。3、喇叭两端没有输出波形首先直接用信号发生器接到接收管两端，看是否有波形存在，若有再检查发光二极管两端有无输出波形，以及射级电流是否符合，若这些完好再看接收管能否接受到信号。经检查还是电路的连接问题，电容的正负，接地点是否全部接地。8、总结和结论；刚开始看着原理图挺简单，以为