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文档简介
1、 毕业设计说明书设计课题: 红外线立体声耳机设计 院 (系): 机电工程系 专 业: 电气自动化技术 姓 名: 刘勇 学 号: 指导教师: 段莉 二一五 年 十一 月 三十 日设计课题任务书学生姓名刘勇学号 专 业电气自动化技术院(系)写全称设计课题红外线立体声耳机设计指导教师段莉职称任务与要求任务: 1. 2.若是几个学生为一组共同完成一个项目,则任务书要明确每个学生具体完成的任务与要求;(打印时删掉红色字体)要求: 1. 2.完成时间段年 月 日 至 年 月 日 共 周院(系)审核意见年 月 日声 明本人郑重声明:所呈交的毕业设计说明书,是在指导教师的指导下,进行独立工作取得的成果。除了文
2、中特别加以标注引用的内容外,本说明书中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全明确本声明的法律责任,对本说明书导致的所有问题承担全部责任。学生签名: 日 期: 年 月 日毕业设计说明注意事项1.毕业设计说明主要是针对学生们所设计的作品进行详细的阐述,包括五大部分:课题分析、调研分析、方案绘制与设计题案、课题总结、提交资料。2.课题分析。是学生对自己的作品前期的设计现状、设计背景及设计方向、设计思路、设计意图和当前社会的现状作出参照分析的一种阐述。3.调研分析。是学生对自己的作品在社会的趋势调查、处境调查、市场调查分析等做出详细的阐述。4.方案绘制与设计题案。是学生将设计定位
3、、设计系列草图、展板图等做出说明及展示。5.课题总结。是学生通过本次设计获得结论,得到的启发,课题设计的优点与不足作出的阐述。6.提交资料。是学生完成课题设计后,需要提交的资料名称与资料内容,用于成绩评定与存档。红外线立体声耳机设计【摘要】:红外耳机,由红外发射机和耳机构成,其特征在于所述的耳机连接设置有红外接收机,红外发射机将声音信号向外部空间信号传播,红外接收机从外部空间中采集接收到声音信号,并将声音信号传递给所述的耳机,由耳机将声音还原。 目前,制作红外无线耳机的电路很多,简单的方法是用音频信号直接对红外线发光管进行调制,这种方法比较简单,但信号在传输过程中容易受外界干扰,音质不佳。另一
4、种方法是先将音频信号调制到某一频率的载频上,产生出已调波,再利用该该已调波对红外线发光管进行调制。音频信号的调制又可分为调幅与调频,调频的音质明显优于调幅,本设计采用的是调频的方式。该红外线立体声耳机发射电路采用三极管构成振荡电路,产生标准的正弦波。左声道载频为2.3MHz;右声道载频为2.8MHz,频率较高通过变容二极管实现调频,频偏可达50KHz。接收电路采用摩托罗拉公司的专用调频接收电路MC3361,该电路工作电压低(3V),工作电流小(静态电流仅5mA),音质清晰。该耳机的频率响应可达18Hz-15KHz,低音性能极佳,整机失真度小于1%,传输距离约10M。发射器采用12V稳压电源供电
5、,接收器采用两节5号电池供电。 本设计名(字体:仿宋 小四 段落固定值25磅),(打印时删掉红色字体)【关键词】:红外线;立体声;耳机;调频;振荡 字体:仿宋 小四 段落固定值25磅;3-5个关键词,中间分号隔开) (打印时删掉红色字体) Infrared stereo headphone design【Abstract】:Abstract: infrared earphone, which is composed of infrared transmitter and earphone, is characterized by the infrared receiver, and the i
6、nfrared transmitter is transmitted to the outer space signal, and the infrared receiver collects and receives the sound signal from the external space and is transmitted to the earphone.At present, the production of infrared wireless headset circuit, a simple method is to use the audio signal direct
7、ly to the infrared light emitting diode modulation, this method is relatively simple, but the signal in the transmission process is vulnerable to external interference, poor quality. Another method is the first audio signal is modulated to the carrier frequency of a certain frequency, produces a mod
8、ulated wave, then the the modulated wave of infrared emitting tube modulation. The modulation of the audio signal can be divided into amplitude modulation and frequency modulation, and the sound quality is obviously better than that of the amplitude modulation.The infrared stereo headphone transmitt
9、ing circuit uses a transistor to form an oscillating circuit to generate a standard sine wave. Left channel carrier frequency 2.3MHz; right channel carrier frequency to 2.8 MHz and higher frequency by varactor frequency modulation, frequency offset up to 50KHz. The receiving circuit adopts the speci
10、al frequency modulation receiving circuit of Motorola, which is low (3V), the operating current is small (quiescent current is only 5mA), and the sound quality is clear.The frequency response of the earphone can reach 18Hz-15KHz, the bass performance is excellent, the distortion of the whole machine
11、 is less than 1%, the transmission distance is about 10M. The transmitter is powered by 12V power supply, and the receiver is powered by 5 batteries.abcdfshkuyi jkshdhk nhhh (字体:Times New Roman 小四 段落固定值25磅;) (打印时删掉红色字体)【KEY WORD】:infrared; stereo; earphone; FM; oscillation Abc ; Cvfgb ; Hnn ; (字体:Ti
12、mes New Roman 小四 段落固定值25磅;)(打印时删掉红色字体)目 录前 言 .1第1部分 课题分析. 31.1 XXX .3第2部分 调研分析. 42.1 XXX .4第3部分 方案编制与设计提案 .5第4部分 课题总结 .74.1 课题结论 .74.2 课题设计启发.84.3 课题设计优点与不足. 8第5部分 提交资料 .8致 谢.9参考文献 .10(宋小四,Times New Roman,段落固定值25磅,自动生成目录)(总体页面设置:上、下2.54CM;左3.2CM、右2.8CM;A4纸) (打印时删掉红色字体)前 言随着计算机与通信技术的飞速发展,计算机通信得到广泛应用,
13、硬件技术可谓是日新月异,其总体趋势向着高集成度、高稳定性、高速和高性价比方向发展。而红外无线耳机通信系统装置则是目前应用较为广泛的通信形式。我们经常会遇到这样的情况:晚上看电视或听音乐为了不打扰家人或者邻居休息,特地使用耳机,却又会常常因为耳机线的存在而烦恼,有时不够长,有时跟别的设备缠绕在一起,使用起来很不方便。而制作一款无线耳机就能解决上述问题。由于感应式无线耳机的发射电路必须固定安装在房间的墙上或天花板上,故无法在室外使用,这是感应式无线耳机的主要缺点。而红外线无线耳机则不然,由于它的信号发射采用小巧的红外发射电路,既可以在室内用于电化教学、家庭电视和音频设备的音频信号无线接收,也能在户
14、外使用便携式录音机、CD、VCD及MP3,方便的去掉耳机线,实现名副其实的无线“随身听”。它不仅带给我们无拘无束的轻松感觉,更多的是使我们的心情舒畅自在。无线耳机也可以广泛应用于外语听力教育,是现代电化教育的辅助工具,充分利用了无线电的磁场在空气中的传播原理。我设计的这款无线耳机是借助红外线来实现音频信号的近距离传递的,因此称之为“红外无线耳机”。其制作成本低廉,调试起来也比较容易。字体:宋小四 , 段落固定值25磅; 首行缩进 2字符; (打印时删掉红色字体) 第1部分 课题分析字体:宋小四 , 段落固定值25磅; 首行缩进 2字符; (打印时删掉红色字体)1.1 XXX字体:宋小四 , 段
15、落固定值25磅; 首行缩进 2字符;(打印时删掉红色字体)第2部分 调研分析字体:宋四 , 段落固定值25磅; 首行缩进 2字符;(打印时删掉红色字体)2.1 XXX字体:宋四 , 段落固定值25磅; 首行缩进 2字符;图2.1 xxxx地形图1.100000 (宋五)第3部分 方案编制与设计提案3.1方案设计在发射电路中,音频信号首先通过预加重处理,对音频信号中的高频信号予以提升。再进行音频放大,放大后的音频信号加在变容二极管上实现调频,调频后的高频信号通过放大后推动向外发射含有载波信号的红外光。采用直流电源变换器进行供电。在接收电路中,经过调制的红外信号首先被红外接收管接收并转化为电信号,
16、经过场效应预防大再经放大后送人调频接收专用集成电路MC3361进行解调还原出音频信号。音频信号进行去加重处理,解调后的音频信号从MC3361输出,经过TDA2822进行音频放大,推动耳机发声。3.2电路工作原理为了实现立体声传输,左右声道分别采用一套完整的发射和接收电路(其中发射器左、右声道的末级放大部分共用,接收器的左、右声道前级放大部分共用)。在发射电路中音频信号首先通过R3、C2进行预加重处理,对音频信号中的高频信号予以提升,再通过VT1进行音频的放大,放大后的音频信号加在变容二极管VD1上实现调频,振荡器由VT2及外围元件构成。调频后的高频信号通过VT3、VT5、VT6放大后推动VD2
17、、VD3、VD4、VD5向外发射含有载波信号的红外光,为了提高发射功率、增大红外光的辐射角度,这里串联了4只红外发光二极管,可以根据需要调整发光管数量(由于每个红外发射二极管均需要约1.8V的压降,此时也要相应调整供电电压)。由于发射电路末级电流较大(约100mA),故这里采用了交直流电源变换器进行供电。为了使用发射电路工作稳定,发射电路的前级电路采用了稳压供电方式,稳压电路由VT7和稳压二极管VD6构成。在接收器中,经过调制的信号首先被红外接收管接收并转化为电信号(这里两只红外接收管并联以提高接收灵敏度和扩大接受角度),经过场效应管VT(161)预防大,在经过VT1、VT2放大后送人调频接收
18、专用集成电路MC3361的16脚进行解调(解调前线通过T3、T4进行了选项放大),还原出音频信号。C37对音频信号进行去加重处理,适当降低低频信号电平(因为在发射电路中对高频电平进行了提升)。解调后的音频信号从MC3361的9脚输出,经过TDA2822进行音频放大,推动耳机发声。3.3电路原理图3.4发射电路的信号放大基本放大电路一般是指由一个三极管或场效应管组成的放大电路。从电路的角度来看,可以将基本放大电路看成一个双端口网络。放大的作用体现在如下方面:1、放大电力路主要利用三极管或场效应的控制作用放大微弱信号,输出信号在电压或电流的幅度上得到了方法,输出信号的能量得到了加强。2、输出信号的
19、能量实际上是由直流电源提供的,只是经过三极管的控制,使之转换成能量,提供给负载。3.5发射电路框图3.6发射电路原理图3.7信号调频及载波震荡3.7.1起振过程在震荡电路接通电源的瞬间,电路中的电流突变,以及电路内不可避免的噪声和干扰,都成了振荡电路的原始信号。这些原始信号都很微弱,但只要起振时AF大于1,这些微弱的信号通过放大正反馈放大再反馈如此反复循环,就可以由大到小,迅速的震荡起来。3.7.2正弦波振荡电路的分类按选频网络的元件类型,由把电阻、电容组成选频网络的振荡电路称为RC振荡电路,由把电感、电容组成选频网络的振荡电路称为LC震荡电路,由把石英晶体组成的振荡电路称为石英晶体振荡电路3
20、.7.3频率调制的合成技术最基本的FMinstrument包括两个正弦曲线振荡器,一个是稳定不变的载波频率fc(CarrierFrequnecy)振荡器;一个是调制频率fm(ModulationFrequency)振荡器。载波频率被加在调制振荡器的输出上。载波振荡器是一个带有fc频率的简单的正弦波频率,当调制器发生时,来自调制振荡器的信号,即带有fm频率的正弦波,驱使载波振荡器的频率向上或向下变动,比如,一个250Hz正弦波的调制波,调制一个1000Hz正弦波的载波,那么意味着载波所产生的1000Hz的频率,每秒要接受250次的影响产生的调制。调制体和载波体都是有频率、振幅、波形的周期性或准周
21、期性振荡器。在频率调制技术中,调制体的振幅同样对频率调制起关关键作用,调制体振幅影响着载波频率调制后变化的深度,假如调制信号的振幅是0,就不会出现任何调制,因此说,就像在振幅调制(AM)中,调制体的频率对载波体的振幅有影响一样,在频率调制(FM)中,载波的频率变化同样受调制体振幅大小变化的影响。3.7.4调频波的特点调频波(调频信号)的特点是:其频率随调制信号振幅的变化而变化,而它的幅度却始终保持不变。当调制信号的幅度为零时,调频波的频率称为中心频率0。当用一完整的调制信号(即调制信号的幅度作正负变化)对高频载波进行调频时,调频波的频率就围绕着0而随调制电压线性地改变。当调制信号向正的方向增大
22、时,调频波的频率就高于中心频率;反之,当调制信号向着负的方向变化时,调频波的频率就低于中心频率。可见,调制信号的幅度越大,频率的偏移也越大,调频波以其频率的变化代表着调制信号的特征。3.8接收电路3.8.1接收电路框图3.9元件的选择与制作3.91元件的选择红外发射管VD2、VD3、VD4、VD5选用EIR-250C或SE303,红外接收管VD8、VD9选用PH302或PHT605C,变容二极管VD1,VD7选用MV2105或2CB14A,VT1、VT8选用9014(值大于200),VT2、VT3、VT4、VT9、VT11、VT12选用9018(值大于100),VT5选用9015(值大于150
23、),VT6、VT7选用8050(值大于200),VT10选用场效应K161,IC1,JC2选用MC3361,IC3选用TDA2822。3.9.2制作本制作中所用到的中周采用半导体收音机的中周改制而成。先将中周原来的绕线去掉,再用0.06mm的漆包线进行绕制。左声道(2.3MHz)数据如下:T1用0.06mm的漆包线在“工”字型磁芯上绕51匝并在10 匝处留出一个抽头,T3、T4初级绕21匝,次级绕3匝,T5绕53匝。右声道(2.8MHz)数据如下:T2用0.06mm的漆包线在“工”字型磁芯上密绕45匝并在9匝处留出一个抽头,T6、T7初级绕16匝,次级绕3匝,T8绕46匝。3.10调试方法确认
24、所有元件焊接无误后即可进行调试。3.10.1测量各级的电流。参考数据如下:接收电路中红外接收二极管VD8、VD9的总电流为5uA,VT10的楼及电流为2.0mA,集电极电流为0.3mA,VT12集电极电流为0.6mA,发射电路中振荡极VT2、VT9的集电极电流为0.4mA,VT3、VT4、VT5集电极电流为5.0mA,VT6集电极电流为100mA,以上的数值至关重要,如偏差过大,要通过改变相关元件的数值来进行调整,这里要特别注意的是,红外接收二极管VD8、VD9要反向接入电路,否则很容易损坏。3.10.2发射电路的调试(以左声道为例)。首先准备一个具有频率计显示功能的短波收音机,将波段调到最低
25、端,使其能接收2.3MHz附近的短波信号(虽然发射电路发射的是调频思念好,但其中也有调幅成分,可以被短波收音机接收到,只是音质较差)。在发射器的音频输入端输入一个音频信号,将短波收音机靠近发射电路,并对其进行调谐(一般来讲,按照电路图的数据焊接后,发射频率偏差不大,用短波收音机在2.3MHz附近应能够收到发射信号,只是频率稍有偏差),接收到信号后,读取收音机上显示的频率数值,并以此调整的才磁幅,使发射频率证号为2.3MHz即可。3.10.3接收电路的调整(以左声道为例)先将接收电路的音频输出端接到一个头戴式耳机上。并将接收电路靠近发射电路。线调节T3的磁帽,直到耳机中监听到的声音信号清晰洪亮而
26、噪声又最小为止。如果达不到要求,可同时调节T4、T5,这一过程要反复进行,直到音质清晰为止,再将接收电路远离发射电路,同时将红外线接收管对准发射管,反复调节T3、T4、T5使声音最清晰,再用高频腊将各磁帽固定,调试即告完成。最后用同样的方法对右声道进行调节。调试完毕后,可以在红外线发射管和接收管的外面覆盖上紫色的塑料罩,一提高抗干扰能力。最后将接收电路装入一个头戴式耳机中即可完成制作的全部过程。3.11所用集成块内部构造介绍1.MC3361芯片(1)MC3361芯片简介MC3361是低功耗窄带调频中放电路。内含混频器、振荡器、调频限幅中频放大器、检波器、滤波放大器、扫描控制和带延迟的静噪触发及
27、开关回路。 该电路的特点如下: 工作电源电压范围低Vcc(min)=2.5V; 功耗低(当Vcc=4.0V时,Icc=4.0mA); 灵敏度高(-3dB限幅灵敏度的典型值为2.0V); 外围元件少; 推荐工作电源电压范围:Vcc=2.5V7.0V; 采用双列直插16脚塑料封装(DIP16)和微形的双列16脚塑料封装(SOP16)。 (2)2MC3361芯片的参数最大额定值参数名称符号数值单位电源电压Vcc10混频器输入电压()V101.0静噪开关140.55.0检波输入电压V81.0工作环境温度20+70贮存温度4
28、0+150电特性参数名称符号测试条件最小典型最大单位电源电压2.57.0电源电流Icc静噪作用4.0静噪未作用6.0限幅灵敏度Vim限幅2.0检波器输出直流电压Vodc2.0检波器输出阻抗Zo400检波器输出音频电压VoVin-10mVrms100150滤波器增益Avff-10kHz,Vin-5Vems1028滤波器输出直流电压Vhdc1.5触发滞后电平Vr50静噪开关阻抗Rom静噪作用10Roff静噪未作用10扫描控制输出电压V13LV122V0.5V13HV120混频器增益Vvm24混频器输入电阻Rin3.2混频器输入电容Cin2.22.TDA2822芯片(1)TDA2822芯片的简介TD
29、A2822是一款双声道音频功率放大电路,有电路简单、音质好、电压范围宽等特点,适用于在袖珍式盒式放音机、收录机和多媒体音箱中作音频放大器。一般的集成功放电路外围元件较多且需要较大的散热器。TDA2822集成功放电路常用在随身听、便携式的DVD等音频放音用;功率不是很大但以可以满足您的听觉要求了,且有电路简单、音质好、电压范围宽等特点,是业余制作小功放的较佳选择。(2)TDA2822芯片引脚图及说明引脚说明:一脚三脚输出五脚八脚反馈二脚四脚正负电源六脚七脚输入引脚配置功能引脚端序号符号功能引出端序号符号功能1OUT1输出端15IN2(-)反向输入端22VCC电源6IN2(+)正向输入端23OUT
30、2输出端27IN1(+)正向输入端14GND地8IN1(-)反向输入端1TDA2822芯片的参数最大额定值参数名称符号数值单位电源电压VCC15V输出峰值电流Iop1A功耗Tamb=50PD1WTcase=501.4结温TJ150贮存温度Tstg-40+150TDA2822芯片的电特性参数名称符号测试条件最小典型最大单位电源电压VCC1.815V静态输出电压VO2.7VVCC=3V1.2V输入偏流IB100nA静态电流Iccq69mA输出功率(每一声道)Pof=1kHz THD=10 %RL=32VCC=9V300mWVCC=6V90120VCC=4.5V60VCC=3V1520VCC=2V5RL=16VCC=6V170220RL=8VCC=9V1
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