【正文】 信就是 把接收到的語音信號(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音信號(hào)的過程 。 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)。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。所以我選擇了這個(gè)紅外線課題。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) ～ 。我們這次試用的是簡(jiǎn)單的元器件：語音發(fā)射部分射發(fā)射元件為紅外發(fā)光二極管，在二極管中我們還加了 一個(gè)電阻， 一般常用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為 940nm左右，紅外線發(fā)射二極管的的外形與普通 φ5mm 發(fā)光二極管相同，但是顏色不是很一樣。 系統(tǒng)的 總體設(shè)計(jì)框圖 如圖 所示 。 發(fā)射部分電路設(shè)計(jì) 發(fā)射部分框圖 圖 紅外線發(fā)射部分系統(tǒng)框圖 紅外線發(fā)射電路部分主要由四個(gè)部分組成，語音信號(hào)的采集，使用 LM358對(duì)電信號(hào)進(jìn)行電壓放大，之后再過濾放大，最后由紅外線發(fā)射管發(fā)射出去。 紅外線語音通信系統(tǒng) 8 2 基于紅外線的語音發(fā)送接收系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì) 發(fā)送端語音采集電路 駐極話筒其實(shí)通俗一點(diǎn)講可以說是一個(gè)麥克風(fēng)。上面我們說到話筒的外殼里需要一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，那么我們使用的話筒其實(shí)就是由聲音信號(hào)和電信號(hào)的轉(zhuǎn)化以及阻抗變換兩部分組成的。蒸金膜與金屬極板之間形成一個(gè)電容。這個(gè)高阻抗不直接與音頻放大器。我這里是使用特殊的場(chǎng)效應(yīng)電極和柵極之間加上一個(gè)二極管管內(nèi)部來源。一般用藍(lán)色塑料排水管道 D，紅色的塑料線和連接金屬編織屏蔽線 [8]。電容麥克風(fēng)沒有聲音線圈，由于沒有音圈，隔膜和非常薄，所以，即使是很弱的聲音也會(huì)感應(yīng)非常敏感，可以轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。但是由于其輸入和輸出場(chǎng)效應(yīng)管阻抗較高，一般要在話筒的外殼當(dāng)中設(shè)置一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管作為轉(zhuǎn) 換器，在工作當(dāng)中需要直流工作電壓。塑料膜片的另外一面與金屬極板之間用薄的絕緣襯圈隔開。駐極體麥克風(fēng)一般動(dòng)圈式麥克風(fēng)和電容式麥克風(fēng)的聲音。 音頻放大電路的概述以及所用元件的介紹 使 用到的元器件的介紹 音頻放大電路首先就經(jīng)過一個(gè)可變電阻，通過對(duì)可變電阻的電阻阻值的調(diào)節(jié)，來改變功率放大器放大的倍數(shù)， LM358 是一個(gè)雙運(yùn)算放大器，內(nèi)部包括兩個(gè)獨(dú)立的、高增益的放大器，它比較適合于單電源的使用，使用的范圍包括傳感放大器，直流增益模組，音頻放大電路，工業(yè)上的一些控制等等。15V） 低功耗電流特性，適合于電池供電 低輸入偏流特性 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流特性 共模輸入電壓范圍寬特性，包括接地 差模輸入電壓范圍寬特性，等于電源電壓范圍 輸出電壓擺幅大特性 參數(shù)特性 輸入偏置電流特性 輸入失調(diào)電流特性 輸入失調(diào)電壓特性 輸入共模電壓最大值特性 共模抑制比特性 電源抑制比特性 87651234O u t p u t 1O u t p u t 2I n p u t 1 （ ）I n p u t 1 （ + ）I n p u t 2 （ ）I n p u t 2 （ + ）V c cG N D 圖 LM358 引腳功能 紅外線語音通信系統(tǒng) 11 放大電路 圖 前級(jí)電壓放大電路 從電路圖上，可以看到在這里用到的音頻放大 電路主要有 LM358 電阻還有電容組成的，在實(shí)際的電路當(dāng)中，我使用的是可調(diào)電阻，通過調(diào)節(jié)電阻的阻值。如果高于設(shè)定的頻率則不能通過，這個(gè)頻率點(diǎn)我們也成為截止頻率，因?yàn)檫@個(gè)濾波器內(nèi)部只能讓低于截止頻率的信號(hào)通過所以我們稱之為低通濾波。在以前的課程設(shè)計(jì)當(dāng)中我們使用到的濾波器主要采用 無源元件 R、 L、和 C 組成，那么到目前，我們一般用 集成運(yùn)放 R、 C 組成，常稱為 有源濾波器 。 所以這就引出了濾波器的進(jìn)一步發(fā)展，人類一直的不斷的進(jìn)步，一步步使用科技來改變我們的生活，那么就像是這次的課程設(shè)計(jì)當(dāng)中我們 用到的濾波器，就是為了更好的能夠方便生活，提高無線通信的方法。 可以 直接把電能轉(zhuǎn)換成近紅外光轉(zhuǎn)換，可以 過濾 。 駐極體麥克風(fēng)一般動(dòng)圈式麥克風(fēng)和電容式麥克風(fēng)的聲音。 接收端前級(jí)電壓放大電路 隨著電子和計(jì)算機(jī)測(cè)量的發(fā)展，三極管廣泛應(yīng)用于集成電路，三晶體管特性也因?yàn)椴煌枨蟮亩M(jìn)行不斷的改變，晶體管的倍數(shù)也不同。 在此次的電路中我們使用的三極管共射電路是最常用的三極管放大電路連接的應(yīng)用程序，通過晶體管的基極和發(fā)射極輸入信號(hào)，從集電極和發(fā)射極輸出。 （ 3）靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算，電壓放大倍數(shù)的計(jì)算。 接收端有源低通濾波和有源高通濾波電路 早在 20 世紀(jì) 70 年代初期，日本學(xué)者就提出有源濾波器 APF（ Active Power Filter） 的概念，有源濾波器就是利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與原有諧波電流 幅值相等、相位相反的電流，使電源的 總諧波 電流歸為零，從而來達(dá)到實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流的目的。 在一個(gè)實(shí)際的電子系統(tǒng)中，有時(shí)輸入信號(hào)往往受干擾等原因而含有一些不必要的成分，應(yīng)當(dāng)把它衰減到足夠小的程度。 濾波電路用于過濾整流器輸出電壓紋波，通常由電抗元件，如負(fù)載電阻的并聯(lián)電容器 ,或負(fù)載電感系列，和由一個(gè)電容器和電感器組件和各種復(fù)合濾波電路。根據(jù)高等數(shù)學(xué)的內(nèi)容原理，任何滿足一定條件的信號(hào)可以被認(rèn)為是由無數(shù)的正弦波的疊加。無源濾波電路通 常用在電源電路，比如說直流電源的整流濾波，或著用 LC 濾波器的高電流負(fù)載（電感和電容）電路 [17]。有源濾波電路不適用于高電壓大電流的情況下，只適用于信號(hào)處理。 LM386 是一個(gè)音頻功率放大器由美國國家半導(dǎo)體公司 Ns，主要用于低壓消費(fèi)產(chǎn)品。 LM386 有 8 引腳的塑料雙列直插式和貼片式。電壓增益可調(diào) 20–200，失真度較低。 （ 1） 通過接在 1 腳、 8 腳間的電容（ 1 腳接電容 +極）來改變?cè)鲆?，斷開時(shí)增益為 20。不能選擇質(zhì)量太差的那種，否則輸出端的聲音會(huì)特別的刺耳；電位器的阻值也 不能太大， 10K 最合適，電阻太大也會(huì)使輸出端的音質(zhì)受影響和干擾。在電路穩(wěn)定工作之后后，引腳 7 的電壓值約等于電源電壓的一半。此電容在電路中的作用有兩個(gè)：隔直，耦合。分別進(jìn)行測(cè)試之后，得出 10uF/ 最為合適，這是個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)所得。揚(yáng)聲器的種類繁多，而且價(jià)格相差很大。 紅外線語音通信系統(tǒng) 19 3 基于紅外線語音發(fā)送與接收系統(tǒng)的調(diào)試 紅外線發(fā)射模塊與語音采集的測(cè)試 發(fā)射模塊通信的調(diào)試與測(cè)試主要包括各種按鍵控制指令的通信測(cè)試和載波輸出信號(hào)的測(cè)試。 發(fā)送端前級(jí)電壓放大的輸入輸出特性如圖 所示。 圖 濾波電路的輸入幅頻特性和相頻特性 紅外線語音通信系統(tǒng) 21 紅外接收模塊與語音接收模塊的測(cè)試 接收端前級(jí)電壓放大的輸入輸出特性如圖 所示。 紅外接收模塊的測(cè)試需要用到發(fā)射模塊的支持與配合，通過發(fā)射模塊發(fā)射控制按鍵信息，察看接收模塊數(shù)碼顯示電路的顯示與報(bào)響電路的報(bào)響，來判斷驗(yàn)證接收模塊的接收 解碼成功與否。對(duì)于已知型號(hào)的接收頭，可以在買的時(shí)候從包裝袋上讀得管腳的接法，而對(duì)于未知型號(hào)的接收頭，則可以像測(cè)試三極管管腳一樣用萬用表測(cè)量三個(gè)腳之間的電壓關(guān)系而判斷出來。 Multisim 軟件結(jié)合了直觀 圖像 的捕捉和功能強(qiáng)大的 電路 仿真，能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行快速、輕松、高效地設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。 隨著市場(chǎng)的需求越來越大， Multisim 作為使用頻率較高的仿真軟件， 為適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合 做出了很多的改進(jìn) ， 為此Multisim 推出了許多 新的 版本， 這樣一來 用戶可以根據(jù)自己的 不同的需求來對(duì)Multisim 軟件當(dāng)中的工具 加以選擇。下面 就 以 LM358為例說明 這 兩種 查找元器件的 方法。reg； LM358 按鈕從 LM 工具欄 中選擇 LM358 按鈕打開這類器件的 Component Browser 窗口。單擊 OK 按鈕就可以選中 LM358， 就會(huì) 出現(xiàn)如 很多的 備選窗口。方法是：用鼠標(biāo)單擊連線的起點(diǎn)并拖動(dòng)鼠標(biāo)至連線的終點(diǎn)。reg； Instruments 工具欄，或用菜單命令 處查找到需要使用的工具，那么在此次的電路設(shè)計(jì)中的使用的是波形仿真，通過傳輸過程當(dāng)中傳遞的波形的幅頻特性和相頻特性 對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行判斷。雖然之前我們也做過各種不同的課程設(shè)計(jì)，但是對(duì)于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)確實(shí)讓我學(xué)到很多東西，之前的話都是兩三個(gè)人一組，做一個(gè)作品，還可以和組員之前做一些交流，看看哪種方案，哪個(gè)元器件更好，更適合我們要做的產(chǎn)品，之前有做過一個(gè)超聲波測(cè)距的系統(tǒng)，和這個(gè)相似的就是都是用一種創(chuàng)新的思路來使用這種聲波，來對(duì)生活中的需要數(shù)據(jù)進(jìn)行采 集，來方便我們的生活。 所以從這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中不管是知識(shí)還是其他在工作上可能會(huì)用到的東西，我們都能很真切的感受到。 在此，首先要感謝的就是我的指導(dǎo)老師林序老師，他給我很認(rèn)真的輔導(dǎo)和幫助，這對(duì)我這次成功的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)有很關(guān)鍵性的幫助。 紅外線語音通信系統(tǒng) 27 參考文獻(xiàn) [1] 馬鑫 .遠(yuǎn)距離紅外激光無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D].天津 :天津大學(xué) .2020. 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Machine Building amp。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須 使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱 。 作者簽名： 日 期： 紅外線語音通信系統(tǒng) 31 學(xué) 位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的