【正文】 34 參考文獻［1］ ．蘇長贊．紅外線與超聲波遙控［M］ ．北京：人民郵電出版社， 1998 ［2］ ．蔡伯榮，陳錚，劉旭編．半導(dǎo)體激光器［M］ ．北京：電子工業(yè)出版社，1995［3］ ．楊宜禾，岳敏，周維真．紅外系統(tǒng)［M］ ．北京：國防工業(yè)出版社， 1995［4］ ．陳棟等．數(shù)字音頻廣播（DAB）技術(shù)［M］ ．北京：北京廣播出版社，1998［5］ ．單成祥．傳感器的理論與設(shè)計基礎(chǔ)及其應(yīng)用［M］ ．北京：國防工業(yè)出版社，1999［6］ ．孫傳友，孫曉斌．感測技術(shù)基礎(chǔ)［M］ ．北京：電子工業(yè)出版社， 2022［7］ ．賈伯年等．傳感器技術(shù)［M］ ．南京：東南大學(xué)出版社， 1992［8］ ．黃賢武等．傳感器原理與應(yīng)用［M］ ．成都：電子科技大學(xué)出版社， 1999［9］ ．康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)［M］ ．北京：高等教育出版社， 2022［10］ ．Raimund Brunner, Maurus Tacke. Tunable diode laser line width and tuning measurements for gas analysis monitoring[M]. Infrared Physics amp。還要感謝我實習單位的同事，在實踐方面耐心地指導(dǎo)我，讓我了解并掌握了書本以外的知識與技能。首先我要感謝我的導(dǎo)師楊光，他在理論聯(lián)系實際，學(xué)習和科研方面給了我大量的指導(dǎo)，正是他的一絲不茍，嚴謹治學(xué)的態(tài)度鼓勵并影響著我，他知識淵博，經(jīng)驗豐富，讓我受益匪淺。本設(shè)計是紅外線應(yīng)用的一個實例,利用紅外線可以把載有音頻信號的調(diào)頻波發(fā)送出去，配上紅外接收裝置，即可用于在短距離傳輸信息，一般水平距離可達 5～10 米。接收部分很輕巧，可裝在頭戴式耳機上，使你能夠隨意地欣賞自己喜歡的節(jié)目，而不會影響他人的工作和學(xué)習。紅外線耳機系統(tǒng)的發(fā)射部分可很容易地與電視機以及各種音響裝置相聯(lián)。本文分為發(fā)射和接收兩個主體模塊，同時給出了系統(tǒng)的參考電路。接收器中 VD1和 VD2要錯開 30mm 左右并排安裝，以獲得較大的“視野” 。濾色片可用紅色有機玻璃來制作。只要接收器不是遠離發(fā)射器或方向偏離太大，室內(nèi)人造光源（如日光燈等）的干擾是非常小的。接收器也安裝在一個有機玻璃盒中，并固定在頭戴式耳機上，VD VD 2朝前。發(fā)射機中的兩組紅外發(fā)光二極管中，每個相距 20~30mm 并排安裝。方法是將頻率計或示波器接于 LM567 的 5 腳，調(diào) R11使 LM5672 的 5 腳輸出信號的頻率為110kHz（9μs） ；調(diào) R11使 LM5672 的 5 腳輸出信號的頻率為 250kHz（） 。耳機用 8~32Ω 頭戴式耳機。L L 2線圈的制作方法是在收音機中周骨架上用 漆包線密繞 80 匝。D 1~D3用CD4069。其它元件按圖注選擇即可。VD 1用 IN4148。VT 3用 3DJ6 或 3DJ7。由于接收電路采用了 CMOS 鎖相環(huán)，故整機功耗很低，因此，可以采用低容量電池，以減小接收機體積和重量，便于佩戴。調(diào)節(jié) RP1可以調(diào)節(jié)音量。CD40461 接成頻率解調(diào)電路，中心頻率由 C7和 R8確定為110kHz。VT 1與 LC 3等構(gòu)成中心頻率為110kHz 選頻放大器，將 R 聲道的調(diào)頻信號分離出來，并加以放大。VD 1和 VD2為紅外光敏二極管，它們與 R3構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換器。CD4046 的主要參數(shù)如下：（1）工作電壓 3V~18V， （2）靜態(tài)電流（15 端開路）10μA， （3）穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓 ~， （4）最高工作頻率。設(shè)計參數(shù)時，只需根據(jù)中心頻率 f0，求出 R1和 C1即可。僅由 R1和 C1確定圖 315 CD4046 調(diào)頻解調(diào)電路VCO 與調(diào)頻信號相同的中心頻率 f0，而不用 R2（R 2=∞）來收縮頻率范圍。圖 314 CD4046 調(diào)制電路（3）若從 14 腳輸入一被音頻信號調(diào)制的（中心頻率與 CD4046 的 VCO 的中心頻率相同）調(diào)頻信號，則相位比較器輸出端將輸出一個與音頻信號具有相同變化頻率的包絡(luò)信號，經(jīng)低通濾波器去載頻后，即剩下調(diào)頻信號解調(diào)后的音頻信號。設(shè)計參數(shù)時，只需根據(jù)中心頻率 f0，查圖 312(a)，求出 C1和 R1。 CD4046 用于頻率調(diào)制的電路如圖 314 所示。這樣，當輸入信號頻率在 fmax~fmin一個小范圍時，電路能夠入鎖，CD4046 的 1 腳就由低電平變?yōu)楦唠娖健? 圖 313 CD4046 選頻電路外圍參數(shù)的設(shè)計步驟如下：（a）確定選頻頻率 f0和 f0附近的最高頻率 fmax和最低頻率 fmin，即有一定帶寬，以保證當發(fā)射頻率在一定范圍內(nèi)發(fā)生漂移時，CD4046 仍能選出指令信號。由于要選擇頻率為 f0的信號，故頻帶收縮。與LM567 一樣，也具有脈沖形成功能 [12]。27 圖 312 CD4046 的 VCO 在不同外部參數(shù)下的特性曲線當輸入端 14 腳輸入信號的頻率 f1與 CD4046 的 VCO 的中心頻率 f0相同（有一定帶寬）時，相位比較器 PCⅡ的鎖定指示輸出端 1 腳由低電平變?yōu)楦唠娖剑敵鲆粋€脈沖。15 腳為內(nèi)部穩(wěn)壓二極管的正電壓輸出端，使用時需外接限流電阻。10 腳是低通濾波器經(jīng)緩沖放大后的輸出端。3 腳是比較輸入端。14腳是信號輸入端。R 2小，f min升高，頻率范圍收縮。6 腳和 7 腳外接電容 C1，11 腳外接電阻 R1，R 1和 C1決定 VCO 的振蕩頻率。26圖 311 CD4046 內(nèi)部框圖CD4046 采用 16 線雙列直插式封裝，各引腳作用簡述如下。在兩個相位比較器的輸入端有一個前置放大器，可把 100mV 的微弱信號變?yōu)闈M電平的方波脈沖。它含有兩個相位比較器 PCⅠ和 PCⅡ，PCⅠ要求輸入信號為方波，PCⅡ則無此要求。CMOS 集成鎖相環(huán) CD4046 是美國RCA 公司產(chǎn)品，相同的產(chǎn)品有 CC4045G1404MC14046 等。我們已知道，壓控振蕩器的頻率與其控制電壓成正比，因此，控制電壓就是原音頻信號，這樣，輸入的調(diào)頻波解調(diào)信號，就可以從壓控振蕩器取出。由鎖相環(huán)路構(gòu)成的頻率解調(diào)器的原理可由圖 310 來說明。 頻率解調(diào)器一、頻率解調(diào)器的作用是將調(diào)頻信號還原出音頻信號。由于這兩種電路都需外接 LC 選頻網(wǎng)絡(luò)進行選頻，電感 L 易受外界電磁場干擾，且制作不太方便，體積也較大，故不如 CX20226（KA2184）好用。μPC1373H 的主要參數(shù)如下：(1)電源電壓為 6~（典型值 ，最大值 15V） ，(2)電源電流~， （3）允許功耗 ， （4）前置放大器增益 60dB， （5）輸入阻抗60k ， （6）輸出低電平 。另外，μPC1373H 常在 4腳對地接一只 150k 的電阻，如圖虛線所示。圖 39 是 μPC1373H 和 LA7224 的應(yīng)用線路。放大后的信號送限幅放大器進行限幅放大，變?yōu)榫匦蚊}沖信號，再經(jīng)峰值檢波器進行檢波，取出其外包絡(luò)脈沖，最后由整形器變?yōu)檫呇卣R的負脈沖。在遙控距離太近時，為了防止光電信號過強而使高靈敏度前置放大器過載，電路設(shè)置了自動亮度電平限制網(wǎng)絡(luò) ABLC，這樣即使輸入信號發(fā)生大幅度變化，電路仍能正常工作。在前置放大器與限幅放大器之間的引出端 3 腳，可接 LC 選頻回路，回路參數(shù)不同時，就有不同的選頻頻率，即 f0= 。圖 38 是它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。23圖 37 CX20226 外型及引腳二、μPC1373H 和 LA7224μPC1373H 和 LA7224 的功能、內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)及引腳功能完全相同。CX20226 的帶通濾波器中心頻率 f0范圍狹窄（30kHz～60kHz） ，所以，用于頻分制遙控時，能容納的通道數(shù)較小，一般不超過 3 個通道，每一個遙控通道要對應(yīng)一個接收電路CX20226，且通過 R1調(diào)準接收頻率。其中，R 1為濾波器中心頻率調(diào)節(jié)電阻；R 2為前置放大器負反饋電阻；R 3為輸出端負載電阻；C 2為檢波電容；C 3為積分電容；VD 為光敏二極管，也可用光敏三極管，接法是集電極接 CX20226 的 1 腳，發(fā)射極接地。CX20226 的基本性能如下：(1)電源電壓典型值 5V，最大 17V，(2)電源電流~（典型值為 ） ，(3)輸出低電平 ，(4)電壓增益 77~79dB，(5)輸入阻抗 27kΩ，(6)濾波器中心頻率 f0為 30~60kHz，(7)允許功耗 。然后將信號送限幅放大22器，使其變?yōu)榫匦蚊}沖，再由濾波器進行頻率選擇，濾除干擾信號，由檢波器濾掉載頻檢出指令信號，再經(jīng)整形后，由 7 腳輸出指令信號。其內(nèi)部設(shè)置的濾波器的中心頻率 f0由其 5 腳外接電阻調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍可從 30kHz~60kHz。它由前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、檢波器、積分器及整形電路構(gòu)成。下面將分別介紹這兩類專用集成前置放大器的原理及應(yīng)用。這兩種電路功能很強，內(nèi)部不僅包括前置放大器，還有選頻放大器及脈沖形成電路。第二類以 μPC1373 和 LA7224 為代表。目前使用的專用紅外線前置放大器主要有兩類：第一類以 CX20226 和 KA2184 為代表，這類電路內(nèi)部具有濾波電路，使其