红外收发通信系统的设计与实现实验报告

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1、红外收发通信系统的设计与实现实验报告北京邮电大学实验报告实验名称：红外通信收发系统的设计与实现学院：信息与通信工程学院班级：姓名：学号：第10页红外收发通信系统的设计与实现实验报告索引一、摘要2二、设计任务要求2三、所用元器件及测试仪表清单2四、设计思路与总体结构图3五、模块电路的设计31、发射信号的设计方案………………………………………………………………………………………………….………….32、红外光发送模块的设计方案………………………………………………………………………………………………….43、

2、红外光接收模块的设计方案…………………………………………………………………………………………………..54、高通滤波器……………………………………………………………………………………………………………………………..55、功率放大器......5六、电路所实现功能和实际测试数据6七、PCB板图8八、故障及问题分析9九、实验总结与结论10十、参考文献11第10页红外收发通信系统的设计与实现实验报告一、摘要本实验采用计算机辅助设计的方法，分析并设计了红外通信系统的发射电路与接收电路，实现了红外信号的无线传输

3、功能和音乐信号的收发功能。报告中首先给出总体设计目标和电路结构图，然后讨论各模块电路具体设计和原理图，后给出了实际搭建电路测试的数据及分析，最后总结本次实验并给出了PCB板图。关键字：红外收发，LED，调制二、设计任务要求1、基本要求：1)设计一个正弦波振荡器，f>=1kHz;U>=3V。2)所设计的正弦波振荡器的输出信号作为红外光通信收发系统的发送端得输入信号，在接收端可接收到无明显失真的输入信号；3)要求接收端LM386增益设计G=200；4)设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软

4、件绘制完整的电路原理图（SCH）及印制电路板图（PCB）；2、提高要求：利用音乐芯片产生乐曲，调制LED后发出，接收端接送信号利用喇叭将信号无失真的播放出来。3、探究环节：探究其他红外收发系统的应用实例，数字调制的解决方案，给出应用方案。三、所用元器件及测试仪表清单电路元器件测试仪器集成运算放大器LM386（1个）音乐芯片XK088D（1个）音乐芯片TS-088BD（1个）发光管302、接收管303可变电阻器（10k、100k）面包板（2个）电阻电容若干导线若干二极管若干直流稳压电源函数信号发生器万用表

5、示波器晶体管毫伏表第10页红外收发通信系统的设计与实现实验报告四、设计思路与总体结构图语音和音乐等所产生的电信号和其他低频电信号一样，一般不直接进行远距离传输，而是经过放大后对发射机的高频振荡进行调制，然后将此携带有低频信号的高频已调制信号，通过一定的媒介传输出去。红外数据传输，使用传输介质――红外线。红外线是波长在750nm-1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75-25um之间。红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支，红外通信系统的设计思

6、路和目前世界上所采用的骨干通信网的光纤通信系统有相同之处的，唯一重要的差别就是它们二者所采用的传输媒质不同，一个是大气，一个则是光纤。一个简单的光通信收发系统如图(一)所示：当然整个商用的红外光通信系统是相当复杂的，这里我们只考虑最基础最必要的部分来完成红外通信收发系统的设计。五、模块电路的设计１、发射信号的设计方案(a)、直接采用信号发生器来产生单音频信号。(b)、利用RC振荡器设计和搭建一个振荡信号，如下图所示：第10页红外收发通信系统的设计与实现实验报告(c)、利用XK088D芯片构成音乐集成电路

7、，发出电信号，如下图所示：特别注意：发射信号时用10Ω电阻代替小喇叭，C脚接信号发射的正极。２、红外光发送模块的设计方案设计原则主要是考虑红外发送管的工作电流，电流过小，传输距离短，电流过大容易毁坏发光管。在本系统中，红外光发送模块的电路图如下所示：上图是最简单的模拟驱动电路，这是一个共发射极的放大电路，调整基极偏置，但输入模第10页红外收发通信系统的设计与实现实验报告拟信号，晶体管集电极电流随模拟信号强度的变化而变化，LED的输出光功率也随模拟信号而变化，从而可以将输入信号发送出去。３、红外光接收模块

8、的设计方案其中，光电检测器是光接收机的第一个关键部件，其作用是将光信号变换成为电信号，在本系统中采用光电二极管302。红外光接收模块的电路图如下所示：特别注意：LED接收管的负极接电源正极。４、高通滤波器红外接收的二极管是光敏二极管，普通灯光也对其有一定程度的影响，为了获得更好的效果，在输出端加了一个HPF，消除恒定的外接低频信号的干扰，这样接收效果和灵敏度都得到了显著的提高。５、功率放大器接收电路接收到的信号很微弱，不足以驱动1W的小喇叭