紅外音頻直通傳輸系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-10 11:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 紅外音頻直通傳輸系統(tǒng)自帶電源，無需外接電源； 本設(shè)計實現(xiàn)實低功耗功能； 系統(tǒng)組成 本設(shè)計是一個將電子、測量等多學(xué)科綜合應(yīng)用的系統(tǒng)，本系統(tǒng)由音頻信號輸 第 3 頁 共 22 頁 入模塊、紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊、電源模塊、指示模塊、前置放大器模塊、功率放大器模塊組成。 系統(tǒng)設(shè)計思路 本系統(tǒng)的設(shè)計思路是，音頻信號通過偶爾之后，經(jīng)過紅外發(fā)射模塊發(fā)射，紅外接收模接收音頻信號，再由前置放大模塊放大匹配，之后輸入功率放大器模塊，最后推動喇叭播放出傳輸?shù)穆曇簟? 圖 1 系統(tǒng)設(shè)計框圖 系統(tǒng)工作原理 紅外音頻直通傳輸系統(tǒng)的工作原理是，音頻信號通過耦合之后，經(jīng)過紅外發(fā)射模塊發(fā)射，紅外接收模接收音頻信號，再由前置放大模塊放大匹配，之后輸入功率放大器模塊，最后推動喇叭播放出傳輸?shù)穆曇簟? 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 電路設(shè)計軟件的功能與作用 Altium Limited 宣布發(fā)布 Altium Designer10 它是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的下一個版本。 Altium Designer10 是業(yè)界首例將設(shè)計流程、集成化 PCB 設(shè)計、可編程器件（如 FPGA）設(shè)計和基于處理器設(shè)計的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的產(chǎn)品。 圖 2 Altium Designer10 音頻輸入 紅外發(fā)射模塊 紅外接收模塊 前置放大模塊 匹配模塊 功率放大器模塊 喇叭模塊 第 4 頁 共 22 頁 Altium Designer10 極大地增強了對高密板設(shè)計的支持，可用于高速數(shù)字信號設(shè)計，提供大量新功能和改進，改善了對復(fù)雜多層板卡的管理和導(dǎo)航，可將器件放置在 PCB 板的正反兩面，處理高密度封裝技術(shù)，如高密度引腳數(shù)量的球型網(wǎng)格陣列 (BGAs)。 同時 減少了帶有大量管腳的器件封裝在高密度板卡上設(shè)計的時間，簡化了復(fù)雜板卡的設(shè)計導(dǎo)航功能，設(shè)計師可以有效處理高速差分信號，尤其對大規(guī)?？删幊唐骷系拇罅?LVDS 資源。 Altium Designer10 充分利用可得到的板卡空間和現(xiàn)代封裝技術(shù)，以更有效的設(shè)計流程和更低的制造成本縮短上市時間。 紅外 音頻 主要元器件的選擇 紅外音頻發(fā)射電路用到的元器件： ? 18650 鋰電池 ? 三極管 MJ2955 ? 大功率紅外發(fā)射管 ? 三極管 8050 ? 電阻、電位器、電容、接線端子、開關(guān)、 LED 等基本元件 紅外音頻接收電路主要用到的元器件： ? 18650 鋰電池 ? 78M0 79M05 穩(wěn)壓芯片 ? 紅外接收管 ? TDA2030 功放芯片 ? NE5532 運算放大器 ? 電阻、電位器、電容、接線端子、開關(guān)、 LED 等基本元件 紅外音頻主要元器件介紹 （ 1）三極管 MJ2955，其介紹如下： 參數(shù)是 15A/60 伏，是 PNP 型。應(yīng)用范圍：音響放大。 vcbo 擊穿電壓 100 伏，集電集最大耗散功率 115 瓦。 （ 2）三極管 8050，其介紹如下： 三極管 8050 是非常常見的 NPN 型晶體三極管，在各種放大電路中經(jīng)?？吹剿瑧?yīng)用范圍很廣，主要用于高頻放大。也可用作開關(guān)電路。 第 5 頁 共 22 頁 三極管 8050 具體管腳分布如圖 : 圖 3 8050管腳分布圖 （ 3） NE5532 運算放大器，其介紹如下： NE5532 是高性能低噪聲雙運算放大器（雙運放 ）集成電路。與很多標準運放相似，但它具有更好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動能力及相當高的小信號帶寬，電源電壓范圍大等特點。因此很適合應(yīng)用在高品質(zhì)和專業(yè)音響設(shè)備、儀器、控制電路及電話通道放大器。用作音頻放大時音色溫暖，保真度高，在上世紀九十年代初的音響界被發(fā)燒友們譽為“運放之皇”，至今仍是很多音響發(fā)燒友手中必備的運放之一。 NE5532 具體管腳分布如圖 : NE5532管腳分布圖 （ 4） TDA2030 功放芯片 ，其介紹如下： 該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點。該芯片具有內(nèi)部保護電路。其外接元件少 ,輸出功率較大 ,內(nèi)含各種保護電路，因此工作安全可靠內(nèi)含各種保護電路，因此工作安全可靠 ,另外 TDA2030A 還具有能在177。 6V到177。 22V的電壓下工作的優(yōu)點。 第 6 頁 共 22 頁 主要硬件電路設(shè)計 本系統(tǒng)主要由 音頻信號輸入模塊、紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊、電源模塊、指示模塊、前置放大器模塊、功率放大器模塊組成。 系統(tǒng)電路原理圖如下： 音頻紅外發(fā)射電路原理圖 音頻紅外接收電路原理圖 音頻信號輸入模塊電路設(shè)計 音頻信號輸入模塊電路是由咪頭把聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，輸入紅外發(fā)射模塊。 第 7 頁 共 22 頁 圖 5 音頻信號輸入模塊電路 紅外發(fā)射模塊電路設(shè)計 紅外發(fā)射模塊電路 采 用三極管搭建一個單管共射 放大 電路， 紅外 發(fā)射管串接在 電源 與三極管集電極 之間， 然后調(diào)節(jié)三極管的靜態(tài)工作點，使紅外發(fā)射管能夠發(fā) 出適當 強 度 的紅外光 。然 后 三極管 的 基 級通過 耦合電容輸入音頻 信 號 ，這樣 音頻 信號 會間接地 體現(xiàn) 在 紅外 光的強弱變化 上 來 （電 信號轉(zhuǎn)換為紅外光信號） ，實現(xiàn)音頻 信號通過紅外發(fā)射管 發(fā)射 出來。 圖 6 紅外發(fā)射模塊電路 紅外接收模塊電路設(shè)計 接收電路部分主要的工作就是實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的過程，通過紅外發(fā)光二極管接收管對發(fā)射管發(fā)出的光信號進行接收，紅外接收模塊電路是 接收到的紅外線多內(nèi)阻就小，接收到的紅外線 少 內(nèi)阻就 大。 所以 當 接收管接收到 強弱 不斷變化的紅外光 時 （ 音頻 信號時 ） ， 內(nèi)阻 也在不斷變化 ， 紅外接收 管 的負極引腳 的 電壓也隨 著 音頻的信號變化而變化， 通過耦合 電容 C9，就可以 把 音頻信號耦合出來。 圖 7 紅外接收模塊電路 第 8 頁 共 22 頁 前置放大器模塊電路設(shè)計 前置放大器模塊電路采用同向比例放大器，用 NE5532 芯片塔建放大 21 倍的同向比例放大器。因為耦合 出來的音頻信號還很微弱，沒辦法驅(qū)動揚聲器，需要進一步放大。 所以耦合 的 音頻 信號 出來 以后，經(jīng)過同向比例放大電路，將信號放大 21 倍。信號 放大 21倍以后 再接入射極跟隨器 ，提高 信號 的驅(qū)動能力 。 圖 8 紅外接收模塊電路 匹配模塊電路設(shè)計 匹配模塊電路是為了前級與后級的良好銜接，減少信號傳輸收到干擾，削弱噪聲等。本模
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