【正文】 較器的選擇，生成電路、波形選擇電路和電路是由 5 個(gè)部分組成的。 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。工作原理的電容式麥克風(fēng)使用電容器的充電和放電的原理，壓力振動(dòng)感應(yīng)語音隔膜，從而改變電極間的電壓，然后我們輸入語音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以方便我們低于功率放大和傳輸。 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。紅外線發(fā)射管與普通發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部是實(shí)現(xiàn)的原理是差不多的，但不紅外線語音通信系統(tǒng) 13 同的是使用的半導(dǎo)體材料不一樣。 可以 直接把電能轉(zhuǎn)換成近紅外光轉(zhuǎn)換，可以 過濾 。把高于最大頻率的信號(hào)都過濾掉，使發(fā)射出去的信號(hào)都為我們可以接收聽到的。 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。而在另一些場(chǎng)合，有時(shí)我們需要的信號(hào)和別的信號(hào)混在一起，應(yīng)當(dāng)設(shè)法把我們需要的信號(hào)挑出來。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 。 濾波器是一種能使我們需要的頻率信號(hào)通過而同時(shí)抑制（或衰減）我們不需要的頻率信號(hào)的電子電路或裝置。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。 在這里使用 LM358，是因?yàn)?LM358 是雙運(yùn)算放大器，在語音傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，最為重要的就是對(duì)聲音信號(hào)的處理，怎么樣能把聲音信號(hào)完好的，噪聲小的傳送到接受端。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。 LM358 擁有以下幾個(gè)特性： 內(nèi)部頻率補(bǔ)償特性 直流電壓增益高特性 （ 約 100dB） 單位增益頻帶寬特性 （ 約 1MHz） 紅外線語音通信系統(tǒng) 10 電源電壓范圍寬特性：?jiǎn)坞娫?（ 3V—30V） 雙電源特性 （ 177。 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。工作原理的電容式麥克風(fēng)使用電容器的充電和放電的原 理，壓力振動(dòng)感應(yīng)語音隔膜，從而改變電極間的電壓，然后我們輸入語音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以方便我們低于功率放大和傳輸。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。當(dāng)駐極體膜片遇到聲波振動(dòng)也就是有語音信號(hào)時(shí)，電容兩端的電場(chǎng)就會(huì)發(fā)生變化，交替變化的電場(chǎng)電壓變化與語音信號(hào)的變化和聲波。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。我們輸入的語音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)關(guān)鍵元件就是駐極體振動(dòng)膜，這個(gè)關(guān)鍵膜片是 一片極薄的塑料膜片，然后再經(jīng)過高壓電場(chǎng)駐極后，兩個(gè)極薄的塑料膜片上就會(huì)分別駐有異性電荷。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。它具有以下紅外線語音通信系統(tǒng) 9 幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 體積 小、性能好、價(jià)格低。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)。在設(shè)計(jì)中 ,我使用是電容麥克風(fēng)的聲音。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]。場(chǎng)效應(yīng)晶體管門與金屬板。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。訪問場(chǎng)效應(yīng)晶體管的優(yōu)點(diǎn)是輸入阻抗、低噪聲、高系數(shù)。這個(gè)高阻抗不直接與音頻放大器。隔膜和金屬板之間的電容是相對(duì)較小，通常數(shù)萬 pF。蒸金膜與金屬極板之間形成一個(gè)電容。膜的膜片的蒸金面向外，與金屬外殼相連。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。在早 期的錄音機(jī)、無線話筒以及聲控電路中應(yīng)用比較廣泛。 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)。 接收部分電路設(shè)計(jì) 接收部分框圖 圖 接收部分系統(tǒng)框圖 紅外線接收電路主要由紅外接收管，電壓放大和濾波電路，以及語音輸出部分組成，當(dāng)紅外線接收管接收到信號(hào)后，通過 LM386 對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波放大，通過喇叭或者耳機(jī)把語音輸出。 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。 紅外線的發(fā)射部分：語音信號(hào)通過麥克風(fēng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)再經(jīng)過 LM358 放大后的濾掉頻率超過 2021hz 的語音信號(hào)經(jīng)過由 LM358 和一個(gè)電容以及二極管組成的 RC 電路放大后推送到紅外線發(fā)射管，由于發(fā)射管的發(fā)射強(qiáng)度與通過其電流由紅外發(fā)射管轉(zhuǎn)化為光信號(hào)進(jìn)行傳輸成語音信號(hào)的大小改變其亮度。 系統(tǒng)的 總體設(shè)計(jì)框圖 如圖 所示 。 接收電路的紅外線接收二極管是一種光敏二極 管，我們?cè)谑褂玫臅r(shí)候要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作而獲得高的靈敏度。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。最后就是紅外線的電路具有調(diào)試簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。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) ～ 。 (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。所以我選擇了這個(gè)紅外線課題。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。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。來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)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)。 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) 語音采集端 輸入的 語音 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。 AM 調(diào)制通信就是 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 。 紅外線語音通信系統(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，最后將處理好的語音信號(hào) 輸出，原理如圖 所示 。 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)。 紅外光通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 語音采集所需要的環(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。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?，而且能有效地隔離來自其他電器的干擾。 紅外線語音通信系統(tǒng) 1 1 紅外線語音通信系統(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。 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)端得到語音信號(hào)。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。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。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。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。 LM358 紅外線語音通信系統(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。 receive。s advanced science a