北邮红外通信收发系统的设计实验报告.docx

电子电路综合设计实验报告红外通信收发系统的设计与实现院系：信息与通信工程学院班级：班内序号：学号：姓名：指导老师：【实验名称】红外通信收发系统的设计与实现【摘要】语音和音乐等低频电信号一般不适合直接远距离传输，而是通过调制加载到光或者高频信号上传输出去。本次试验的内容，就是设计一个合适的红外收发电路，实现多种信号的传输。红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支，采用红外通信系统的设计方法来进行和目前世界上所采用的骨干通信网的光纤通信系统是有相同之处的，唯一重要的差别就是它们二者所采用的传输媒质不用，一个是大气，一个则是光纤。【关键词】关键词音频传输，调制，红外收发，自激，耦合。【实验目的】1、掌握简单的红外光通信系统的组成及设计原理；2、掌握通信电子系统方案设计、电路设计的方法；3、掌握红外发送、接收电路的设计原理和原则；3、熟悉电路仿真软件的使用；4、通过实验大家体会一下通信系统是一个怎样的工作模式，为今后更深层次的专业课的学习打下一个很好的基础。【实验要求】1、制定合理的实现方案，要求至少有两套红外设计的实现方法，理论计算出元件参数；2、电路设计。根据自己的实现方案，提出元器件清单，确定元器件型号、数量，从可选方案中选出一套；3、电路仿真和优化。运用Protel等工具软件对电路进行优化和仿真；4、用面包板来搭建电路并进行调试；测试电路完成的功能，记录测试数据，对于音乐电路，能得到清晰的音乐。【设计任务要求】基本要求：设计的正弦波振荡器：f =1kHz，Uopp=3V;所设计的正弦波振荡器的输出信号作为红外通信收发系统发送端的输入信号，在接收端可以接收到无明显失真的输入信号；接收端LM386增益设计G=200；2. 提高要求：利用音乐芯片产生乐曲，调制LED后发出，接收端接收到的信号利用喇叭可以将发送的乐曲无失真的播放出来，【设计思路及分块和总体结构】设计思路及总体结构框图如下：红外设计的总体构架上图是一个简单的红外通信系统的构造图，通过实验应该能进行模块化的设计，当然整个商用的红外光通信系统是相当复杂的，这里我们只考虑最基础和最必要的部分来完成整个红外光通信收发系统的设计。1.信号产生：这里利用了音乐芯片KD－9300或是LX9300来完成。LX-9300的接法kd-9300的接法信号产生也可以用RC振荡器构成，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，电流过大又容易毁坏发光管。红外光发送电路3.红外光接收模块的设计红外光接收电路4.高通滤波器红外接收的二极管都是光敏二极管，这样普通灯光也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。5.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，足以驱动0.8W的小喇叭。放大器LM3866.总体电路的设计（含电路图）7.系统调制：系统调制原则：根据电路原理先调制各单元电路，然后再整机调试。（1）第一步是调制发送电路。记录红外发射驱动电路的输出波形和红外管中的电流；（2）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50－200倍直至输出为正弦波，确保不是自激信号或干扰信号；（3）第三步是整机调试。将发送电路和接收电路放到一起，在发送端送入正弦小信号，观察输出信号波形；（4）按音乐芯片KD9300的接线方法焊好管脚，将芯片中音乐信号作为输入信号，能在喇叭中听到优美、无噪声的音乐。所实现的功能说明：本实验完成的基本功能为文氏桥ＲＣ振荡电路产生的振荡信号的传送和接收. 文氏桥ＲＣ振荡电路(前级)产生的一个频率为1.5kHz振荡信号,经具有分压式电流负反馈电路的共射放大电路(后级)的LED发射后由接收电路接收。1.主要测试方法:1）发射电路：发射部分是为红外管提供驱动电流的，因此静态工作点的调试是必须的。所以要按照一般三极管放大电路的调试方法来调试静态工作点，保证红外管得到足够的驱动。用电压表测量射极电阻Re1两端的电压，由此求出Ieq,利用Ieq ≈Icq得到Icq的值。然后进行交流调试，将信号发生器产生的正弦信号接入输入端，用示波器同时监测输入输出信号（输出信号取自发光管所在支路）。保证输出信号不失真无干扰。波形如下：2）接收电路：接收部分主要的功能是放大功率，所以必须进行增益调节。LM386有不同的接法，从而有不同的增益。实验中要调试使其实际能达到较大的增益。将接收管与LM386连接的电路断开，用函数信号发生器产生的信号代替接收管接收到的信号，分别测出输入和输出信号的幅度，由此计算出LM386的增益。增益情况波形如下：3）整体调试在分级调试完成的基础上进行整体调试。接好直流偏