【正文】 紅外語音通訊在國內(nèi)外的研究以及其發(fā)展的畢業(yè)論文目 錄第1章 緒論 1 背景和意義 1 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 1 主要設(shè)計內(nèi)容及預(yù)期目標 2第2章 紅外通信技術(shù)分析 3 紅外通信的基本原理及特點 3 紅外通信技術(shù)對計算機技術(shù)的沖擊 4 紅外通信技術(shù)開辟數(shù)據(jù)通信的未來 4第3章 系統(tǒng)的總體設(shè)計 6 方案的提出 6 通信方式的選擇 6 放大電路的選擇 9 發(fā)射部分電路設(shè)計 14 發(fā)射部分框圖 14 發(fā)射部分電路 15 信號放大部分 15 信號發(fā)射部分 21 接收部分電路設(shè)計 22 接收部分框圖 22 接收部分電路 23 音頻功率放大部分 23 信號顯示部分 27 信號采集部分 28 中繼部分電路設(shè)計 29 中繼部分框圖 29 中繼部分電路 29第4章 硬件的調(diào)試與測試 31 硬件的焊接調(diào)試 31 硬件電路的測試 31 發(fā)射部分 31 接收部分 32 中繼部分 33結(jié) 論 34參考文獻 35致 謝 36附錄 整體硬件電路 37第1章 緒論 背景和意義在日常生活中，電腦、電視等電器讓我們眼花繚亂，各種設(shè)備的線纜隨處可見，就連我們的聲音傳輸在很大程度上也依賴于各種各樣的電纜。這種采用有線方式來傳輸語音信號的系統(tǒng)必須有大量的電纜將收發(fā)端連接起來，聲音信號才能進行傳輸。有沒有一種無需電纜的連接就能實現(xiàn)聲音傳輸?shù)姆椒?？科學(xué)技術(shù)的日新月異，紅外技術(shù)的飛速發(fā)展給傳統(tǒng)的聲音傳輸帶來的很大的沖擊，為通信業(yè)帶來了無窮的希望和活力。紅外技術(shù)的應(yīng)用使得語音無線傳輸成為了可能，并使傳輸更加靈活、方便、高效。紅外技術(shù)是無線連接的鼻祖，是先進科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，主要應(yīng)用在遙控和傳輸方面。紅外傳輸以紅外光為載體，通過其在空中的傳播來傳輸語音和數(shù)據(jù)的傳輸方式。這種通信系統(tǒng)傳輸速度快，干擾小，可靠性高，適合多種近距離無限通信場合使用，例如教師的語音教學(xué)系統(tǒng)，家庭居室、圖書館、醫(yī)院等，在電子產(chǎn)品中具有官方的發(fā)展?jié)摿Α?國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀紅外通信由來已久，但是進入90年代，這一通信技術(shù)又有新的發(fā)展，應(yīng)用范圍更加廣泛。1995年，一個由部件、計算機系統(tǒng)、外圍設(shè)備和電信廠商組成的大型集團──紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(IrDA)就紅外通信的一套標準達成一致。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會開發(fā)的這種新的無線通信標準還得到PC機產(chǎn)業(yè)的有力支持。主要的開發(fā)廠商，已推出了在計算機之間采用這種高速紅外數(shù)據(jù)通信的PC機、筆記本計算機、打印機和手持式個人數(shù)字助理(PDA)設(shè)備[1]。此外，紅外通信的連通性已用在大多數(shù)新的筆記本計算機中，并成為一種最具成本效益和便于使用的無線通信技術(shù)而問鼎市場。經(jīng)過40多年大發(fā)展，中國在紅外技術(shù)研究方面已經(jīng)取得了重大的進步，建成了專業(yè)研究所、紅外物理實驗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)用到針對智能機器人、智能電器、智能家居的設(shè)計方案中。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)點是低成本、高速率且低功耗，因此也就成為設(shè)計手持遙控器的首選[2]。除此之外，在基于單片機的智能家居設(shè)計中，紅外通信作為單片機之間的通信手段與電信市話通信手段結(jié)合，實現(xiàn)了對家居異常情況(盜竊、火警、燃氣泄漏、漏水等)電話遠程報警、遠程遙控功能[3]。 主要設(shè)計內(nèi)容及預(yù)期目標本設(shè)計的主要設(shè)計內(nèi)容是：用三極管放大電路對音頻輸入口得到的音頻信號進行無失真的放大，送到三極管與發(fā)射頭組成的發(fā)射電路進行發(fā)射，接收部分由紅外接收頭接收到的信號再傳入后再由音頻功率放大芯片進行放大輸出，最后得到質(zhì)量較好的音頻信號。本設(shè)計要達到的預(yù)期目標為：利用紅外發(fā)光管和紅外接收管作為收發(fā)器件，來實現(xiàn)定向傳輸語音信號，傳輸距離為3m，接收的聲音無明顯失真，制作一個紅外光通信中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，可以改變通信方向90176。，延長通信距離。第2章 紅外通信技術(shù)分析 紅外通信的基本原理及特點紅外通信是利用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)送端將基帶二進制信號調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進行解調(diào)，還原為二進制數(shù)字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）[4]和通過脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈時調(diào)制（PPM）以及自適應(yīng)調(diào)制（ADM）[5]三種方法。同樣的通過紅外發(fā)射管還可以發(fā)射最基本的模擬信號，即接收端可以根據(jù)接收到的紅外光線的強度可以產(chǎn)生不同的電流大小，即可還原發(fā)射端的模擬信號。簡而言之，紅外通信的實質(zhì)就是對二進制數(shù)字信號或模擬信號進行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。紅外通信的優(yōu)點是兼容性強，能被眾多的硬件和軟件平臺所支持；通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)傳輸；主要是用來取代點對點的線纜連接；新的通訊標準兼容早期的通訊標準；小角度（30度以內(nèi)），短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強；傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)發(fā)布。其缺點為通信距離短，通信過程中不能移動，遇障礙物通信中斷；目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（）；功能單一，擴展性差。 紅外通信技術(shù)對計算機技術(shù)的沖擊紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術(shù)和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。執(zhí)行紅外通信標準規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前，惠普移動計算分公司正在開發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數(shù)字式的，故不需要調(diào)制解調(diào)器。紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設(shè)計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數(shù)字助理設(shè)備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機和其它設(shè)備。 紅外通信技術(shù)開辟數(shù)據(jù)通信的未來目前，符合紅外通信標準要求的個人數(shù)字數(shù)據(jù)助理設(shè)備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術(shù)的潛力將通過個人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數(shù)字式的，所以在筆記本計算機中不需要調(diào)制解調(diào)器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡。PCS數(shù)據(jù)卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統(tǒng)的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間容易實現(xiàn)無線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現(xiàn)的，所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機上使用，包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計算機中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運行所需電壓的手持式計算機，現(xiàn)在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發(fā)者還在設(shè)想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設(shè)而勿需電纜。銀行的ATM機也可以采用紅外接口裝置[6]。由于紅外通信具有隱蔽性、保密性強，因此軍事通信機構(gòu)歷來重視這一技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。這一技術(shù)在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構(gòu)、邊海防的端對端通信中將發(fā)揮出