在方案設計過程中,發射部分使用了S8050放大器,它是一種功率放大器,放大其音頻信號。接收部分用了一款常見的小功率音頻放大器D2822A,這兩個芯片構成了紅外通信裝置的核心。該裝置語音傳播幾乎無失真,傳輸距離滿足要求,操作簡單。當加一個中繼轉發點時,改變90度方向,效果良好。
1.方案總體設計
1.1 系統總體設計框圖
本耳機由發射模塊和接收模塊兩部分組成。發射模塊:主要包括基本電路及紅外發光二極管,主要是在5V電壓的驅動下,將音頻信號經基本電路來驅動紅外發光二極管將信號發射出去。接收模塊:主要包括S8050功率放大器及其周圍輔助元件,主要是在5V電壓的驅動下將接收到的發射信號經D2822A功率放大,然后驅動喇叭來發出聲音,使收聽者能夠聽到發射端發出的音樂。
系統總體原理框圖如圖1.1所示。
1.2 單元電路設計
1.2.1 發射部分電路
聲音信號從MP3或信號發生器的音頻輸出插座引出。MP3輸出的音頻信號經過電容C1耦合至VT1 S8050進行一級放大后驅動紅外線發光二極管,VD1、VD2發光,聲音信號的變化引起VD1、VD2發光強度的變化,即VD1、VD2的發光強度受聲音的調制。直流5V電壓經電阻R4流到VT1,然后給其提供工作電壓,將音頻信號放大以驅動VD1、VD2發光,將信號發射出去。
發射電路如圖1.2所示。
1.2.2 接收部分電路
該電路接收部分采用一塊音頻放大集成電路D2822A進行功率放大。有一個紅外線接收管。當被音頻信號調制的紅外光照到紅外線接收管表面時,接收管將接收的經聲音調制的紅外線光信號轉換成電信號,即在接收管兩端產生一個與音頻信號變化規律相同的電信號,該信號經C7耦合至進行功率放大后驅動揚聲器發聲。
接收電路如圖1.3所示。
1.2.3 中繼結點電路
在中繼結點電路的設計中,采用了將發射電路和接收電路連成一體。其中發光二極管和光敏二極管呈垂直的關系,很好實現了改變通信方向90度,距離延長也可通信。
電路圖如圖1.4所示。
2.系統測試
電路的測試方案分析:
(1)在發射端輸入800HZ單音信號時,測試在8歐姆電阻負載上,接收端輸出的電壓有效值;
(2)在發射端輸入800HZ單音信號時,減少發射端的輸入信號為0V(即擋住紅外線的傳播路徑),用低頻毫伏表測量此時輸出端的噪聲電壓。
3.結論
本設計方案由于系統架構設計合理,功能電路實現較好,通信性能優良、穩定,較好地達到了題目要求的基本要求以及部分發揮要求。經測試分析,系統能夠實現:①傳輸距離達兩米,還原出的音頻信號無明顯失真;②單音頻信號輸入時,輸出電壓的有效值大于0.4V,噪聲電壓小于0.1V;③指示燈能表明信號的有無;④能實現中繼轉發,通信方向改變90度,可繼續傳輸信號,且無明顯失真。