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红外语音通信装置的设计与实现
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更新于2023-05-28
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本设计采用以红外发射二极管与接收二极管作为核心发射接收器件。发射机通过TL072产生的38kHz的三角波作为载波配合基于LM339的比较器,将LM386输出的音频信号进行调制。调制后的调制信号经过OPA1602的跟随器,提高其带负载能力,通过RC阻抗网络进行匹配,最后通过发射管发射出去。接收端则将接收到的信号先通过LM339比较器去掉包络,经过低通滤波器后将音频信号解调出来,经LM386驱动喇叭播放出来。
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《通信原理》课程设计
题 目 红外语音通信装置的设计与实现
学院名称
指导教师
职 称
班 级
学 号
学生姓名

I
摘要:本设计采用以红外发射二极管与接收二极管作为核心发射接收器件。发
射机通过 TL072 产生的 38kHz 的三角波作为载波配合基于 LM339 的比较器,将
LM386 输出的音频信号进行调制。调制后的调制信号经过 OPA1602 的跟随器,
提高其带负载能力,通过 RC 阻抗网络进行匹配,最后通过发射管发射出去。
接收端则将接收到的信号先通过 LM339 比较器去掉包络,经过低通滤波器后将
音频信号解调出来,经 LM386 驱动喇叭播放出来。
关键词:红外;调制;38kHz;比较器;发射接收

II
Abstract:The design uses infrared emission diodes and receive diodes as the core
transmitter and receiver devices. Transmitter through the TL072 generated 38kHz
triangular wave as a carrier with LM339 based on the comparator, the LM386 output
audio signal modulation. The modulated modulation signal is passed through the
OPA1602 follower to increase its load capacity, matched by the RC impedance
network, and finally transmitted through the launch tube. The receiver will receive the
signal through the LM339 comparator to remove the envelope, through the low-pass
filter after the audio signal demodulation, the LM386 drive speakers to play out.
Keywords: Infrared; modulation; 38kHz; comparator; transmit and receive

III
目 录
1、设计任务要求..........................................................................................................1
2、系统方案设计与论证..............................................................................................1
3、发射端电路设计......................................................................................................2
4、接收端电路设计......................................................................................................8
5、软件仿真................................................................................................................12
6、硬件的制作与调试................................................................................................16
7、总结........................................................................................................................19
参考文献......................................................................................................................19
附 录.............................................................................................................................19

1
1、设计任务要求
设计一个正反转可控步进电机,其设计指标如下:
(1)设计并制作一个红外通信系统;
(2)实现通过红外发射管发射语音信号;
(3)扩展部分:传输距离大于 2m。
2、系统方案设计与论证
2.1 方案设计与选择
方案 1:模拟基带方式传输。在发送端,将模拟信号放大后直接以基带形
式发送。在接收端,经放大、滤波后,还原出该模拟信号。此方案简单方便,
对于 3.4kHz 以下的信号,红外接收管的灵敏度较高,使用 PT4205 开关式 LED
恒流驱动器驱动发光二极管,功耗也可以做到很低,但该方案易受噪声干扰;
方案 2:利用 IrDa 传输 PCM 码流。将采样的数值进行 PCM 编码,通过
IrDa 发送。设采样频率为 8kHz,每位 8bit,共 64kbps 的数据传输率。因此码流
速率过高,对信道要求高,实现比较困难,且音质较差;
方案 3:数字方式传输。使用 ADC 采样经滤波、放大和偏移的音频信号,
编码后再输出给红外光发射电路,接收电路接收到信号解码后由 DAC 输出给功
放电路。其抗干扰性强,但实现难度较大;
方案 4:数字方式 38kPWM 编码。在发送端,转化成数字信号后,经 38k
的 PWM 编码调制后发送。在接收端使用 VS1838 红外接收管接收并解调、滤波
出数字和语音信号。VS1838 对于 38kHz 的红外信号非常灵敏,且结构简单,功
耗也可以很低。
方案选定:经过上述方案的比较与验证,最终选择调试简单的方案 3。
2.2 总体方案设计
光通信的调制技术主要包括:脉冲宽度调制( PWM),开关键控调制
(OOK),脉冲位置调制( PPM)和脉冲间隔调制(DPPM)等,本系统采用
脉冲宽度调制(PWM)调制方式,PWM 是一种对模拟信号电平进行数字编码
的方法。脉冲宽度调制通常是由一列占空比不同的矩形脉冲构成,其占空比与
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