本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域，具體涉及一種紅外光無(wú)線語(yǔ)音通信裝置。
背景技術(shù)：
：發(fā)明一種能把某一個(gè)地方的信息傳送到另一個(gè)遙遠(yuǎn)地方的通信系統(tǒng)，是人們自古就有的夢(mèng)想，古代有烽火臺(tái)、燈塔等。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是無(wú)線電技術(shù)的出現(xiàn)，上述的原始光通信技術(shù)早已退出歷史舞臺(tái)。在向信息社會(huì)過(guò)渡的過(guò)程中，這項(xiàng)古老的光通信借助光纖技術(shù)又煥發(fā)了新的活力，該技術(shù)在當(dāng)今科技生活中日漸普及。紅外光通信是一種利用紅外光傳輸信息的通信方式，可傳輸語(yǔ)言、文字、數(shù)據(jù)、圖像等信息，傳輸角度有一定限制，目前紅外光通信技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但在日常生活中該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用并不多見，大多人，特別是中小學(xué)生都無(wú)從理解這項(xiàng)技術(shù)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了改善目前這種現(xiàn)狀，使普通大眾特別是中小學(xué)生更加直觀的理解紅外光無(wú)線通信技術(shù)，本實(shí)用新型提供了一種紅外光無(wú)線語(yǔ)音通信裝置。本實(shí)用新型的一種紅外光無(wú)線語(yǔ)音通信裝置采用的技術(shù)方案是，包括音頻信號(hào)源、發(fā)射模塊、中繼模塊、接收模塊、信號(hào)放大模塊，所述發(fā)射模塊的輸入端連接音頻信號(hào)源，所述接收模塊的輸出端連接信號(hào)放大模塊。所述發(fā)射模塊的電路由信號(hào)發(fā)射子電路構(gòu)成。所述中繼模塊的電路由信號(hào)接收子電路、信號(hào)放大子電路和信號(hào)發(fā)射子電路構(gòu)成，其中信號(hào)放大子電路的輸入連接信號(hào)接收子電路的輸出、信號(hào)放大子電路的輸出連接信號(hào)發(fā)射子電路的輸入。所述接收模塊的電路由信號(hào)接收子電路和信號(hào)放大子電路構(gòu)成，其中信號(hào)接收子電路的輸出連接信號(hào)放大子電路的輸入。所述信號(hào)發(fā)射子電路包括第一電容C1、第一三極管Q1、第一二極管D1、第二二極管D2，所述第一三極管Q1的基極通過(guò)第一電容C1連接信號(hào)源和通過(guò)第一電阻R1與電源連接，所述第一二極管D1的正極接電源、負(fù)極接第一三極管Q1的集電極，所述第二二極管D2的正極接電源、負(fù)極接第一三極管Q1的集電極，所述第一三極管Q1的發(fā)射極接地，所述第一二極管D1和第二二極管D2為發(fā)光二極管。所述信號(hào)接收子電路包括第三二極管D3，所述第三二極管D3的負(fù)極接地、正極通過(guò)第二電阻R2與電源連接和通過(guò)第二電容C2將音頻信號(hào)輸出，所述第三二極管D3為光敏二極管。所述信號(hào)放大子電路包括LM386音頻功率放大器，所述LM386音頻功率放大器的1腳和8腳之間串接第三電容C3和第三電阻R3，所述LM386音頻功率放大器的2腳和4腳接地、7腳通過(guò)第四電容C4接地、6腳接電源、5腳通過(guò)第六電容C6和第四電阻R4接地，所述信號(hào)放大子電路的信號(hào)由LM386音頻功率放大器的3腳輸入，信號(hào)經(jīng)放大后由LM386音頻功率放大器的5腳經(jīng)過(guò)第五電容C5輸出。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型的一種紅外光無(wú)線語(yǔ)音通信裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，能直觀的將紅外光通信這項(xiàng)技術(shù)演示出來(lái)，為學(xué)校授課，學(xué)生興趣學(xué)習(xí)提供方便。2、本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，功耗小，組裝成本低廉，容易被普通大眾和中小學(xué)生接受并使用。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為信號(hào)發(fā)射子電路的電路圖；圖3為信號(hào)接收子電路的電路圖；圖4為信號(hào)放大子電路的電路圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一種紅外光無(wú)線語(yǔ)音通信裝置做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型的一種紅外光無(wú)線語(yǔ)音通信裝置，包括音頻信號(hào)源、發(fā)射模塊、中繼模塊、接收模塊、信號(hào)放大模塊，所述發(fā)射模塊的輸入端連接音頻信號(hào)源，所述接收模塊的輸出端連接信號(hào)放大模塊；發(fā)射模塊的電路由信號(hào)發(fā)射子電路構(gòu)成；中繼模塊的電路由信號(hào)接收子電路、信號(hào)放大子電路和信號(hào)發(fā)射子電路構(gòu)成，其中信號(hào)放大子電路的輸入連接信號(hào)接收子電路的輸出、信號(hào)放大子電路的輸出連接信號(hào)發(fā)射子電路的輸入；接收模塊的電路由信號(hào)接收子電路和信號(hào)放大子電路構(gòu)成，其中信號(hào)接收子電路的輸出連接信號(hào)放大子電路的輸入。如圖2所示，信號(hào)發(fā)射子電路包括第一電容C1、第一三極管Q1、第一二極管D1、第二二極管D2，第一三極管Q1的基極通過(guò)第一電容C1連接信號(hào)源和通過(guò)第一電阻R1與電源連接，第一二極管D1的正極接電源、負(fù)極接第一三極管Q1的集電極，第二二極管D2的正極接電源、負(fù)極接第一三極管Q1的集電極，所述第一三極管Q1的發(fā)射極接地，第一二極管D1和第二二極管D2為發(fā)光二極管。如圖3所示，信號(hào)接收子電路包括第三二極管D3，第三二極管D3的負(fù)極接地、正極通過(guò)第二電阻R2與電源連接和通過(guò)第二電容C2耦合后將音頻信號(hào)輸出，第三二極管D3為光敏二極管。如圖4所示，信號(hào)放大子電路包括LM386音頻功率放大器，LM386音頻功率放大器的1腳和8腳之間串接第三電容C3和第三電阻R3，LM386音頻功率放大器的2腳和4腳接地、7腳通過(guò)第四電容C4接地、6腳接電源、5腳通過(guò)第六電容C6和第四電阻R4接地，所述信號(hào)放大子電路的信號(hào)由LM386音頻功率放大器的3腳輸入，信號(hào)經(jīng)放大后由LM386音頻功率放大器的5腳經(jīng)過(guò)第五電容C5耦合后輸出。紅外調(diào)制發(fā)送，即紅外光以一定的頻率發(fā)送出去，然后用光敏三極管或者用光敏二極管或其他的紅外感光器件接受已調(diào)制的紅外光。例如將紅外光調(diào)制成34kHz的脈沖發(fā)射出去，然后接收端再把紅外光轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，最后解調(diào)、濾波，還原成原信號(hào)。整個(gè)過(guò)程比較復(fù)雜。直接發(fā)送方式稱為直射式，指發(fā)光管和接收管相對(duì)安放在發(fā)射與受控物的兩端，中間相距一定距離；方法比較簡(jiǎn)單，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該方法完全可以用來(lái)傳輸音頻信號(hào)。本實(shí)用新型采用直接發(fā)送方式，該電路簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)。紅外接收管使用普通接收管，通過(guò)前置濾波，并將音頻放大，再通過(guò)RC濾波將音頻輸出。對(duì)于運(yùn)算放大器以及功率放大器，本實(shí)用新型均選擇了LM386，其為低功耗電源設(shè)計(jì)的功率放大器，它內(nèi)建增益為20。通過(guò)1，8腳之間的阻容搭配，增益最高可達(dá)200，輸入電壓范圍為4至12V。無(wú)動(dòng)作時(shí)僅消耗4mA的電流，且失真小，用其來(lái)放大音頻及驅(qū)動(dòng)喇叭可得到較好的音頻輸出。中繼模塊結(jié)合紅外發(fā)射模塊以及接收模塊，采用簡(jiǎn)單易行的方式將紅外接收的音頻通過(guò)濾波，放大，使衰減的信號(hào)進(jìn)行再次放大還原，再通過(guò)紅外發(fā)射音頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)音頻信道的改變。電源的輸入采用miniUSB接口進(jìn)行，方案較為簡(jiǎn)潔實(shí)用，可方便攜帶及實(shí)現(xiàn)電源的供給。如圖2、圖3和圖4所示，電阻R1給紅外發(fā)光二極管提供了靜態(tài)的工作電流，音頻信號(hào)通過(guò)電容C1耦合到功率三極管，使紅外發(fā)光二極管D1發(fā)出被調(diào)制的紅外光；紅外光敏二極管D3接收到D1、D2發(fā)出的紅外光，紅外光經(jīng)過(guò)電容C2耦合，把音頻信號(hào)取出，經(jīng)過(guò)LM386放大，驅(qū)動(dòng)耳機(jī)或揚(yáng)聲器發(fā)出聲音，有效距離可達(dá)2m。因LED的電流電壓伏安特性曲線以及所購(gòu)買940nm的紅外LED靜態(tài)工作電流100mA，隨著靜態(tài)電流的增大可增加紅外LED的發(fā)射功率增大，故應(yīng)該合理調(diào)節(jié)R1的阻值達(dá)到最大傳輸距離。三極管采用S8050，經(jīng)萬(wàn)用表測(cè)得的放大倍數(shù)為β=260，本實(shí)用新型所用紅外發(fā)射管最佳工作電流為100mA，計(jì)算可得R1=6.5K時(shí)音頻信號(hào)不失真放大；為使傳輸距離增大，可兩個(gè)紅外發(fā)射管D1，D2并聯(lián)發(fā)出音頻信號(hào)，同時(shí)將兩發(fā)射管指向，可使紅外發(fā)射功率、接收距離和輻射范圍增大。如圖3所示，紅外接收管D3將發(fā)射管發(fā)射出來(lái)的音頻信號(hào)，經(jīng)C2濾波，小電容濾高頻，可去除高頻噪音，再經(jīng)LM386功率放大將音頻輸出；選用C5以及C6和R4組成的RC高通濾波，100Hz以下音頻將會(huì)被濾掉。發(fā)射模塊電路中音頻信號(hào)在P1端輸入發(fā)射電路，經(jīng)C1濾波至NPN放大將音頻信號(hào)以模擬信號(hào)傳輸出去；接收模塊電路中紅外接收管D3接收音頻信號(hào)，經(jīng)C2濾波，再經(jīng)LM386功率放大將音頻輸出；信號(hào)放大模塊電路通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)很好的音頻放大輸出。中繼模塊電路中D3將紅外接收的音頻通過(guò)濾波，經(jīng)容阻濾波通過(guò)LM386進(jìn)行運(yùn)算放大將，使衰減的信號(hào)進(jìn)行再次放大還原，再通過(guò)D1，D2發(fā)射音頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)音頻信道的改變。經(jīng)測(cè)試，通過(guò)3.5mm的音頻插孔線路輸入音頻信號(hào)，經(jīng)由發(fā)射模塊發(fā)射，傳輸距離為2M時(shí)接收的聲音無(wú)明顯失真，最大傳輸距離為7M。測(cè)試過(guò)程中需不斷調(diào)節(jié)接收的準(zhǔn)直以及對(duì)理論計(jì)算的發(fā)射偏置電壓和放大倍數(shù)進(jìn)行調(diào)整，已達(dá)到最好的傳輸效率。測(cè)試單音頻信號(hào)輸入時(shí)，輸入800HZ正弦信號(hào)，在8Ω電阻負(fù)載上，接收裝置輸出電壓有效值為0.41V，當(dāng)將輸入信號(hào)的幅值改為0V時(shí)，即接地，此時(shí)測(cè)量接收輸出端的噪聲電壓為98mV。測(cè)試通訊燈時(shí)，當(dāng)接收模塊能與發(fā)射模塊通訊時(shí)，發(fā)光二極管亮，不能通訊時(shí)，指示燈不亮，更好的反映通訊現(xiàn)象。中繼模塊測(cè)試中，中繼轉(zhuǎn)發(fā)采用5V直流單電源供電，工作有效距離為2M，毫安表顯示為19mA。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表實(shí)現(xiàn)傳輸距離為2M內(nèi)無(wú)明顯失真當(dāng)輸入頻率為800Hz時(shí)，電壓為0.41V輸入幅值0V時(shí)，噪聲電壓98mV中繼傳輸距離2M內(nèi)無(wú)明顯失真中繼電流19mA以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3