电视伴音红外转发器的设计.doc

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中国石油大学（华东）现代远程教育

毕业设计（论文）

题目：

电视伴音红外转发器的设计

学习中心：

重庆信息工程专修学院奥鹏学习中心

年级专业：

0409级电气工程及自动化

学生姓名：

倪祥虎学号：

0451480274

指导教师：

韩亚军职称：

讲师

导师单位：

重庆信息工程专修学院

中国石油大学（华东）远程与继续教育学院

论文完成时间：

2007年12月27日

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中国石油大学（华东）现代远程教育

毕业设计（论文）任务书

发给学员倪祥虎

1．设计（论文）题目：

电视伴音红外转发器的设计

2．学生完成设计（论文）期限：

2007年11月23日至2007年12月25日

3．设计（论文）课题要求：

数字卫星电视广播系统的基本组成、信号传输方式和相关的国际标准，较详细地介绍了卫星接收天线、室外接收单元和室内接收单元的电路组成、主要技术、集成电路和整机结构方案，最后还讲述了卫星电视接收系统的性能分析、设计方法、安装调试和多用户系统结构等内容。

4．实验部分要求内容：

必须实事求是，态度诚恳，独立认真写出真实情况和感受，以及所做内容，经验、建议均符合实际。

5．文献查阅要求：

利用课余时间以及到图书馆查阅相关资料，指导老师在讲课的同时认真听讲记下所讲内容。

经过仔细分析选取有关材料进行对比充分发挥自己的能力做好一切。

6．发出日期：

2007年11月23日

7．学员完成日期：

2007年12月23日

指导教师签名：

学生签名：

倪祥虎

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摘要

电视伴音红外转发器是目前家用电视中常采用的一种遥控装置，它具有结构简单、成本低、无干扰、低噪声等特点，因此红外转发器的应用较为广泛。

本文主要研究了电视伴音通道的作用及组成，并对伴音通道的电路进行了详细地分析，为红外转发器实现电视伴音信号的转发提供了应用依据；介绍了红外转发器的组成及工作原理，并详细地阐述了红外发射电路和红外接收电路的工作过程。

在熟悉红外转发器的原理及应用的基础上，设计了一种简单实用的电视伴音红外转发器，并从各部分电路的构成以及采用的器件方面，分别对红外发射电路和红外接收电路做了较为细致地阐述，并说明了各自电路的工作过程。

本文最后对系统的调试过程以及调试过程中的注意事项做了详细说明，并针对该设计方案中存在的一些不足之处，提出了一些改进意见。

关键词：

电视伴音，红外转发器，发射器，接收器

目录

摘要 I

目录 II

第1章前言 1

1.1课题研究背景及目的 1

1.2方案选择与比较 1

1.3红外技术概述及应用 1

1.3.1军事方面应用 3

1.3.2民用方面应用 6

1.4本文构成及研究内容 8

第2章电视伴音通道工作原理 10

2.1电视伴音通道概述 10

2.1.1伴音通道的作用 11

2.1.2伴音通道的组成 12

2.2电视伴音通道电路 14

2.2.1伴音中放电路 14

2.2.2伴音鉴频电路 14

2.2.3伴音低频放大电路 15

2.3本章小结 16

第3章红外转发器组成及原理 17

3.1红外转发器组成 17

3.1.1红外发射器 17

3.1.2红外接收器 18

3.2红外转发器工作原理 20

3.2.1红外发射器工作原理 20

3.2.2红外接收器工作原理 21

3.3红外转发器技术参数 21

3.4本章小结 21

第4章电视伴音红外转发器的实现 23

4.1红外发射器电路设计 23

4.1.1三极管驱动放大器 24

4.1.2红外发光管 26

4.1.3具体电路说明 28

4.2红外接收器电路设计 29

4.2.1红外接收管 29

4.2.2音频放大器 31

4.2.3具体电路说明 36

4.3本章小结 37

第5章系统调试与改进意见 38

5.1系统调试过程说明 38

5.1.1红外发射器电路调试 38

5.1.2红外接收器电路调试 38

5.2系统改进意见 39

5.3本章小结 40

结论 41

致谢 42

参考文献 43

第1章前言

1.1课题研究背景及目的

如今的家电市场电子产品种类繁多，各项新产品新技术不断涌现，致使各商业厂家不断推出具有各自特色的新产品。

结合家电市场需求，本课题研究了一种适用于家用电视上的电视伴音红外转发器。

1.2方案选择与比较

作为电视伴音转发器来说，一般有电视伴音无线转发器和电视伴音红外转发器两种。

由于两种转发器采用不同的工作波段，一个为无线电波波段，一个为红外波段，仅从工作波段来看，红外线作为信号载波具有很多优点：

成本低、传播范围和方向及距离可以控制（不会穿过墙壁，对隔壁家的电视造成影响）、不产生电磁辐射干扰，也不受干扰等等，因此红外线常常被用做近距离视线范围内的通讯载波，被广泛应用于家用电器行业。

鉴于此，本课题选择了以红外线作为信号载波，制作一种电视伴音红外转发器。

1.3红外技术概述及应用

自然界中，一切温度高于绝对零度摄氏-273.16°的物体都不断地辐射着红外线，这种现象称为热辐射。

红外线（Infraredrays）也是一种光线，它是在红光以外的、肉眼看不见的、具有热效应的光线，红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，由于它的波长比红色光（750nm）还长，超出了人眼可以识别的（可见光）范围，所以我们看不见它，又称为红外热辐射（Infraredradiation），通常把波长为0.75～1000μm的光都称为红外线。

红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm之间。

自1800年英国天文学家W.Herschel发现了红外线以来对红外辐射的研究已有180余年的历史，但其作为一门应用技术，还是从上个世纪5O年代，在快速响应固体红外探测器研制成功后发展起来的。

红外技术首先为军方所重视，用于国防和军事，极为保密。

直到1959年，美国无线电工程师协会期刊（PIRE）出了一期《红外物理与工艺学》专刊，才第一次系统地对红外技术作了阐述。

红外通讯一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75um至25um之间。

为了建立一个统一的红外数据通讯的标准，1993年，由HP、COMPAQ、INTEL等二十多家公司发起成立了红外数据协会（InfraredDataAssociation，简称IRDA）。

一年以后，第一个IRDA的红外数据通讯标准发布，即IRDA1.0。

IRDA1.0简称为SIR（SerialInfraRed），它是基于HP-SIR开发出来的一种异步的、半双工的红外通讯方式，其最高通讯速率只有115.2Kbps，也就是大家熟知的电脑串行端口的最高速率。

红外线通讯是一种廉价、近距离、无线、低功耗、保密性强的通讯方案，主要应用于无线数据传输，有时也用于无线网络接入和近程遥控。

红外通信是利用红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。

红外线是波长在750nm～1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。

红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75m～25m之间。

发送端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去。

接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。

1996年，IRDA发布了IRDA1.1标准，即FastInfraRed，简称为FIR。

其最高通讯速率达到了4Mbps的水平。

随着技术的发展，IRDA又发布了通讯速率高达16Mbps的VFIR技术（VeryFastInfraRed），并将它作为补充纳入IRDA1.1标准之中。

同时，接收角度也由传统的30度扩展到120度。

更高的通讯速率使红外通讯在那些需要进行大数据量传输的设备上也可以占有一席之地，而不再仅仅是连接线的替代。

随着移动计算和移动通讯设备的日益普及，红外数据通讯也进入了一个快速发展的时期。

尽管现在有了同样是近距离无线通讯的蓝牙技术，但以红外通讯技术低廉的成本和广泛的兼容性的优势，红外数据通讯势必会在将来很长的一段时间内在短距离的无线数据通讯领域扮演重要的角色。

IRDA成立至今，红外数据协会的会员发展到今天，也越来越多了，当今在IT业和通讯业叱咤风云的大公司几乎都在其中，由此可见IRDA标准已经获得了业界的广泛认同和支持。

红外线的产品在市场上也随处可见，从此可以看出，红外线技术也得到了大众及市场的认可。

随着IRDA发布了通讯速率高达16Mbps的VFIR技术，同时接收角度也由传统的30度扩展到120度。

红外线在技术及标准上都逐步完善，市场的逐步成熟，我们相信红外无线通讯在未来很长一段时间都会是无线设备连接的优秀方式之一。

1.3.1军事方面应用

红外技术在军事上的实际应用始于第二次世界大战期间。

当时，德国研制和使用了一些红外技术装备，其中有红外通信设备和红外夜视仪，它们都属于主动式红外系统。

战后，由于红外光子探测器和透红外光学材料的迅速发展，红外技术的应用引起军事部门的重视。

此后，红外技术的发展方向集中在被动式系统上。

50年代，红外点源制导系统应用于战术导弹上。

60年代，红外技术的军事应用已相当广泛，如已应用于制导、火控、瞄准、侦察和监视等。

60年代中期，出现了光机扫描的红外成像技术。

70年代，红外成像技术获得迅速发展，热成像系统和电荷耦合器件的应用是这一时期的重要成果。

80年代，红外技术进入研制镶嵌焦面阵列（CCD阵列）系统的新时期。

由于红外系统比雷达系统的分辨率高，隐蔽性好，且不易受电子干扰，较之可见光系统具有能识别伪装、可昼夜工作、受天气影响较小等优点。

因此，在军事上得到广泛应用，主要体现在以下几个方面：

1、红外夜视 　

50年代前期所用的红外夜视设备，都是主动式红外夜视仪，一般采用红外变像管作接收器，工作波段在1微米左右,在夜间可看见100米处的人，1公里内的坦克、车辆和10公里远的舰船。

现代红外夜视设备主要有红外热像仪（亦称红外前视系统）、红外电视和改进的主动红外夜视仪等。

其中红外热像仪是具有代表性的红外夜视装置。

美国于60年代后期研制的一种光机扫描式红外成像系统，为飞机夜航和在恶劣气象条件下的飞行提供观察手段,工作在8～12微米波段，一般采用碲镉汞光子探测器接收，液氮致冷。

它的战术技术性能，比主动式红外夜视仪提高了一个数量级，夜间可观察到1公里处的人，5～10公里远的坦克和车辆，视距内的舰船。

这种红外热像仪几经改进，到80年代初，许多国家已出现标准化、组件化系统，设计者可按要求选用不同的组件，组装所需的红外热像仪，为军队提供了一种简便、经济、互换性好的夜视装备。

红外夜视设备已广泛应用于陆、海、空三军。

如用作坦克、车辆、飞机、舰船等的夜间驾驶用观察设备，轻武器的夜瞄仪，战术导弹和火炮的火控系统，战场前沿的监视和观察设备，以及单兵侦察设备等。

今后将发展用凝视型焦面阵列组成的热成像系统，它的战术技术性能将进一步提高。

2、红外制导 　

50年代中期，美、英、法等国相继研制成功“响尾蛇”、“火光”和“马特拉”等第一代红外制导的空空战术导弹。

 导弹 的红外导引头采用非致冷硫化铅探测器，工作波段1～3微米。

它只能对敌机作尾追攻击，易受阳光干扰。

随着红外技术