一种红外光音频传输装置的设计与实现.pdf

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1、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．鳗廑_(((_l一种红外光音频传输装置的设计与实现成都理工大学核技术与自动化工程学院芦瑞琪杨溪远【摘要1本文讲述了一种以红外射线为传输介质的音频信号传输装置，本装置是先将传入的立体声音频信号转换成单声遭信号，然后音频信号放大、滤波；~9oicuz三角波后调制为sPwM波驱动二极管经光电二极管输出红外光；通过红外光进行传输，通过中继转发装置接收后偏转90度后再次发射。光电二极管接收传入PwM红外信号后进行解调，电流电压转化、放大、滤波，最后还原成音频信号输出。此装置具有传输距离远，失真度小，声音清晰显著等特点。

2、【关键词】红外光传输；SPWMN制；解调；中继转发节点装置1．引言3．1．1音频前置放大部分的PWM信号。如图3所示。随着年龄的增长，人们的听力日趋下降，获输入的左右声道音频信号被混合在一起输取信息的能力也在减弱。红外光音频传输装置的入运算放大器，电阻与运算放大器构成同向比出现为听力衰弱的朋友们带来了福音。听觉好的例运算电路，增大了输入阻抗的同时降低输出成年人能听到的声音频率常在3O～16000Hz之间，电阻。我们选择LM833双音频运放作为核心，7J7、1If老年人则常在50~10000Hz之间。本设计在红外通将电压放大。根据同

3、向比例放大电路_1]：信是利用950nmJ~：红外波段的红外线作为传递信息的媒体的基础之上，将音频信号通过红外光进行Uo：(+u，传输。中继转发节点装置的意义在于将红外信号U，=23Us『-]『_1『_llIl1]f-]r_]进行转弯，使它克服了只能直线传输的缺点。此则信号被放大23倍。在输入端引入6V偏置装置刻意将左右声道的立体声音效合并为单声道电压，将音频信号垫高，易于与三角波进行比图3sP嗍波形成音频信号，有效地降低了节目中背景音乐及其它较，从而产生PWM波。由于篇幅有限，此处前Fig3SPWMwavoform声音，使得讲话

4、的声音更为明显和突出。放电路省略。经过放大、滤波后的音频信号从B端与三2．系统框图设计3．I．2有源低通滤波部分角波信号从反相端进入，通过LM311电压比较立体声音频信号被混合在一起形成一个被放大的音频信号依次经过两次滤波器比较，产生90KHz的sPwM波，从而完成调制。单声道信号，在发生装置进行放大、滤波、比被从入比较器。在器件选择方面我们仍然选选择通用LM31l作为电压比较器。产生PWM波形较等一些列处理，由此产生占空比可调的PWM用LM833以及通用型低噪声JFET运算放大器的LM31l，驱动晶体管BC328为串联在一起的6

5、个波，进而驱动晶体管通过LED发射红外光。中TL072．电路图如图2所示。LED以及一个电源指示灯D4工作。如图4所示。继转发节点装置将光电二极管接收到红~[-LED3．1．3三角波发生电路发射的PwM红外信号经过转换、滤波、放大再三角波的作用是用来调制音频信号，对输出，并且改变9O度的角度。光电二极管接收此有两方面的要求。其一，调制后的信号可以传入PWM红外信号后进行解调，放大、滤波、被完整地恢复。根据NyquistUN定理，三最后输出音频信号，解调的另一路信号在液晶角波的频率至少是音频信号最高频率的两倍，上进行温度显示。接收装

6、置在6V电源供电下经由于人耳的所能够听到的声音频率范围2OHz一过放大、低通滤波后，从耳机放出。20KHz，说明三角波的频率应在40kHz以上，为确保音频信号的采样，可取三角波的频率⋯音频信号HI红⋯外发射装置l卜竺苎苎．叶i中．7继；i转U发T节点II为90kHz；其二，三角波要有稳定的频率和幅度，否则，调制后的脉宽会产生变形，从而降。。一。。一II低音频输出的信噪比，音质变差，噪声增大。在高频的情况下，产生频率、幅度稳定的三红外接收装置¨H音频信号li角波，对一般的波形发生器来说很难实现。利用积分运算电路可实现方波一三角波的波

7、形变换。。i。。。。ii。我们将4093B施密特触发器设计成方波振荡器D5D6D7图1系统结构框图[33囤4音频信号的发射，其可实现180KHz的方波，之后，使用D触发器Fig1Stru~turediagramofthesystemfun~tjonFig4Transmitting8naudJosigna4013B构成2分频器将180KHz的方波分频，依次通3．系统硬件电路设计过积分电路即产生90KHz的三角波。由于篇幅有3．2红外接收装置3．1红外发射装置限，此处三角波发生电路省略。光电二极管BP104接收N6个红~bLED发射传

8、入的两路立体声音频信号产生的电压信3．1．4P1vM波发生电路与红外输出的PWM红外信号，通过LM833进行电流一电压号被混合在一起以形成一个单声道信号，依次通为了简单说明，我们以音频信号为单一正转换，之后LM833放大电路，再次放大脉冲信图2有源