通信系统设计实验报告.docx
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通信系统设计实验报告
语音信号的红外调制传输
（通信系统设计）
组员：
顾珮1128401008
黄君君1128401104
施以鹏1128401105
指导老师：
徐清源
专业：
通信工程
时间：
2014年6月
目录
摘要………………………………………………………3
一、题目要求………………………………………………………3
二、设计方案………………………………………………………4
三、系统设计………………………………………………………5
3.1系统设计总框图………………………………………………5
3.2各模块原理说明………………………………………………6
四、硬件电路图及仿真图……………………………………………8
4.1发射电路……………………………………………………8
4.2接收电路……………………………………………………8
4.3仿真电路图…………………………………………………9
五、测试结果………………………………………………………10
六、总结………………………………………………………11
七、附录（元件清单）………………………………………………12
摘要：
本文介绍的无线传输系统是借助红外线来实现音频信号的近距离传递，其发射与接收部分均由模拟电路构成，制作成本低廉，调试起来也比较容易。
关键词：
音频、红外传输
一、题目要求：
（外部提供电源：
+/-12V,5V）
1．通信距离：
大于3m；
2．语音输入：
微型领夹麦克风（动圈话筒）3.5mm接口
3.语音输出：
使用8欧，0.25W扬声器；
音量可调；
4．语音清晰可辨；
5．红外频率（或波长）:
940nm
6．留有测试端子，模块间连接端子
二、设计方案：
在发射端，由话筒输入的音频信号先经过三极管8050放大，再经过CD4046进行幅度调制后，送入电光变换电路，经由三极管8050驱动的红外发射管转变为红外光信号发射到空中；
在接收端，红外接收管对接收到的红外光信号，进行光电变换，CD4046幅度解调后，经过LM386功率放大恢复出原信号，由扬声器将音频信号恢复出来。
图1设计方案图
三、系统设计
3.1系统设计总框图：
（1）设计总框图思路
图2发射部分图3接收部分
（2）设计细节框图
a、发射机
图4发射机设计思路框图
b、接收机
图5接收机设计思路框图
3.2各模块原理说明：
信号预放大电路
该预放大电路为电压并联交直流负反馈电路（如图7），共射极基本电路的另一接法，R1为反馈元件，控制Vce来改变NPN的静态工作点，当信号经前C1耦合到三极管，经NPN的放大后由后C1耦合到后面的连接电路
图6信号预放大电路图7CD4046构成的频率调制电路
a、调制电路（如图7所示）
当从9脚输入载波信号Vi时，从4脚可输出受输入信号调制的调频信号Vo，如图7所示。
由于调频时要求VCO有一定的频偏，所以不需要12脚外接电阻，仅用R1和C1确定、VCO的中心频率fo。
b、解调电路（C1与R1作用同调制电路，R3与C2控制fo的频带宽度）（如图9所示）
其工作原理如图8所示
从14脚输入调频波信号Vi与VCO输出的信号经PDI获得变化的误差电压，该电压通过低通滤波器滤掉高频成分，继而获得随调制信号变化而变化的信号，经跟随器得到解调信号，从10脚输出Vo，从而实现解调过程。
图8CD4046解调电路工作原理图9CD4046构成的频率解调电路
c、红外线发射驱动电路（如图10所示）
本图采用多个红外线二极管串联驱动电路方式
电源总提供n×If的电流
图10红外二极管串联驱动电路图11TDA2822立体声放大电路
d、TDA2822音频放大电路（如图11所示）
该电路的TDA2822芯片是由两个放大器封装而成的功率放大芯片，如图11所示，音频信号左右声道分别从INPUT1和INPUT２输入到6、7脚，与外围元件组合经内部放大电路放大，然后从1、3脚输出的扬声器。
四、硬件电路图及仿真电路图：
4.1发射电路图：
图12发射电路
4.2接收电路图：
图13接收电路
4.3仿真电路图：
图14仿真电路图
五、测试结果：
在发送模块的测试中，我们首先将CD4046的9脚接地，再将输出端的4号引脚接到示波器中，测出载波频率；
在接收模块的测试中，我们同样将CD4046的9脚接地，再将4脚接到示波器中读出接收模块的载波频率，并对比发送端和接收端的载波频率是否一致，若不一致，则调节电位器，使得两个频率几乎一致为止。
这样发送端的红外发射管才能和接收端的红外接收管进行无线通信。
频率调好之后，可以通过发送端的话筒输入语音，将发射管和接收管对准，测试扬声器的输出情况，测试结果不是很理想，声音不清晰，且传输距离受限。
六、总结：
在本次实验中，本小组每个成员都学到了很多东西，取得了较大进步，这些进步不仅仅是在知识层面上，更在于实践层面上。
在知识方面，我们学会了如何设计简单的电路图，以及常见集成芯片的使用。
在这次系统设计实验过程中，我们获得的最宝贵的并不是做作品所学的知识，而是学会了如何自学，如何与同伴配合，以及永不放弃的精神。
当我们分好小组并得到设计题目后，大家都不清楚该从哪里入手。
经过讨论后，本小组基本了解了作品所要实现的功能，于是大家就分头去找各个模块的资料，在这个过程中，我们学会了如何运用网络和图书馆得到我们所需的资料。
在对资料的分析和讨论过程中，我们渐渐养成了自学的习惯，与此同时大家的自学能力都得到了不小的提高。
设计过程中，并不是事事如意，我们会经常碰到困难，每当这时，大家都会互相鼓励并努力寻找解决方案。
渐渐的，我们学到的东西越来越多。
在这段时间里，我们学会了如何作为一个团队学习，这让我们更加有团队意识。
在本次设计实验中使我们受益匪浅。
七、附录：
（元件清单）
元件清单:
型号
参数值
数量
型号
参数值
数量
R（电阻）
1k
5
驻极体话筒
1
5.1k
2
话筒接口
J1
1
10k
5
2M
5
100k
2
47
5
电位器
10k
2
电容C
20p
3
0.1u
5
1u
5
电解电容
10u
3
三极管8050
Q
3
CD4046
U
2
TDA2822
U3
1
发光二极管（发射）
D1、D2、D3
3
光敏二极管（接收）
D4、D5、D6、D7
4
扬声器
1
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