调幅式红外无线耳机设计

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1、调幅式红外无线耳机的设计与实现(郑州科技学院信息工程学院，郑州450064)添加参与的人员（中文）摘要：采用LM386与红外对管，通过调幅方式实现音频信号传输.采取双红外接收头降噪方案，有效的降低了环境干扰.该设计具有功耗低，抗干扰能力强，音量可调，性价比高等优点.关键词：调幅LM386双红外接收管降噪0引言红外通信技术是在世界范围内被广泛使用的一种无线连接，与无线电相比具有无有害辐射，抗干扰性强，安全特性高，成本低等优点。要实现音频信号的传送通常需要加载到高频载波上，这个过程称为调制.信号的调制有三种

2、，即调幅、调频和调相.其中调幅可以使用简单的电路实现，是一种相对经济的方案.本设计就是以红外光为载体，通过调幅方式实现音频的传输.与普通的无线电通信相比，红外通信不仅对人无有害辐射，而且还具有抗干扰能力强，性价比高等优点。1设计原理红外耳机工作原理传声系统是将收音机、电视、DVD等设备输出的音频信号转变成被音频信号调制的红外信号，通过红外信号实现无线传输。接收电路通过红外接收管将被调制的红外信号解调成音频信号，并通过滤波器、双红外接收管降噪、放大器输出到耳机，最终得到清晰的声音信号。调幅式红外无线耳机系

3、统主要由发射部分与接收部分组成.其中，发射系统是采用红外通信将信号变换为信道信号并发射，包括调制、放大、滤波.接收系统是将信息从接收到信号中还原出来，主要包括解调、滤波、降噪.图1为系统原理框图.图1系统原理框图1.1发射部分发射系统电路如图2所示，整个系统采用12V供电，音频信号经过电位器R1衰减后送到LM386的②脚反相放大.LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器.放大后的信号由⑤脚输出，再经过红外发射管阵列向外发

4、射被调制的红外信号.为防止部分设备音频输入电压过高而导致信号输出失真，本电路加入了衰减电路，调节电位器R1可以实现对信号幅值调节防止信号失真，也可以用来调节音量大小.C2和C3为电源滤波电容，避免运放自激也减小了输出噪音.发射电路中LM386的①脚和⑧脚用于调节放大倍数.①，⑧脚开路的时候，增益最小约为20倍（26db），当①，⑧脚交流短路，增益最大，达到200倍（46db），在①，⑧之间串联电阻，可调整增益在20倍到200倍之间变化.具体的计算公式可参考如下：GAIN=30000/(150+((135

5、0*R)/(1350+R)))；其中R为①，⑧脚之间串联的电阻，单位为Ω.发射端采用D1-D4串联构成发射阵列，调整四个发射管至不同角度，扩大红外光的发射范围.图2发射部分电路1.2接收部分接收电路采用了双红外接收管降噪方案，有效的降低了环境噪音.本设计采用两个红外接收管，一个用于信号接收，另一个物理主动消除噪音，通过收集外界的红外干扰，进行差分放大，利用抵消原理消除环境噪音.图3为接收部分电路，其中LM386的①，⑧脚交流短路，增益达到200倍.R3和R4使双联电位器，保证两个红外接收管具有相同的衰减

6、，更有效的降噪，可以用于调节接收机的音量.注意红外接收管正常工作时需要加一个合适的反压，因此在电路安装时不要接反.接收电路采用5V供电，调节接收管LED1和LED2的方向，使一个接收红外信号，另一个接收环境噪音，两路信号进行差分放大，抵消了环境噪音，音频输出效果很清晰.C8和C9是电源滤波电容，进一步降低了运放噪音，防止运放出现自激现象.如果感觉声音失真，可以调节接收机的角度或电位器.[2]图3接收部分电路2.制作调试要点发射机中的4个红外发射二极管，每个红外发射二极管正常工作电压约为1.2V，调节发射

7、机的电位器使得发射管工作在线性区，避免因输出电压过高或过底导致的信号失真.本设计采用的红外发射管发射区域是60°的锥形扇区，其放置夹角为90°的矩阵式发射面板，大大增加了信号的发射强度和覆盖面积.在调试时，应避免日光灯的干扰，同时要注意红外发射管和红外接收管之间的角度.3.结论本文介绍了一种利用红外光通信实现音频信号的传输系统，具有成本低、噪音小、抗干扰能力强等优点。实测传输距离近3m无明显失真，而且一个发射机可以配多个接收机。电路制作简单、音量可调且方便携带。参考文献:[1]肖景和，赵健著.红外线热释

8、电与超声波遥控电路[Z].人民邮电出版社，2003.[2]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].3版.北京:高等教育出版社,2001.AmplitudeModulationInfraredWirelessHeadphoneDesign添加参与的人员（英文）（InformationEngineering,ZhengzhouCollegeOfScience&Technology,Zhengzhou450064,China）Abstract:L