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一种红外发射电路的设计
  作者:admin     发表时间:2021-09-15     浏览次数: 次    

  等模块,使系统稳定可靠的工作。通过定向传输信号,实现一定范围内的无线信息传输,实验检测证明该系统能稳定可靠地向外发射红外信号,供接收机接收。

  红外通信作为一种无线M传输速率的成功运用,使其正在得到日益广泛的应用,从家用小电器到计算机设备都在不断的研发新产品。红外发射接收装置电路简单、易于实现、便于维护,在某些应用场合,综合应用比无线电射频通信方式具有更好的效果。红外发射模块是红外光通信的主要组成部分,它的功能主要是完成电光信号的转换,选用780~950 nm的波段将信号以红外脉冲的形式向空间发射。

  放大及进行A/D转换,将模拟信号转换为数字信号。在实际操作中电路比较复杂,且模拟信息小容易引起信号失真。综合考虑要体现红外光通信系统的简便性,最终排除了这个方案。

  滤波器,再次进行功率放大,之后由发射电路发射。语音信号的频带集中在300 Hz~3 kHz之间,带通滤波器通频带频率设计要与此相符合。

  本系统主要是用来定向传输信号,利用红外光作为载体实现2 m内的信息传输。信号源提供的信号经过三极管的放大,然后进行带通滤波处理,再经过专用音频信号放大器LM386进行功率放大,最后发射管将音频信号向空间发射。www.48111.com接收管接收到的信号由三极管9014放大,再经过LM386功率放大,两级放大滤波之后将信号还原输出。

  电压放大电路采用共射放大电路,如图1所示。R1、R2,R3提供偏置电压,发射结正偏,集电结反偏,此时三极管处于放大状态。调整R3改变三极管静态工作点,使信号处于不失线是一个耦合电容,起着一个简单的隔直流通交流的作用。在此选取的三极管9014是一个小功率管子,为了让三极管放大状态下信号的合理输出,选取R1=lOk,R3=100 k,R5=1 k。考虑到语音信号频带处300 Hz~3 kHz,所以带通滤波器的通频带为300 Hz~3 kHz。

  带通滤波电路如图2所示。此带通滤波器是由二阶有源高通滤波器和二阶有源低通滤波器级联组成。根据高通滤波器,低通滤波器。信号通过带通滤波器之后必须经过一次功率放大才能驱动发射管,本系统可采用LM386音频专用放大芯片,这是一种专门用来放大音频的芯片。在LM386的1,8脚加入可调电阻和10F的电容,使LM386的增益在20~200之间可调。微弱信号经过放大之后,过大的功率会烧毁电路中的器件,所以在LM386的3脚接10 k可调电阻的作用是控制发射功率保护电路,对整个电路信号的稳定性及安全性起着重要作用,不可缺少。

  三极管BG2和电阻R2构成发射管保护电路,由于三极管BG2偏置电阻R2很小,所以,在正常情况下三极管BG2截止。当三极管BG1集电极电流突然增大,在电阻R2上的压降增加,当电压达到一定程度时候三极管BG2导通,对发光二极管起到分流作用,然后流过发射管电流下降,从而对发射管起到保护作用。发射管可以并联或者串联多个,提高发射功率,增加通信距离。在实验室实际操作中很多人没有注意保护发射管的安全。实际上微弱的信号经过三极管放大及LM386的功率放大之后,信号已经变得足够大,如果在此时不注意保护发射管的情况下,因为其能够承受的电流强度有限,所以发射管很容易损坏。这是一个不得不重视的问题。研究表明,如果在接收信号比较弱的情况下,可以将发射管并联或者串联,者能够起到非常明显的效果。

  LM386组成的音频放大器的增益在20~200范围内可调,为了保证信号不失线隔直通交后信号便由红外发光二极管发射。红外发射管接收的信号与音频信号变化规律相同,红外发射管的发光强度会受到音频信号的调制,此时音频信号会对其大小进行同步调制并转换成红外信号发射。微弱信号经过电容C1耦合到三极管Q1进行一级放大,被放大的电压信号通过电容C2之后进入由LM741组成的带通滤波器,带通滤波器的通频带为300HZ~3KHZ,可以滤除频带外的干扰信号,使信号更加纯净,而后信号进入由LM386组成的音频放大电路,考虑信号放大到比较强之后会对发射部分器件造成损坏,因此在进LM386前加上10K滑动变阻器。LM386组成的音频放大器的增益在20~200范围内可调,为了保证信号不失线隔直通交后信号便由红外发光二极管发射。红外发射管接收的信号与音频信号变化规律相同,红外发射管的发光强度会受到音频信号强弱的调制,此时音频信号会对其大小同步调制并转换成红外信号发射。

  红外线接收管在接收红外光之后将光信号转换成微弱的电信号,在三极管9014放大之后直接经过电容C2输入到LM386组成的功率放大电路,极性电容C2起隔直流通交流的作用,在功率放大之前先滤除恒定的外界低频信号的干扰,提高接收效果,最后由喇叭输出。三极管9014的放大电路和功率放大电路两级放大之间加上10k滑动变阻器,防止信号过大损坏器件以及信号无失线 系统测试与分析

  将红外发射和接收部分接上电源之后,给发射部分提供300~3 400 Hz音频信号,调节发射和接收部分的功率,在距离发射部分2M处接收部分能够接收到信号,但是声音较小伴有轻微杂音。在1,5M处测试接收部分声音明显变大,但是杂音问题依然存在。当发射端输入语音信号改为800 Hz单音信号时,在8 电阻负载上,接收装置的输出电压有效值为0.2 V。不改变电路状态,减小发射端输入信号的幅度至0 V,低频毫伏表显示的电压为0.5 V。用万用表测试电源电压及各部分电路的电流电压值,发现电源电压不稳,导致各部分的电压有波动,电路会产生噪声但是不影响其正常工作。在发射部分加上一个正弦信号之后,在其两端用示波器观察信号,通过调节滑动变阻器RV1和RV2,计算可以得出放大倍数在100~250之间信号有比较明显的失线之间信号有明显失真。在接收部分输入端接入正弦信号,输出端输出的信号波形没有较明显的失线 结论

  在电路调试的过程中,为了达到使放大器增益变大的目的,不断增大信号驱动功率,导致射管不断地烧坏。解决方案为:接三极管BG1和BG2,组成了一个非常有效地保护电路即发射管保护电路。在使用该电路之后发射管就不再容易被烧坏,效果十分明显。以上设计的红外发射电路结构简单,原理清晰,性价比高,具有很强的实用价值。