【正文】 interference, high confidentiality of. At present, the rapid development. Especially with development of coding and modulation techniques, wireless infrared data munication data rate bees higher and higher, as many mobile devices, indoor office equipment and handheld devices, wireless data munication is an important way. In the textbooks and materials we can know infrared is a short distance, high speed munication means of munication, for we often use a close quarters, indoor means of munication, the wireless infrared munication with wireless cable unmatched and beyond the advantage. System is introduced in this paper mainly expounds the working principle of infrared voice munication and infrared voice munication process, detailed analysis of the system design of each circuit module, the optimal design scheme of the system are obtained and successful as might do a better show design. This syste m is divided into 11 modules: voice acquisition module, the sending end of audio and power amplifier module, the sending end lowpass filter, infrared emitting circuit, an infrared receiving circuit, the receiver of voltage amplification module and so on. The infrared emission module is mainly used in diode, LM358 will receive the signal of the amplification and conversion of the long power of the signal amplification and infrared emission tube. In the infrared receiving module, the infrared receiving tube is mainly used, and the signal is amplified by LM386 and amplified by power. Keywords: infrared munication。 transmit。 receive。 LM386。 LM358 紅外線語(yǔ)音通信系統(tǒng) III 前言 紅外通信由來已久，但是進(jìn)入 90 年代，這一通信技術(shù)又有新的發(fā)展，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。 1995 年，一個(gè)由部件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、外圍設(shè)備和電信廠商組成的大型集團(tuán) ──紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì) （ IrDA） 就紅外通信的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成一致。紅外數(shù)據(jù)協(xié) 會(huì)開發(fā)的這種新的無線通信標(biāo)準(zhǔn)還得到 PC 機(jī)產(chǎn)業(yè)的有力支持。 主要的開發(fā)廠商，已在計(jì)算機(jī)之間推出了采用這種高速紅外數(shù)據(jù)通信的 PC機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和手持式個(gè)人數(shù)字助理 （ PDA） 的設(shè)備。此外，紅外通信已經(jīng)用在大多數(shù)新的筆記本計(jì)算機(jī)中，逐漸成為一種最成本效益高和使用方便快捷的無線通信技術(shù)，慢慢的占據(jù)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。 經(jīng)過 40 多年大發(fā)展，中國(guó)在紅外技術(shù)研究方面已經(jīng)取得了重大的進(jìn)步，建成了專業(yè)研究所、紅外物理實(shí)驗(yàn)室和眾多的研究課題組。一批高等院校中，也設(shè)立了紅外專業(yè)或包含紅外專業(yè)的光電技術(shù)系，一批民營(yíng)企業(yè)、股份制 企業(yè)相繼誕生，已經(jīng)形成了不同規(guī)模的產(chǎn)品。 近幾年，隨著智能化設(shè)備越來越普及，紅外通信技術(shù)因其抗干擾性能突出，從而被廣泛的應(yīng)用到針對(duì)智能機(jī)器人、智能電器、智能家居的設(shè)計(jì)方案中。紅外通信是最常用的近距離無線通信方式之一，采用紅外通信的優(yōu)點(diǎn)是低成本、高速率且低功耗，因此也就成為設(shè)計(jì)便攜式遙控器的首選。除此之外，在廣泛的基于單片機(jī)的智能家居設(shè)計(jì)中，紅外通信也作為單片機(jī)之間的通信手段，并且與電信市話通信手段在做融洽的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家居異常情況的監(jiān)控，例如 （ 盜竊、火警、燃?xì)庑孤?、漏水?） 電話遠(yuǎn)程報(bào)警、遠(yuǎn)程遙控等功能 [1]。 本次設(shè)計(jì)的的主要內(nèi)容，用電壓放大電路和濾波放大電路對(duì)語(yǔ)音采集端的信號(hào)進(jìn)行方法和濾波，通過紅外線發(fā)射管和電阻組成的發(fā)射電路進(jìn)行發(fā)射，接收電路由紅外線接收管接收到之后，在進(jìn)行音頻功率放大和電壓放大，最后在喇叭和耳機(jī)端得到語(yǔ)音信號(hào)。本設(shè)計(jì)的預(yù)期目的：利用紅外發(fā)光管和接收管作為收發(fā)語(yǔ)音的元器件，來實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的傳輸，傳輸距離在 02m之間。 紅外線語(yǔ)音通信系統(tǒng) 1 1 紅外線語(yǔ)音通信系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 隨著計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的發(fā)展，紅外通訊技術(shù)利用紅外線來傳遞數(shù)據(jù)，是無線通訊技術(shù)的一種，當(dāng)然我認(rèn)為也是最高效的一種。利用紅外線通 信是目前使用較廣泛的一種通信方式。由于紅外線通信具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，在彩電之后，錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)機(jī)以及玩具等其他小型家庭生活電器上也紛紛采用紅外線通信技術(shù)，不僅通信性能非?？煽浚夷苡行У馗綦x來自其他電器的干擾。那么總結(jié)一下來說單片機(jī)是目前設(shè)計(jì)應(yīng)用中用得比較廣泛的器件，因?yàn)閱纹窓C(jī)可以通過軟件編程用不同代碼片段來達(dá)到滿足不同的功能，實(shí)現(xiàn)我們生活或者其他方面需要用到的各種各樣不同的功能，具有靈活性強(qiáng)、可靠性高，可擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)。 紅外光通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 語(yǔ)音采集所需要的環(huán)境 在教室或是實(shí)驗(yàn)室一些噪音較小的環(huán)境中采集，我所設(shè)計(jì)的電路是一個(gè)環(huán)形電路，聲音可以來回傳播，容易被噪聲和聲音的共鳴干擾。 語(yǔ)音的采集 在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中我們可以用自己發(fā)出來的聲音或是我們手機(jī)播放器發(fā)出聲音，但是對(duì)于我的這個(gè)作品來說如果想要得到清晰的不受外界干擾的語(yǔ)音就需要使用耳機(jī)來作為輸入語(yǔ)音信號(hào)的工具，因?yàn)檫@樣可以減少干擾，我們盡量把傳輸?shù)木嚯x控制在 2m，在兩米之內(nèi)，我們耳機(jī)和喇叭都可以正常聽到，若是距離大于兩米，喇叭就會(huì)出現(xiàn)共振。 控制和管理 隨著現(xiàn)在無線 技術(shù)的不斷創(chuàng)新，有好多對(duì)紅外通信的做出不斷創(chuàng)新的人才，比如我在網(wǎng)上查看的資料中，可以加入一個(gè)單片機(jī)來解決噪音以及共鳴得到問題等等，但是很遺憾我沒有實(shí)現(xiàn)。分別使用了 ML386 和 LM358 兩種不同的功率放大器，來盡量?jī)?yōu)化我的設(shè)計(jì)。 紅外線語(yǔ)音通信系統(tǒng) 2 方案的提出與選擇 所謂的 數(shù)字通信 就 是指把 在發(fā)射端接受到的語(yǔ)音 信號(hào)放大后 傳輸?shù)?A/D 轉(zhuǎn)換中進(jìn)行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換， 再 由單片機(jī) 中嵌入的程序 控制 A/D 芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)紅外 接收端的紅外線接收管 接收到 信號(hào) 后 ， 單片機(jī)對(duì)接收到的 信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，之后將處理好的信號(hào) 數(shù)據(jù)傳入 D/A 轉(zhuǎn)換器 進(jìn)行轉(zhuǎn)化之 后 ，傳輸濾波電路和 功率放大 電路進(jìn)行處理，最后將處理好的語(yǔ)音信號(hào) 輸出，原理如圖 所示 。 圖 紅外數(shù)字通信原理圖 用電壓放大電路和濾波放大電路對(duì)語(yǔ)音采集端的信號(hào)進(jìn)行方法和濾波，通過紅外線發(fā)射管和電阻組成的發(fā)射電路進(jìn)行發(fā)射，接收電路由紅外線接收管接收到之后，在進(jìn)行音頻功率放大和電壓放大，最后在喇叭和耳機(jī)端得到語(yǔ)音信號(hào)。 AM 調(diào)制通信就是 把接收到的語(yǔ)音信號(hào)傳送到放大電路中放大，之后經(jīng)過紅外線發(fā)射直接發(fā)射出去 ， 通過紅外發(fā)射管把電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào) ， 這個(gè)過程就是通過紅外線傳輸語(yǔ)音信號(hào)的過程 。 紅外線接收管 接收到紅外 信號(hào)后 把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，在傳入功率放大電路中進(jìn)行放大和濾波，最后把信號(hào)傳輸?shù)揭纛l輸出也就是揚(yáng)聲器中，對(duì)處理好的電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音信號(hào)輸出 ，原理如圖 所示。 話筒 音頻輸入 濾 波 前 置 放 大 中級(jí)放大 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 門 電 路 出 驅(qū) 動(dòng) 電 路 單片機(jī) 放 大 整 形 單 片 機(jī) D/A 轉(zhuǎn) 換 器 選 鐘 放 大 fandango放 濾 波 喇 叭 耳 機(jī) 紅外線語(yǔ)音通信系統(tǒng) 3 圖 AM調(diào)制通信的原理圖 在通信的課程中我們了解到 FM 調(diào)制通信就是利用鎖相環(huán)技術(shù)（簡(jiǎn)稱為PLL）對(duì) 語(yǔ)音采集端 輸入的 語(yǔ)音 信號(hào)進(jìn)行 放大濾波 之后送入紅外 發(fā)射管傳輸?shù)挠晒庑盘?hào)轉(zhuǎn)化的調(diào) 頻信號(hào)， 接收端的 接收 到 的調(diào)頻信號(hào) 之后再次采用 用鎖相環(huán)技術(shù) 不過這時(shí)是 進(jìn)行解調(diào)， 經(jīng)過 解調(diào)后的信號(hào)送入功率放大 電路 處理之后進(jìn)行輸出，調(diào)制 原理如圖 所示。 圖 FM 調(diào)制原理圖 通過上面的比較可以看出使用數(shù)電知識(shí)來設(shè)計(jì)電路，要涉及到單片機(jī)以及信號(hào)系統(tǒng)和電路基礎(chǔ)的課程之后，還涉及到高數(shù)上面的計(jì)算，對(duì)于專業(yè)知識(shí)不是他別精通的人來說是個(gè)很大的挑戰(zhàn)，并且在使用單片機(jī)的過程當(dāng)中仍然會(huì)遇到一些不可避免的問題，還有一個(gè)問題就是利用單片機(jī)的話成本會(huì)高一些，在實(shí)現(xiàn)功能相同，效果相近的情況下，還是應(yīng)該選擇一個(gè)性價(jià)比高的方案。 本次的設(shè)計(jì)，原來的思路是想用數(shù)字通信方面的知識(shí)，也就是利用單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)來通過模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的 通信，但是經(jīng)過實(shí)際操作電路來驗(yàn)證的過程中，發(fā)現(xiàn)本人的知識(shí)點(diǎn)和能力不足以支持思想的實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)不了音頻信號(hào) 放大發(fā)送 接收放大 功率放大 音頻輸出 音頻信號(hào) 放大發(fā)送 接收放大 功率放大 音頻輸出 鎖相環(huán)調(diào)頻 鎖相環(huán)解調(diào) 紅外線語(yǔ)音通信系統(tǒng) 4 本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求，所以之后就選用了使用純模電電路來進(jìn)行本次設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中依然還是參考了數(shù)字技術(shù)的一些放大器和放大電路的設(shè)計(jì)思路。來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 總體設(shè)計(jì)思路 選擇紅外光的原因：無線通信方式可以分為電信號(hào)、超聲波和紅外線等等。由于電信號(hào)的使用方式比較傳統(tǒng)，所以我選擇超聲波和紅外線做為我的首要思路。那么我對(duì)超聲波和紅外線這兩種方式也做了一些對(duì)比和比較。超聲波通信的話，頻帶較窄，容易受噪聲干擾，系 統(tǒng)抗干擾能力差。那么紅外線不會(huì)向室外泄露，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾，反應(yīng)速度快，傳輸效率高。所以我選擇了這個(gè)紅外線課題。來實(shí)現(xiàn)我想用紅外線來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的語(yǔ)音信號(hào)的傳輸。 (1)紅外線的特點(diǎn) 我們的眼睛所能看到的光稱為可見光，這些可見光按照波長(zhǎng)排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。紅光的波長(zhǎng)范圍為 ～ ，我們把比紅光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光叫紅外線。我們的有一般家庭常用到的電視遙控器的紅外線遙控器就是利用波長(zhǎng) ～ 。 紅外線的特點(diǎn)是對(duì)其他電器設(shè)備工作干擾比較小， 對(duì)周邊環(huán)境的要求也不是很高，一般不會(huì)相互影響。最后就是紅外線的電路具有調(diào)試簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 (2)紅外線發(fā)射和接收 我們所涉及到的需要用