紅外無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王智偉

（河北省省直房地產(chǎn)服務(wù)中心）

紅外無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王智偉

（河北省省直房地產(chǎn)服務(wù)中心）

本設(shè)計(jì)制作的這個(gè)系統(tǒng)是紅外無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音傳輸系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，使用的是一對(duì)850nm波長(zhǎng)的紅外光發(fā)射、接收管。利用它能夠?qū)⒙曇暨M(jìn)行傳遞。在用手機(jī)的插頭作為輸入信號(hào)在通過(guò)電路的調(diào)試來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)了定向，然后我在進(jìn)行紅外光收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)測(cè)試和查閱資料可以知道，5m的傳輸距離是紅外通信保證無(wú)明顯失真情況下的極限距離。通過(guò)放大和濾波電路，此時(shí)電路主要由LM-386所搭建。同時(shí)我們還加了一個(gè)轉(zhuǎn)制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)90°的轉(zhuǎn)變，最后輸出端的喇叭中可以聽(tīng)到輸入的語(yǔ)音。

紅外；語(yǔ)音傳輸；無(wú)線(xiàn)通信

0 引言

紅外通信優(yōu)點(diǎn)是高速率、低成本、低功耗，能實(shí)現(xiàn)近距離無(wú)線(xiàn)傳輸，所以首選設(shè)計(jì)為手持遙控器。無(wú)論是大的方面：像軍用，工用,還是從小的方面：像醫(yī)療，銀行都有著先進(jìn)的紅外通信設(shè)備。近期，越來(lái)越普及的智能化設(shè)備，像智能電器、智能家居、智能機(jī)械的方案設(shè)計(jì)中都用到了紅外通信技術(shù)。我們都知道紅外通信技術(shù)有著強(qiáng)大的抗干擾性，在未來(lái)的通信技術(shù)會(huì)越來(lái)越起到重要的角色。

1 系統(tǒng)各部分的設(shè)計(jì)

1.1 信號(hào)發(fā)射電路設(shè)計(jì)

紅外光發(fā)射包括四部分，首先語(yǔ)音輸入再通過(guò)濾波放大送給紅外發(fā)射裝置。

用LED燈（D3）和電阻R2串聯(lián)來(lái)顯示電路工作狀態(tài)。C4和C5能夠完成除掉干擾和噪聲，聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)音頻接口進(jìn)入到這個(gè)系統(tǒng)，三極管的主要作用就是放大（進(jìn)入到系統(tǒng)的聲音實(shí)際上十分微弱），在這個(gè)系統(tǒng)中還可以調(diào)整聲音的大小，主要是依靠R6來(lái)完成這個(gè)功能。經(jīng)過(guò)改變R6的阻值來(lái)調(diào)整聲音的大小。R8是用來(lái)改變放大倍數(shù)的，這使得整個(gè)系統(tǒng)又增添了一絲色彩。對(duì)輸入的信號(hào)來(lái)進(jìn)行濾波主要是通過(guò)電容C7的來(lái)完成的。

1.2 信號(hào)接收電路設(shè)計(jì)

接收時(shí)包括三個(gè)部分。當(dāng)信號(hào)到達(dá)接收端的時(shí)候，紅外接收裝置完成接收，此時(shí)的信號(hào)再經(jīng)過(guò)濾波器除掉干擾和噪聲，并且完成放大，接下來(lái)就是對(duì)信號(hào)完成解調(diào)，還原它本來(lái)的面目，最后經(jīng)過(guò)音響輸出。

如電路圖1所示，這個(gè)電路主要包括LM386，此時(shí)的信號(hào)再經(jīng)過(guò)濾波器除掉干擾和噪聲，并且完成放大，接下來(lái)就是對(duì)信號(hào)完成解調(diào)，還原它本來(lái)的面目，最后經(jīng)過(guò)音響輸出。C9和C10主要是用來(lái)除掉輸出語(yǔ)音信號(hào)干擾的。

1.3 中繼電路設(shè)計(jì)

可以將紅外中繼部分分成三個(gè)部分，紅外接收頭接收信號(hào)部分，紅外發(fā)射頭發(fā)射部分，濾波和放大電路。通過(guò)紅外接收頭獲取到空間中的光信號(hào)，然后轉(zhuǎn)化，這時(shí)的信號(hào)已經(jīng)變成了電信號(hào)，之后通過(guò)濾波放大電路處理后，再由紅外發(fā)射頭將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成的光信號(hào)發(fā)射出去。圖2中繼部分的電路圖。

圖1 接收電路圖

2 硬件的調(diào)試

2.1 硬件的焊接調(diào)試

考慮多方面因素，而后進(jìn)行焊接硬件和調(diào)試，在確保沒(méi)有錯(cuò)誤的情況下在通電檢測(cè)。

(1) 首先檢查短路和斷路的情況。用萬(wàn)用表來(lái)測(cè)試電路的各個(gè)部分只有在焊接沒(méi)有問(wèn)題時(shí)，在進(jìn)行電路的測(cè)試。

(2) 通過(guò)手機(jī)的照相機(jī)來(lái)觀(guān)察紅外線(xiàn)的發(fā)射情況，進(jìn)而判斷紅外信號(hào)的問(wèn)題所在，即是發(fā)射端還是接收端有問(wèn)題。

2.2 硬件電路的測(cè)試結(jié)果

2.2.1 發(fā)射電路現(xiàn)象

焊接好發(fā)射電路后，通過(guò)使用一個(gè)手機(jī)和一個(gè)3.5mm耳機(jī)線(xiàn)來(lái)完成音頻信號(hào)的輸入。在確保手機(jī)的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)線(xiàn)輸入進(jìn)電路后，在用萬(wàn)用表來(lái)對(duì)各點(diǎn)的電壓進(jìn)行顯示，當(dāng)完成電壓測(cè)試且都符合要求后，用示波器對(duì)不同的節(jié)點(diǎn)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行顯示，用來(lái)確保語(yǔ)音信號(hào)在電路中正常傳輸。

2.2.2 接收部分實(shí)物

因?yàn)橛辛税l(fā)射部分電路調(diào)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)，所以在調(diào)試接收部分電路時(shí)就有了一定的目的性，先用萬(wàn)用表測(cè)試焊接的是否是通路，如果是通路說(shuō)明焊接無(wú)誤。用萬(wàn)用表和音響對(duì)三個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行音頻信號(hào)檢測(cè)，即接收節(jié)點(diǎn)，LM386輸入節(jié)點(diǎn)以及LM386輸出節(jié)點(diǎn)。檢測(cè)的方法和發(fā)射部分是一樣的，這里不再做說(shuō)明。到此來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)基本可以實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于距離還沒(méi)有達(dá)到3米，所以我測(cè)試的結(jié)果就是傳輸距離2.5米的時(shí)候此電路可以完成無(wú)失真?zhèn)鬏敗?/p>

3 總結(jié)

在本次設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)紅外無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音傳輸，可是的專(zhuān)業(yè)并沒(méi)有達(dá)到一定的水平，分析了很多的方面對(duì)于本次畢設(shè)的限制，發(fā)現(xiàn)模擬和數(shù)字傳輸都可以滿(mǎn)足構(gòu)想。但是通過(guò)以前知識(shí)的掌握和近期知識(shí)的學(xué)習(xí)，心里也知道的實(shí)力，想要使用數(shù)字傳輸來(lái)完成這次設(shè)計(jì)難度真的很大，幾乎是完不成的。無(wú)奈之下選擇模擬傳輸來(lái)完成語(yǔ)音通信。

此外，設(shè)計(jì)的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了許多的瓶頸。對(duì)于3m的傳輸距離在模擬傳輸?shù)臈l件下還是有一定的難度，需要電路的進(jìn)一步復(fù)雜化和精確化。在調(diào)試電路的過(guò)程中也進(jìn)一步摸索了硬件設(shè)計(jì)的技巧和電容電阻的組合方式，以及放大電路的實(shí)現(xiàn)形式。收獲最大的是對(duì)于電路的靈活處理。

[1] 康光華，電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分第五版，高等教育出版社，2013.7

[2] IC資料網(wǎng)：http://www.icpdf.com/

[3] Sanjit K.Mitra， <>

[4] 美Bruce Carter ，RonMancini 譯：姚劍清，運(yùn)算放大器權(quán)威指南第三版，人民郵電出版社，2014.05

[5] 王英 ，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，西南交通大學(xué)出版社，2010.09

Design and implementation of infrared wireless voice system

Wang Zhiwei
(Hebei provincial real estate service center)

Science and technology continues to progress,and all kinds of communication technolgy are also in constant improvement progress.In the system design,I use a wave length of 850nm infrared transmitting and receiving tube.Use it to make sound delivery.Using a plug of the mobile phone as the input singal through the circuit debugging to realize voice signal transmission, so as to realize through tne orientation,and then I design the infrared transceiver system.Through the test and inspection date we can know that the transmission distance is 5m infrared communication to ensure no significant distortion limit distance under the condition of the amplifier and filter circuit.This circuit is mainly composed of LM-386 structures.At the same time, we alse add a conversion device to realize the transformation of 90 degree,the voice of the input can be heard in the horn of the output finally.

Infrared；Speech transmission；Wireless communication

圖2 中繼部分電路圖