红外通信收发系统实验报告【共4页】

1、红外通信收发系统实验报告-专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需- 文档下载最佳的地方 红外通信收发系统的设计 梁少峰 信息与通信工程学院xx210795 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f1kHz，Uopp1V的正弦信号。（2） 所涉及的正弦波振荡器的输出信号作

2、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

3、光信号的检测和放大电路 电源电路 图 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振荡电路如图所示，该振荡电路的起荡条件为Rf12Rf1，振荡频率为f=1/2RC，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=51K。图 RC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Rf2中所得比重增大，使得稳幅效果更好，但失真会增大。

4、Rp用以调节负反馈的大小，使振荡电路输出电压的大小符合设计要求。音乐信号发生：音乐信号的发生利用音乐芯片KD9300来完成。该音乐芯片的用法见图。图 （2） 红外光发送模块 红外光发送电路如图所示，由共发射极放大电路组成。该模块的设计原则主要是考虑红外发送管的工作电流。若电流过小，则传输距离短；若电流过大，则易毁坏发送管。图 图所示电路中的分压电阻R1和R2用于调整基极偏置。晶体管集电极电流对模拟信号变化而变化，故LED1的输出光功率也随模拟信号而变化。由于电路采用5V工作电压，受红外发送管额定电流限制，ICQ要小于50mA。（3） 红外光接收模块 用运放LM386实验的红外接收放大电路如图所

5、示。图 红外接收管是接收电路的关键器件，其作用是将光信号转换为电信号。红外接收管都是光敏二极管，普通灯光也会对其造成一定程度的影响。为获得更好的效果，还要在信号输出端加入高通滤波器，消除恒定的外界低频信号的干扰，这样接收效果和灵敏度将显著提高。利用音频功率专用放大器LM386，可以得到50200的增益，足以驱动0、8W的小喇叭，用于音乐信号的接受。系统调测方法： 系统调测原则：根据电路原理先调制各单元电路，然后再整机调试。第一步：调制发送电路，记录红外发送驱动电路的输出波形和红外管中的电流。第二步：调制接收电路，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50200倍直至输出为正弦

6、波，确保不是自激信号或干扰信号。第三步：整机调试，将发送电路和接收电路放到一起，在发送端输入正弦小信号， 观察信号波形。第四步：按音乐芯片的接线方法焊好管脚，将芯片中音乐信号作为发送端输入信号，在接收端的喇叭中听到有没、无噪声的音乐。功能实现：本设计基本符合实验的基本要求和提高要求，音乐声可以在接收端接受并还原出来，有一定的噪声。发送端接收端的最远传输距离为3米。故障及问题分析：1、噪声问题 刚刚搭建好电路的时候，接收端播放出来的音乐声里有很大的噪声。经查阅资料可知，红外发送管和红外接收管必须成一定的夹角才能使音乐声清晰。而且实验室内各种电磁波也会对接收端造成一定的影响。2、 传输距离问题 设

7、计出来的电路发送端和接收端最远传输距离约为3米，理解到有些同学可以达到10米，经分析应该是红外发送管的电流偏小，以至于发送功率不足，传输距离不够远。适当的增大放大管偏置电阻，可以提高红外发送功率。总结和结论： 本实验历时3周完成，包括构想，设计和实现等一系列的过程，最后成功的实现的实验的基本要求和提高要求。通过这次实验，让我了解到红外通信的基本原理，加深了我对系统调测方法的印象。附PCB版截图 图 红外发送端 图 红外接收端 所用元器件及测试仪表清单 仪器：函数信号发生器、示波器、直流稳压电源、万用表、面包板 元器件：KD-9300音乐芯片、红外发送管、红外接收管、LM386、8050三极管、喇叭 参考文献： 【1】Pro