1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 </p><p>　　課程名稱(chēng) 模擬電子技術(shù) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目 紅外音頻信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) </p><p&

2、gt;　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　完成日期

3、 </p><p>　　紅外音頻信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　1.紅外紅外線的特點(diǎn)</p><p>　　人的眼睛能看到的可見(jiàn)光，若按波長(zhǎng)排列，依次（從長(zhǎng)到短）為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。紅光的波長(zhǎng)范圍為0.62μm～0

4、.76μm，比紅光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光叫紅外線。紅外線遙控器就是利用波長(zhǎng)0.76μm～1.5μm之間的近紅外線來(lái)傳送控制信號(hào)的。 紅外線的特點(diǎn)是不干擾其他電器設(shè)備工作，也不會(huì)影響周邊環(huán)境。電路調(diào)試簡(jiǎn)單，等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2.紅外線發(fā)射和接收</p><p>　　人們見(jiàn)到的紅外遙控系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分的發(fā)射元件為紅外發(fā)光二極管， 常用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為940

5、nm左右，外形與普通φ5mm發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。一般有透明、黑色和深藍(lán)色等三種。</p><p>　　接收電路的紅外接收管是一種光敏二極管，使用時(shí)要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作而獲得高的靈敏度。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率較小，紅外接收二極管收到的信號(hào)較弱，所以接收端就要增加高增益放大電路。 </p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)方案</b>&

6、lt;/p><p><b>　　整體方案圖</b></p><p>　　音頻信號(hào)紅外轉(zhuǎn)發(fā)器有發(fā)射和接收兩部分構(gòu)成，發(fā)射和接收部分均由12V穩(wěn)壓電源供電。</p><p>　　發(fā)射部分：音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)鑒頻后的伴音信號(hào)經(jīng)過(guò)三極管VT放大后推送到紅外發(fā)射管由于發(fā)射管的發(fā)射強(qiáng)度與通過(guò)其電流成正比，所以，紅外管便收到了音頻信號(hào)的調(diào)制。為了增加傳輸距離，使用兩個(gè)

7、紅外管并設(shè)置一定的偏置。</p><p>　　接收部分：紅外線接收管被音頻信號(hào)調(diào)制的紅外光照射到時(shí)，在其兩端產(chǎn)生一個(gè)與音頻信號(hào)變化規(guī)律相同的電信號(hào)，經(jīng)電容耦合至一塊音頻放大集成電路LM386，進(jìn)行放大，并將信號(hào)傳至擴(kuò)音器。</p><p><b>　　三、單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.發(fā)射端</b>

8、</p><p><b>　　(1)發(fā)射端電路圖</b></p><p><b>　?。?）發(fā)射端原理</b></p><p>　　當(dāng)信號(hào)加在圖2中的信號(hào)輸入時(shí)，經(jīng)耦合電容C1（10μ）的隔直作用后會(huì)在三極管的基極加上一組和音頻信號(hào)一樣變化的電流，在由其的放大作用，驅(qū)動(dòng)兩紅外發(fā)光管。使其對(duì)音頻信號(hào)的幅度大小同步調(diào)制，轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

9、紅外信號(hào)發(fā)送出去。由于每只紅外發(fā)光管的正向壓降均為1.15V，發(fā)射功率都小于100mW，將兩只紅外管進(jìn)行串聯(lián)的目的在于提高紅外線的發(fā)射功率。此外，由于紅外發(fā)光管的輻射角度有限，因此在設(shè)計(jì)電路板時(shí)需將作用區(qū)有疊加地排列。</p><p>　?。?）發(fā)射部分用到的元器件及其相關(guān)參數(shù)</p><p>　　耦合電容C1(10uF) </p><p>　　電阻R1(43K

10、) 電阻R2(13K) 電阻R3*(5K)</p><p>　　三極管VT8050 </p><p>　　發(fā)射管VD1和VD2</p><p>　　注：三極管VT應(yīng)選用8050中功率管， PCM=300mW, ICM=500mA； R2的功率不小于1/4W；因?yàn)檎{(diào)試時(shí)是要求三極管VT的靜態(tài)電流為30mA左右的，則R1應(yīng)選用可調(diào)電阻；紅外發(fā)射管的輻射角一般在60

11、度左右，所以安裝時(shí)要使它們的輻射有一部分重迭。所以安裝時(shí)要使它們的輻射有一部分重迭，如圖2所示。</p><p><b>　　2.接收端</b></p><p><b>　　（1）接收電路圖</b></p><p><b>　?。?）接收端原理</b></p><p>　　接收

12、器由光電轉(zhuǎn)換、電源、耳機(jī)插孔及音頻放大器四大部分組成，接收器電路如圖4所示。經(jīng)調(diào)制的紅外信號(hào)首先被紅外光敏管接收并轉(zhuǎn)換為變化規(guī)律和音頻信號(hào)相同的電信號(hào)，相當(dāng)于經(jīng)過(guò)耦合電容C2隔直作用后，再由LM386放大后再由路解調(diào)并還原為音頻信號(hào)。</p><p>　?。?）接收部分用到的元器件及相關(guān)參數(shù)</p><p>　　電阻R1(470K) 電阻R(100) </p><

13、;p>　　C1(10uF) C2(47uF) C4(10uF) </p><p>　　C5(220uF) C6(47nF) </p><p>　　音頻放大集成電路LM386</p><p><b>　　接收管VD</b></p><p>　　注：VD為紅外線接收管，它不能用光二極管，以防止可見(jiàn)光干

14、擾影響接收的效果；此外應(yīng)選用音頻放大集成電路LM386 以實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)化。</p><p>　?。?）LM386的功能</p><p>　　LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。 </p><p>　　LM386內(nèi)部電路 </p><p>

15、;　　LM386內(nèi)部電路原理圖如圖5所示。與通用型集成運(yùn)放相類(lèi)似，它是一個(gè)三</p><p><b>　　級(jí)放大電路。 </b></p><p>　　第一級(jí)為差分放大電路，T1和T3、T2和T4分別構(gòu)成復(fù)合管，作為差分放大電路的放大管；T5和T6組成鏡像電流源作為T(mén)1和T2的有源負(fù)載；T3和T4信號(hào)從管的基極輸入，從T2管的集電極輸出，為雙端輸入單端輸出差分電路。使用

16、鏡像電流源作為差分放大電路有源負(fù)載，可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出電容的增益。 </p><p>　　第二級(jí)為共射放大電路，T7為放大管，恒流源作有源負(fù)載，以增大放大倍數(shù)。 </p><p>　　第三級(jí)中的T8和T9管復(fù)合成PNP型管，與NPN型管T10構(gòu)成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。二極管D1和D2為輸出級(jí)提供合適的偏置電壓，可以消除交越失真。 </p><p

17、>　　引腳2為反相輸入端，引腳3為同相輸入端。電路由單電源供電，故為OTL電路。輸出端（引腳5）應(yīng)外接輸出電容后再接負(fù)載。</p><p>　　電阻R7從輸出端連接到T2的發(fā)射極，形成反饋通路，并與R5和R6構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，從而引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使整個(gè)電路具有穩(wěn)定的電壓增益。 </p><p>　　2）LM386的引腳圖</p><p>　　LM386

18、的外形和引腳的排列如下圖6所示。引腳2為反相輸入端，3為同相輸入端；引腳5為輸出端；引腳6和4分別為電源和地；引腳1和8為電壓增益設(shè)定端；使用時(shí)在引腳7和地之間接旁路電容，通常取10μF。 </p><p>　　3）集成功率放大電路的主要性能指標(biāo) </p><p>　　集成功率放大電路的主要性能指標(biāo)除最大輸出功率外，還有電源電壓范圍、電源靜態(tài)電流、電壓增益、頻帶寬、輸入阻抗、輸入偏置電流、

19、總諧波失真等。</p><p>　　靜態(tài)功耗低,約為4mA,可用于電池供電。 工作電壓范圍寬,4-12V or 5-18V。 外圍元件少。 電壓增益可調(diào),20-200。 低失真度。 </p><p>　　LM386電源電壓4--12V，音頻功率0.5w。LM386音響功放是由NSC制造的，它的電源電壓范圍非常寬，最高可使用到15V，消耗靜態(tài)電流為4mA，當(dāng)電源電壓為12V時(shí)，在8歐

20、姆的負(fù)載情況下，可提供幾百mW的功率。它的典型輸入阻抗為50K。</p><p><b>　　四、安裝調(diào)試</b></p><p>　　1.首先應(yīng)檢查電路是否接錯(cuò)，如果接錯(cuò)應(yīng)進(jìn)行拆焊，然后根據(jù)原理圖將焊錯(cuò)的</p><p>　　元器件正確的焊接到電路板上, 同時(shí)應(yīng)注意二極管的正負(fù)極有沒(méi)有接反，三極管的各個(gè)管腳有沒(méi)有接錯(cuò)等，然后用萬(wàn)用表逐個(gè)認(rèn)真細(xì)

21、致的檢測(cè)各焊點(diǎn)的電流情況，看有沒(méi)有出現(xiàn)虛焊和元器件損壞現(xiàn)象。</p><p>　　2.測(cè)試電路板的電源正負(fù)極是否短路，防止燒壞測(cè)試電源。</p><p>　　3.測(cè)試音頻輸入兩端是否短路，防止燒壞mp3、收音機(jī)或手機(jī)等音頻輸入設(shè)備。</p><p>　　4.確定沒(méi)有短路后，接通工作臺(tái)上的兩個(gè)直流穩(wěn)壓電源。</p><p>　　5.輸入音頻信號(hào)

22、，在接收部分線路板的音頻輸出處接上喇叭。</p><p>　　6.按這樣連接好線路后，發(fā)射部分調(diào)節(jié)可變電阻 R1使三極管的靜態(tài)電流在30mA左右，先使發(fā)射管和接收管靠近，調(diào)頻收音機(jī)，看是否能通過(guò)耳機(jī)聽(tīng)到清晰的聲音；然后將發(fā)射管和接收管逐漸遠(yuǎn)離至3米左右，若仍能清楚的聽(tīng)到聲音卻不失真，證明能夠接收到紅外信號(hào)。</p><p>　　7.接收部分只要安裝無(wú)誤，不需調(diào)試即可工作。此外應(yīng)保證紅外發(fā)射

23、管的輻射角一般在60度左右，所以安裝時(shí)要使它們的輻射要有一部分重迭,以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)距離不小于3m。</p><p>　　注：若發(fā)現(xiàn)喇叭不響則應(yīng)立即切斷電源檢查線路是否連接正確，有無(wú)虛焊，檢查無(wú)誤后再接上電源，若還沒(méi)有聲音，則可通過(guò)手機(jī)攝像頭觀察發(fā)射端紅外發(fā)射管看是否有白紫色光若有則說(shuō)明紅外發(fā)射管導(dǎo)通。如果有條件，可用示波器觀察紅外管兩端的電壓波形，若不變化則說(shuō)明音頻信號(hào)沒(méi)有加進(jìn)來(lái)，若為變化電壓則說(shuō)明音頻信號(hào)已經(jīng)加進(jìn)來(lái)

24、，即發(fā)射端已正常工作。必要時(shí)可選擇已經(jīng)調(diào)試好的接收端看自己的發(fā)射端是否正常工作。接收端焊接好后基本無(wú)需調(diào)試即可工作。當(dāng)發(fā)射端正常工作時(shí)但接收端未正常工作時(shí)應(yīng)首先檢查電路，確認(rèn)電路無(wú)誤但還不能工作時(shí)，可將音頻信號(hào)直接加到紅外接收管兩端若喇叭不發(fā)聲則說(shuō)明LM386芯片或電容電阻等元件內(nèi)部有損壞，若喇叭發(fā)聲則說(shuō)明紅外接收管有問(wèn)題需要更換。排除故障后便可成功完成設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　五、測(cè)試結(jié)果

25、</b></p><p>　　設(shè)計(jì)完成后可以正常工作，最大距離可達(dá)到2米左右。</p><p><b>　　作品展示</b></p><p><b>　　七、設(shè)計(jì)心得</b></p><p><b>　　一百度，一大堆。</b></p><p&g

26、t;<b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 趙淑范，王憲偉.電子技術(shù)試驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[2] 劉修文.實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)制作[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005</p><p>　　[3] 孫留宏，陳金華.電視伴音無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)器[J].家庭電子，2004.6<