紅外收發(fā)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告new

1、個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用北京郵電大學(xué)模電綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告紅外通信收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué) 院： 信息與通信工程學(xué)院班級(jí)： 2018211122班_姓 名：葉南陽(yáng)_學(xué)號(hào)： 10210810_日期：2018年 4 月目錄一、報(bào)告概要 21、課題名稱 22、報(bào)告摘要 2個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用3、關(guān)鍵詞 2二、設(shè)計(jì)任務(wù)要求2三、所用元器件及測(cè)試儀表清單3四、設(shè)計(jì)思路與總體結(jié)構(gòu)圖3五、設(shè)計(jì)背景 , 思路及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)41、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化42、電源電路設(shè)計(jì)63、語(yǔ)音信號(hào)的設(shè)計(jì)方案74、紅外光發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)方案85、紅外光接收模塊的設(shè)計(jì)方案106、高通濾波器 14六、電路所實(shí)現(xiàn)功能和實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)14七、故障及問(wèn)

2、題分析15八、實(shí)驗(yàn)總結(jié)與結(jié)論15九、實(shí)驗(yàn)探究 16十、參考文獻(xiàn) 19紅外通信收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基礎(chǔ)的紅外光通信系統(tǒng),包括發(fā)送端與接收端兩部分,由信號(hào)產(chǎn)生 ,信號(hào)放大 ,紅外發(fā)送 ,光信號(hào)接收 ,濾波 ,放大 ,輸出電路組成。輸入的信號(hào)經(jīng)單管放大電路通過(guò)紅外發(fā)送管發(fā)送,接收到的信號(hào)經(jīng)高通濾波模塊去除背景噪聲后由音頻放大輸出 .實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展使用 KD9300 音樂(lè)芯片作為輸入 ,0.8w 小喇叭為接收端負(fù)載 ,對(duì)電路進(jìn)行了改進(jìn) ,使晶體管處于盡限運(yùn)用狀態(tài) ,提高發(fā)送能力 ,同時(shí)設(shè)計(jì)電源濾波電路 ,通過(guò)對(duì)電路分布參數(shù)進(jìn)行分析 ,改進(jìn)了電路物理結(jié)構(gòu)組織 ,降低了噪聲 ,抑制了分布參數(shù)造成

3、的電路不穩(wěn)定的現(xiàn)象 ,使經(jīng)測(cè)試可達(dá) 10M 以上的傳輸距離 ,音樂(lè)清晰 ,效果良好 .關(guān)鍵詞：紅外通信；改進(jìn)；分布參數(shù)分析個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用一、報(bào)告概要課題名稱紅外通信收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)二、設(shè)計(jì)任務(wù)要求1、基本要求：1) 設(shè)計(jì)一個(gè)正弦波振蕩器， f>=1kHz 。 U>=3V 。2) 所設(shè)計(jì)的正弦波振蕩器的輸出信號(hào)作為紅外光通信收發(fā)系統(tǒng)的發(fā)送端得輸入信號(hào)，在接收端可接收到無(wú)明顯失真的輸入信號(hào)；3) 要求接收端 LM386 增益設(shè)計(jì) G=200；4) 設(shè)計(jì)該電路的電源電路 <不要求實(shí)際搭建），用 PROTEL 軟件繪制完整的電路原理圖 <SCH）及印制電路板圖 &

4、lt;PCB）；2、提高要求：利用音樂(lè)芯片產(chǎn)生樂(lè)曲，調(diào)制 LED 后發(fā)出，接收端接送信號(hào)利用喇叭將信號(hào)無(wú)失真的播放出來(lái)。3、探究環(huán)節(jié)：探究其他紅外收發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，數(shù)字調(diào)制的解決方案，給出應(yīng)用方案。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)電路進(jìn)行分析改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了所有的基本要求，并且實(shí)現(xiàn)了提高要求，使電路能播放出清晰的門鈴聲，并使得傳輸距離可以達(dá)到 10m 左右。三、所用元器件及測(cè)試儀表清單表 1 所用元器件及測(cè)試儀表清單電路元器件測(cè)試儀器集成運(yùn)算放大器LM386<1個(gè)）直流穩(wěn)壓電源音樂(lè)芯片KD9300<1個(gè)）函數(shù)信號(hào)發(fā)生器發(fā)光管302、接收管303萬(wàn)用表可變電阻器<10k、100k）示波

5、器面包板 <2 個(gè)）晶體管毫伏表個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用電阻電容若干導(dǎo)線若干二極管若干其他四、設(shè)計(jì)思路與總體結(jié)構(gòu)圖語(yǔ)音和音樂(lè)等所產(chǎn)生的電信號(hào)和其他低頻電信號(hào)一樣，一般不直接進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，而是經(jīng)過(guò)放大后對(duì)發(fā)射機(jī)的高頻振蕩進(jìn)行調(diào)制，然后將此攜帶有低頻信號(hào)的高頻已調(diào)制信號(hào)，通過(guò)一定的媒介傳輸出去。紅外數(shù)據(jù)傳輸，使用傳輸介質(zhì)紅外線。紅外線是波長(zhǎng)在750nm-1mm 之間的電磁波，是人眼看不到的光線。紅外數(shù)據(jù)傳輸一般采用紅外波段內(nèi)的近紅外線，波長(zhǎng)在 0.75-25um 之間。紅外通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是光通信系統(tǒng)的一個(gè)重要分支，紅外通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和目前世界上所采用的骨干通信網(wǎng)的光纖通信系統(tǒng)有相同之處

6、的，唯一重要的差別就是它們二者所采用的傳輸媒質(zhì)不同，一個(gè)是大氣，一個(gè)則是光纖。一個(gè)簡(jiǎn)單的光通信收發(fā)系統(tǒng)如圖1 所示：圖 1 光通信收發(fā)系統(tǒng)圖當(dāng)然整個(gè)商用的紅外光通信系統(tǒng)是相當(dāng)復(fù)雜的，這里我們只考慮最基礎(chǔ)最必要的部分來(lái)完成紅外通信收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用五、設(shè)計(jì)背景 , 思路及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化通常的通信系統(tǒng)大約有以下幾個(gè)部分構(gòu)成：信源、發(fā)送設(shè)備、傳輸介質(zhì)、接收設(shè)備、信宿。傳輸介質(zhì)分有線和無(wú)線兩種，有線通常為電纜或者光纖，無(wú)線傳輸為微波或者紅外等方式。紅外傳輸具有成本低、體積小、反射性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在嵌入式、遙控器等產(chǎn)品上。信源發(fā)送設(shè)備傳輸介質(zhì)接收設(shè)備信宿(噪聲源

7、 >發(fā)送端接收端圖2通信系統(tǒng)原理圖由圖 2 可知 ,信源通過(guò)調(diào)制電路調(diào)制，放大電路放大后輸出，在此級(jí)，由參考文獻(xiàn) 2 可知，在信號(hào)輸入的第一級(jí)應(yīng)當(dāng)盡量降低噪聲系數(shù)和增大放大倍數(shù),以減小后級(jí)電路噪聲對(duì)總電路噪聲系數(shù)的影響，在信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制后,具有較強(qiáng)的抗干擾能力，在經(jīng)過(guò)傳輸介質(zhì)后，信號(hào)的信噪比降低，主要有高頻噪聲和低頻噪聲，在音頻范圍內(nèi)運(yùn)用時(shí)，因信號(hào)頻率在1000Hz-22000Hz 左右，主要考慮濾除低頻噪聲和高頻天電噪聲 .以 F 表示噪聲系數(shù) ,可得(1>由(1>式可得 , 將傳輸介質(zhì)視為一級(jí)放大電路，其功率放大倍數(shù)Ap2<<1，將接收級(jí)電路視為第三級(jí)放大電路，

8、其功率放大倍數(shù) Ap3>>1.要降低總的噪聲系數(shù)，起關(guān)鍵作用的是在發(fā)送端必須采用低噪聲電路，同時(shí)又要盡量增大發(fā)射級(jí)電路的功率放大，同時(shí)，由 (1>式可得 :由于 Ap2 較小 ,Ap1,Ap2 必須足夠大才能降低傳輸介質(zhì)的衰減效應(yīng)和噪聲的加入對(duì)整級(jí)電路的影響，同時(shí)應(yīng)采取對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以降低傳輸介質(zhì)對(duì)電路正常工作的影響。紅紅RC高通信號(hào)放大外外發(fā)接濾波器模塊送收輸電電出路路音頻功率級(jí)放大器增益控制模塊個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用圖 3 紅外通信系統(tǒng)框圖2、電源電路設(shè)計(jì)圖 4電源電路原理圖設(shè)計(jì)電源電路時(shí)，首先考慮到輸入到電路中的能量源是220V 交流電源，首先經(jīng)過(guò)變壓器電路降低

9、電壓，使電路能安全工作，然后經(jīng)由兩個(gè)互補(bǔ)的橋式整流電路，將大幅度的正弦波由兩條支路轉(zhuǎn)化為半個(gè)正弦波的周期信號(hào)，以加強(qiáng)信號(hào)的直流成分，提高整流的效率，然后經(jīng)由RC 低通濾波器增強(qiáng)電源信號(hào)的直流成分，然后再由模擬集成電路整流穩(wěn)壓后可得到穩(wěn)定的5V 直流電輸出，并經(jīng)過(guò)一級(jí)由接成深度負(fù)反饋狀態(tài)的集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的射級(jí)跟隨器可得穩(wěn)定的5V 電壓，并起到個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用與外界電路隔離的作用，并使得電源電路可以近似的視為一個(gè)理想的電壓源，通過(guò)設(shè)置反饋電阻的大小，可以改變電源提供的電壓，并且便于作多級(jí)擴(kuò)展，可以輸出多種不同電壓，滿足多樣化的需求，降低成本，在電路中電源電流通路均由大電容接地，以減小

10、50Hz 信號(hào)的干擾，增強(qiáng)電源電壓信號(hào)的純凈度 ,防止對(duì)后級(jí)電路產(chǎn)生干擾。圖 5 電源電路PCB 版圖 6 電源電路PCB3D 圖3、語(yǔ)音信號(hào)的設(shè)計(jì)方案(a>、直接采用信號(hào)發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生單音頻信號(hào)。(b>、利用 RC振蕩器設(shè)計(jì)和搭建一個(gè)振蕩信號(hào)，并使用Pspice軟件進(jìn)行了仿個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用真，可得 RC振蕩器如圖 7 所示。圖 7RC 振蕩電路(c>、利用 LX-9300系列芯片構(gòu)成音樂(lè)集成電路，發(fā)出電信號(hào)，如圖8 所示。圖 8音樂(lè)芯片4、紅外光發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)方案首先設(shè)計(jì)的是發(fā)送端。因?yàn)閭鬏斝盘?hào)為紅外線，使用紅外發(fā)光管發(fā)送，不存在無(wú)線電傳輸時(shí)天線尺寸的問(wèn)題，故不經(jīng)過(guò)編

11、碼和調(diào)制直接放大后發(fā)送。紅外發(fā)送管的交流電阻較低，故應(yīng)給其提供近似電流源的輸出信號(hào)，考慮到晶體管在共射極時(shí)從集電極看進(jìn)去的輸出電阻較大，而共基極時(shí)增益偏小的特點(diǎn)，選擇單管共發(fā)射極放大電路，此時(shí)，紅外發(fā)送管可獲得較大的電流變化。設(shè)計(jì)了一個(gè)共發(fā)射極的放大電路，調(diào)整基極偏置，但輸入模擬信號(hào)，晶體管集電極電流隨模擬信號(hào)強(qiáng)度的變化而變化， LED 的輸出光功率也隨模擬信號(hào)而變化，從而可以將輸入信號(hào)發(fā)送出去。個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用圖 9 紅外通信系統(tǒng)發(fā)送端電路原理圖由 (1>式可知，為了盡量增加電路的發(fā)送功率，將三極管置于盡限運(yùn)用狀態(tài)，為了保護(hù)紅外發(fā)射管 LED，將 LED 串接一個(gè) 10 歐的電

12、阻，防止調(diào)試過(guò)程中由于 LEDPN結(jié)的指數(shù)伏安特性，損壞 LED,同時(shí)在實(shí)際調(diào)測(cè)時(shí)，由實(shí)際三極管 值，可以算出三極管處于盡限運(yùn)用狀態(tài)時(shí)各個(gè)電阻的值，同時(shí)為了降低負(fù)反饋對(duì)增益的影響，應(yīng)適當(dāng)降低負(fù)反饋電阻 Res1 和 Res2 的值，以降低負(fù)反饋，提高電路增益同時(shí)可在電源端加連上一個(gè) 2200 F 大電容和 200 F 小電容接地，以盡量減小電源噪聲對(duì)電路的干擾。由上可以設(shè)計(jì)出發(fā)送端電路 PCB版圖 , 如圖 10 所示。圖 10紅外通信系統(tǒng)發(fā)送端電路PCB 版圖個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用圖 11紅外通信系統(tǒng)發(fā)送端電路3D 效果圖5、紅外光接收模塊的設(shè)計(jì)方案由以上系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化中的分析可得，接

13、收電路需要盡量增大增益并且增益的大小決定了傳輸距離的遠(yuǎn)近和對(duì)信道噪聲的抑制效果，以得到令人滿意的效果。同時(shí)，由紅外發(fā)送管 LED 的工作原理可知，在較大電流工作狀態(tài)下，紅外發(fā)送管存在較大的散粒噪聲(2>由 (2>式可得：散粒噪聲的功率譜密度 Si(f>與電流成正比，由散粒噪聲在各個(gè)頻段均有功率，干擾較大，且不可避免，要抑制干擾，關(guān)鍵在于濾除不需要的信號(hào)。其中，光電檢測(cè)器是光接收機(jī)的第一個(gè)關(guān)鍵部件，其作用是將光信號(hào)變換成為電信號(hào)，在本系統(tǒng)中采用光電二極管302。紅外光接收模塊的電路圖如12 所示。圖 12紅外通信系統(tǒng)接收端電路原理圖由紅外LED 原理，使用紅外線作為傳輸信號(hào)，必

14、須在接收端去除燈光等背景個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用噪聲的干擾，本實(shí)驗(yàn)采用 RC 可調(diào)電阻式高通濾波器作為前級(jí)濾波電路，選擇定容電容 ,可變電阻，由 MATLAB 軟件繪制該高通濾波器的幅度相應(yīng)如圖 13 所示?？梢钥闯?，在音頻頻段 (1500-3500Hz>，對(duì)原始信號(hào)衰減較弱，而低頻噪音段，衰減很大 <約 100 倍）。同時(shí) Rp 還有調(diào)節(jié)后級(jí)差分放大電路的輸入大小的作用。圖13高通濾波器幅頻特性圖由紅外接收302 管的工作原理可得，紅外接收管當(dāng)接收到外來(lái)的紅外頻段的光子能量，將其轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，同時(shí)由紅外接收管LED 的指數(shù)特性，當(dāng)加在接收管上的偏置電壓較大時(shí)，電壓變化對(duì)電流變化

15、不敏感，33K 電阻對(duì)調(diào)節(jié)接收級(jí)電路靈敏度有著重要的作用，由式(1>可得，應(yīng)使其增益適應(yīng)信號(hào)的大小與信噪比，以盡量提高電路的靈敏度，減小噪聲影響。下面分析 LM386 音頻放大電路， LM386 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器 <圖 14），主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。輸入端以地位參考，封裝形式有塑封 8 引線雙列直插式 <如圖 15）。電壓增益內(nèi)置為 20，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)增益為200，故按照器件手冊(cè)給出的典型應(yīng)用圖，在 1、8 管腳之間連接的電容，同時(shí)在7腳與地之間連接濾波旁路電容。整個(gè)接收級(jí)電路如圖12 所示。個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用圖 14. LM386 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

16、圖圖 15. LM386 封裝圖圖 16.增益 G=200 的連接圖由圖 14 可知， LM386 由以下幾個(gè)部分組成，首先是由兩個(gè)接成共射組態(tài)的復(fù)合三極管組成差分放大電路，并由后級(jí)兩級(jí)工作在甲乙類放大電路的射級(jí)跟隨器驅(qū)動(dòng)，同時(shí)使用二極管對(duì)射級(jí)跟隨器進(jìn)行直流偏置，使其工作在甲乙類狀態(tài)，同時(shí)為了簡(jiǎn)化電路，電路輸入時(shí)只提供一端輸入，另一端輸入接地，為了保證輸入交流信號(hào)時(shí)電路的對(duì)稱性， LM386 的分流端必須接一個(gè)較大的電容接地，同時(shí)由共射電路增益公式可知：個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用<3）可以通過(guò)控制 GAIN 端連接的電阻的大小控制電路增益，為了使電路增益在200 以上，必須在 1-8 之間

17、接一個(gè)電容，或阻值較大的電阻，但同時(shí)必須保證增益不能超出晶體管的工作范圍，產(chǎn)生非線形失真。由 <3）式計(jì)算可得： A=200 時(shí)電路的連接如圖16 所示。圖 17紅外通信系統(tǒng)接收端電路PCB 板圖圖 18紅外通信系統(tǒng)接收端電路PCB 效果圖同時(shí)對(duì)電路分布參數(shù)進(jìn)行分析，電路存在密勒電容效應(yīng)，由計(jì)算可知，會(huì)產(chǎn)生個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用534Hz 的正弦波諧振信號(hào)，對(duì)電路工作產(chǎn)生影響，此時(shí)可以改進(jìn)電路連接，使電容電阻跨接于板中間絕緣層兩邊，以減小分布參數(shù)的影響。6、高通濾波器紅外接收的二極管是光敏二極管，普通燈光也對(duì)其有一定程度的影響，為了獲得更好的效果，在輸出端加了一個(gè) HPF，消除恒定的外

18、接低頻信號(hào)的干擾，這樣接收效果和靈敏度都得到了顯著的提高。六、電路所實(shí)現(xiàn)功能和實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)、調(diào)試發(fā)送電路。通過(guò)測(cè)試，紅外發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路中紅外管的電流為 30-40mA之間。、調(diào)試接收電路。去掉紅外管，在輸入端加一個(gè)正弦小信號(hào)，用示波器同時(shí)觀測(cè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，在信號(hào)不失真的前提下，可以測(cè)試得到放大增益為50-200倍。、整機(jī)調(diào)試。將 9300A 芯片中的音樂(lè)信號(hào)作為輸入信號(hào)，發(fā)送電路中的二極管對(duì)準(zhǔn)接收電路中的二極管，在一定的距離之內(nèi)，能在喇叭中聽(tīng)到無(wú)噪聲的單音三聲門鈴。從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的無(wú)線傳輸。如下所示為實(shí)驗(yàn)中的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)匯總及數(shù)據(jù)測(cè)試方法實(shí)驗(yàn)完成了實(shí)驗(yàn)教程中的各項(xiàng)任務(wù)，同時(shí)進(jìn)行了擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，利用

19、音樂(lè)芯片產(chǎn)生樂(lè)曲，調(diào)制 LED 后發(fā)出接收端接收信號(hào)利用喇叭將發(fā)送的樂(lè)曲無(wú)失真地播放出來(lái)，音樂(lè)清晰，聲音洪亮，效果良好。具體各項(xiàng)數(shù)據(jù)均以匯總到表2 中。表 2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總2.9V27mA1/190/1.6V10M8M各數(shù)據(jù)測(cè)量方法 ：1. 靜態(tài)工作點(diǎn)，使用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量基極到地之間的電位差獲得，同時(shí)測(cè)得發(fā)射極到地的電位差，利用計(jì)算得。個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用2.增益，首先將輸入信號(hào)調(diào)為正弦，發(fā)送端幅度1V 左右，接收端輸入幅度0.01V 左右 <因運(yùn)放的滿幅輸出為2.5V，增益約為 200，故輸入信號(hào)幅度不應(yīng)過(guò)大），利用雙蹤示波器測(cè)得輸入輸出幅度之比計(jì)算得增益。3. 輸出電壓，輸入正弦信

20、號(hào)，利用交流毫伏表在輸出端測(cè)得輸出有效電壓值。4. 最遠(yuǎn)傳輸距離，將音樂(lè)芯片的輸出加載到發(fā)送端，測(cè)試能發(fā)出清晰的聲音時(shí)的最遠(yuǎn)直線傳輸距離。七、故障及問(wèn)題分析主要存在兩方面的問(wèn)題比較突出： 信號(hào)失真主要是由于接收裝置自己產(chǎn)生的失真以及發(fā)送過(guò)程信號(hào)發(fā)生失真。對(duì)于前者，我們發(fā)現(xiàn)噪音主要是高頻信號(hào)，所以我們?cè)诶葍啥私尤肓说椭惦娙?。?duì)于發(fā)送過(guò)程失真，我們對(duì)電位器進(jìn)行電阻調(diào)節(jié)，知道輸出不失真。 送距離偏短問(wèn)題設(shè)置問(wèn)題經(jīng)上網(wǎng)了解，紅外發(fā)送管 302 的正常發(fā)送距離超過(guò) 10M，但是我們的系統(tǒng)距離最多沒(méi)有超過(guò) 1.5M ，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，我們主要從增加發(fā)送端的功率考慮，有以下幾個(gè)方式：增加發(fā)射電路的電路至 7

21、V；利用兩個(gè)發(fā)送管 并聯(lián)以增大發(fā)射功率。對(duì)于接收端，我們也可以在不產(chǎn)生明顯噪音的情況下增大 33k 電阻。 噪聲過(guò)大問(wèn)題，由以上分析可知，噪聲來(lái)源主要有熱噪聲，散粒噪聲，電源噪聲，和分布參數(shù)產(chǎn)生的密勒電容效應(yīng)產(chǎn)生的諧振波，可由以上方法消除。八、實(shí)驗(yàn)總結(jié)與結(jié)論1、 紅外通信是一種先進(jìn)的通信技術(shù)，利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā)，由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)兩部分組成。發(fā)射系統(tǒng)對(duì)一個(gè)紅外輻射源進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射紅外信號(hào)，而接收系統(tǒng)用光學(xué)裝置和紅外探測(cè)器進(jìn)行接收，就構(gòu)成紅外通信系統(tǒng)。2、通過(guò)這次紅外通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，我掌握了簡(jiǎn)單的紅外光通信系統(tǒng)的組成和設(shè)計(jì)原理，掌握了通信電子系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、電

22、路設(shè)計(jì)的方法。通過(guò)搭建實(shí)際電路，提高我的動(dòng)手能力以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)中也遇到了一些困難，信號(hào)傳輸時(shí)遇到了失真，分析原因很可能電路分布參數(shù)的問(wèn)題。在分析了電路的分布參數(shù)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用后改進(jìn)了電路的連線，并對(duì)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新調(diào)整，接收端最終得到了完美的無(wú)失真的正弦波形。本實(shí)驗(yàn)效果比較理想，以很低的成本便實(shí)現(xiàn)了一個(gè)能夠傳輸 8M 以上的通信系統(tǒng)，使我更加了解了紅外通信的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合，同時(shí)也清楚了作為短距通信的不足，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，感受最深的就是：無(wú)線通信，必須考慮把握就是傳輸介質(zhì)這一塊，光耦合 <無(wú)線電波）更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)檫@種看不見(jiàn)摸不著的介質(zhì)我們很難知道信號(hào)到底有沒(méi)有傳輸，更無(wú)

23、法輕易地像使用電壓表、示波器那樣使用空中電磁信號(hào)探測(cè)裝置測(cè)量。另外一點(diǎn)感觸就是，一個(gè)設(shè)計(jì)良好的 PCB電路板帶來(lái)的不僅是美觀、調(diào)試的便利，同時(shí)還有更少的干擾。經(jīng)過(guò)任老師的指導(dǎo)后，我們改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方法，盡量減少面包板上導(dǎo)線的數(shù)量，使電路橫平豎直，減少電磁干擾，于是我便適當(dāng)調(diào)整了電路的部分結(jié)構(gòu)，重新測(cè)試后果然效果明顯。另聯(lián)想到電子產(chǎn)品中曾經(jīng)爆出的飛線事件，更讓我深刻體會(huì)到了一個(gè)素質(zhì)優(yōu)良的工程師所應(yīng)該掌握的設(shè)計(jì)技巧是多么重要。3、通過(guò)查閱資料，我知道了紅外通信系統(tǒng)還可以用于其他領(lǐng)域，比如：在機(jī)場(chǎng)和飯店等地點(diǎn)使用步行傳真機(jī)和打印機(jī)，在這些地方利用紅外技術(shù)，掌上計(jì)算機(jī)用戶可以利用這些外設(shè)而勿需電纜。銀行的

24、ATM(柜員機(jī) >也可以采用紅外接口裝置。預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，紅外技術(shù)將在通信領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，數(shù)字蜂窩電話、尋呼機(jī)、付費(fèi)電話等都將采用紅外技術(shù)。紅外技術(shù)的推廣意味著計(jì)算機(jī)用戶不用電纜連接的新潮即將到來(lái)。九、實(shí)驗(yàn)探究探究數(shù)字系統(tǒng)中的紅外通信目前 ,IRDA 通信協(xié)議是目前主流的紅外通信協(xié)議，具有高速率，高保密性，高可靠性的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行改裝，進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，加裝IRDA 協(xié)議棧電路即可實(shí)現(xiàn)紅外數(shù)字通信，與現(xiàn)有的數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行交互。數(shù)字紅外通信是利用950nm 近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端采用脈時(shí)調(diào)制<PPM）方式，將二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制成某一頻率的脈沖序列，并驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)送出去；接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。簡(jiǎn)而言之，紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。目前無(wú)線電波和微波已被廣泛應(yīng)用在長(zhǎng)距離的無(wú)線通信中，但由于紅外線的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以更適合應(yīng)用在需要短距離無(wú)線通信場(chǎng)合點(diǎn)對(duì)點(diǎn)