本實驗採用計算機輔助設計的方法，分析並設計了紅外通訊系統的發射電路與接收電路，實現了紅外訊號的無線傳輸功能和**訊號的收發功能。報告中首先給出總體設計目標和電路結構圖，然後討論各模組電路具體設計和原理圖，後給出了實際搭建電路測試的資料及分析，最後總結本次實驗並給出了pcb板圖。
關鍵字：紅外收發，led，調製
1、基本要求：
1) 設計乙個正弦波振盪器，f>=1khz;u>=3v。
2) 所設計的正弦波振盪器的輸出訊號作為紅外光通訊收發系統的傳送端得輸入訊號，在接收端可接收到無明顯失真的輸入訊號；
3) 要求接收端lm386增益設計g=200；
4) 設計該電路的電源電路（不要求實際搭建），用protel軟體繪製完整的電路原理圖（sch）及印製電路板圖（pcb）；
2、提高要求：
利用**晶元產生樂曲，調製led後發出，接收端接送訊號利用喇叭將訊號無失真的**出來。
3、**環節：
**其他紅外收發系統的應用例項，數字調製的解決方案，給出應用方案。
語音和**等所產生的電訊號和其他低頻電訊號一樣，一般不直接進行遠距離傳輸，而是經過放大後對發射機的高頻振盪進行調製，然後將此攜帶有低頻訊號的高頻已調製訊號，通過一定的媒介傳輸出去。
紅外資料傳輸，使用傳輸介質――紅外線。紅外線是波長在750nm-1mm之間的電磁波，是人眼看不到的光線。紅外資料傳輸一般採用紅外波段內的近紅外線，波長在0.75-25um之間。
紅外通訊系統的設計是光通訊系統的乙個重要分支，紅外通訊系統的設計思路和目前世界上所採用的骨幹通訊網的光纖通訊系統有相同之處的，唯一重要的差別就是它們二者所採用的傳輸媒質不同，乙個是大氣，乙個則是光纖。
乙個簡單的光通訊收發系統如圖(一)所示：
當然整個商用的紅外光通訊系統是相當複雜的，這裡我們只考慮最基礎最必要的部分來完成紅外通訊收發系統的設計。
１、發射訊號的設計方案
(a)、直接採用訊號發生器來產生單音訊訊號。
(b)、利用rc振盪器設計和搭建乙個振盪訊號，如下圖所示：
(c)、利用xk088d晶元構成**積體電路，發出電訊號，如下圖所示：
特別注意：發射訊號時用10ω電阻代替小喇叭，c腳接訊號發射的正極。
２、紅外光傳送模組的設計方案
設計原則主要是考慮紅外傳送管的工作電流，電流過小，傳輸距離短，電流過大容易毀壞發光管。在本系統中，紅外光傳送模組的電路圖如下所示：
上圖是最簡單的模擬驅動電路，這是乙個共發射極的放大電路，調整基極偏置，但輸入模擬訊號，電晶體集電極電流隨模擬訊號強度的變化而變化，led的輸出光功率也隨模擬訊號而變化，從而可以將輸入訊號傳送出去。
３、紅外光接收模組的設計方案
其中，光電檢測器是光接收機的第乙個關鍵部件，其作用是將光訊號變換成為電訊號，在本系統中採用光電二極體302。紅外光接收模組的電路圖如下所示：
特別注意：led接收管的負極接電源正極。
４、高通濾波器
紅外置收的二極體是光敏二極體，普通燈光也對其有一定程度的影響，為了獲得更好的效果，在輸出端加了乙個hpf，消除恆定的外接低頻訊號的干擾，這樣接收效果和靈敏度都得到了顯著的提高。
５、功率放大器
接收電路接收到的訊號很微弱，不足以驅動1w的小喇叭，從而在小喇叭之前利用了音訊功率專用放大器lm386，這樣可以得到50~200的增益，以便驅動小喇叭。
1、 除錯傳送電路
在訊號輸入處接入峰峰值20mv，1khz的正弦訊號，在發射管測得反向、縮小的正弦訊號。
２、除錯接收電路
去掉紅外管，在輸入端加乙個正弦小訊號（峰峰值5mv左右），用示波器同時觀測輸入訊號和輸出訊號，在訊號不失真的前提下，可以測試得到放大增益為50-200倍。
３、整機除錯
將xk088d晶元中的**訊號作為輸入訊號，傳送電路中的二極體對準接收電
路中的二極體，在一定的距離之內，能在喇叭中聽到無雜訊的單音三聲門鈴。從而實現了訊號的無線傳輸。
再將**訊號與發射模組斷開，以正弦小訊號作為輸入，在接收板的喇叭處測得正弦放大訊號。
傳送端pcb圖以及其3d效果圖
接收端pcb圖以及其3d效果圖
1. 發射模組
在實驗初期，主要存在以下幾個問題：
1 **晶元的焊接對第一次進行電子電路實驗的我們是乙個不小的挑戰，由於焊接技術不到位，晶元失敗率較高。經過詢問老師和小組課下交流，我們很快克服了這個問題，成功焊接晶元並發出聲音。
2 按照設計方案連線好電路，但組內多名成員出現發射訊號縮小倍數較小且未產生反向的現象。經測試發現，主要原因是器件未插緊和電容的正負極接反。除錯過後，均能輸出縮小約三倍的反向正弦訊號。
2. 接收模組
接受模組的電路連線較為簡單，主要問題出現在除錯訊號的放大倍數時。實驗要求最終產生放大兩百倍的無失真訊號，調節電位器後發現最大只能輸出100倍的訊號。仔細檢查電路後確認元器件數值設定正確，放大倍數取決於lm386的1腳和8腳間連線的電容。
選擇10uf的電容，正極連線1腳，再進行除錯，成功輸出放大200倍的無失真訊號。
3. 整機測試
針對接收距離不遠的問題，小組採取了在接收管上纏繞錫箔的方法，但效果不佳（減少日光燈干擾）。後來組內成員偶然發現相機能觀測到紅外光，使用該方法測定紅外發射管的發射角度，將接收管調整至最佳位置，終於獲得了4~5m的接收距離。
理論上，紅外通訊信通的收發距離能達到10m，實驗中發現超過5m**的失真很嚴重。分析得，器件製作工藝問題是主要原因。而將晶元換為ts-088bd能取得更遠的收發距離。
1. 通過這次紅外通訊系統的設計與實現實驗，我掌握了簡單的紅外通訊系統的組成及設計原理，將書本所學知識與實際應用更加緊密地聯絡在一起；掌握了通訊電子系統方案設計、電路設計的方法，在實際搭建電路的過程中，大大提高了我的動手能力和**能力：實驗中使用的晶元與書上提供的型號不同，通過查閱資料和對比，我熟練掌握了3種**晶元的使用方法，並通過比較了解各自的優劣，選擇效果最好的晶元完成了實驗；掌握pcb設計電路裝配和除錯的方法，熟悉電路**軟體的使用。
更重要的是，在這次實驗中收穫的團隊合作能力和組裝電路的經驗將一直伴隨著我的學習、生活，讓我受益匪淺。
2. 紅外通訊是利用紅外技術實現兩點間的近距離保密通訊和資訊**。它一般由紅外發射和接收系統兩部分組成。
發射系統對乙個紅外輻射源進行調製後發射紅外訊號，而接收系統用光學裝置和紅外探測器進行接收，就構成紅外通訊系統。
3. 通過查閱資料，我知道了紅外通訊系統還可以用於其他領域，比如：在機場和飯店等地點使用步行傳真機和印表機，在這些地方利用紅外技術，掌上計算機使用者可以利用這些外設而勿需電纜。
銀行的atm(櫃員機)也可以採用紅外介面裝置。
預計在不久的將來，紅外技術將在通訊領域得到普遍應用，數字蜂窩**、尋呼機、付費**等都將採用紅外技術。紅外技術的推廣意味著計算機使用者不用電纜連線的新潮即將到來。
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