。在光刻制版当中所选用的掩膜板，是使用所设计打印在硫酸纸上的图形，如图和图图音频红外发射电路图图音频红外接收电路图第页共页经过光刻制版之后，再在电路板上焊上相应的电子元器件，就完成了制版的过程。制作出来的完全可以达到本文设计的要求，也具有实际应用的价值。经过焊接元器件，最后形成的电路板如下图。图发射电路元件面图发射电路布线面第页共页图接收电路元件面图接收电路布线面音频传输系统的测试效果本设计在输入音频信号时，信号源采用模拟音频信号振幅在，频率在，在相同振幅的情况下，输入不同频率的信号，输出信号的频率和输入信号的频率完全致，通过相应电阻的调节，可以使输出信号的振幅与输入信号的振幅十分接近。相关参数测试操作测试图如下音频范围幅频参数测试图具体参数测试如下表输入频率输出振幅由此得出本文设计电路音频范围幅频特性图如图第页共页电路音频范围幅频特性图米红外音频信号传输增益测试发射输入信号为,,接收端信号为,。增益计算分析与结论由图可以看出，本设计的电路，在传输音频信号频率范围内，信号传输的质量是很有保证的，所以本设计的带宽至少是。从图形的平坦程度来看，输入低频信号的效果要更加稳定，随着输入信号频率的增加，曲线开始弯曲，在超出音频范围的时候，信号虽然也可以被传输，但其效果就大受影响。本设计主要目的就是实现音频信号的不失真传输，主要是针对音频信号的频率是否在传输过程中发生改变这问题来进行实验的，信号只要在发射电路和接受电路间能不失真的传输就可以。如果想把信号传送的距离在允许的范围内实际的红外发光二极管的有效信号传输距离约为米达到尽可能远的话，只需要调节发射电路，使红外发光二极管的发射功率增加就可以。输出振幅输入频率第页共页结论系统实现功能通过了无数次试验结果表明第页共页致谢第页共页本文设计的红外音频直通传输系统，可以实现米以上的信号传输，并且信号不失真，而且系统自带电源，无需外接电源，并且功耗低，传输速度快，负载能力强，简单方便，体积小，达到了设计的预期目的。系统总结通过电路的设计到实际的制版，最后得到了具有短距离无线光通信信号传输作用的实际应用电路。在测试最终制作的电路时，使用信号源输出模拟语音信号，其频率在至之间，振幅在至之间。从传输信号的效果来看，对于低频信号的传输效果更为理想，完全能够达到实际应用的要求，但在信号频率在接近的时候，在实际应用的时候，外接的信号的传输会出输出信号幅值略有减小的放大电路部分要对信号有个较好的放大这样在实际应用当中才会有更好的效果。但是本系统还存在缺陷，比如传输信号存在失真传输距离不远等问题。系统展望本文设计的基于红外光通信的音频传输系统是基于红外波段的数据传输，完成了点对点的高速输出传输，同时解决了音频解码后负载能力小的问题。本系统需要完善电路设计，改进方法，音频信号需要调制之后，再发送，接收之后再解调，这样会减少信号传输的失真和增加传输距离，同时可以加大发射功率也可以增加传输距离。红外通信是通信系统中极为重要的部分，具有有很好的应用前景。第页共页参考文献张小莉红外语音通信系统的研究与设计延安大学,杨娜基于照明用光源的音频信号传输大连工业大学,王若瑜基于无线射频通信的音频传输系统的设计吉林大学,胡佳基于的无线音频传输系统的设计与实现长安大学,蔚俊刚基于的音频传输系统设计成都理工大学,杨剑飞基于光传输的语音播放系统设计大连工业大学,赵璐基于的语音传输系统研究与实现南京邮电大学,芦瑞琪,杨溪远种红外光音频传输装置的设计与实现电子世界,王宜童,曹洪奎,王冬霞简易红外光音频通信装置辽宁工业大学学报自然科学版牛康,李平,曹洪奎,等基于的红外光音频传输系统的设计与仿真电子世界,王頔,郝子强,张晨洁种红外音频传输实验系统设计科技资讯,北京电子工业出版社,，附录附录系统发射原理图第页共页图系统发射原理图附录系统接收原理图图系统接收原理图附录系统发射图图系统发射图附录系统接收图图系统接收图第页共页附录发射实物图图发射实物图附录接收实物图图接收实物图附录测试图图测试图第页共页旨在有效改善传统音频信号传输的不足，促进无线光通信产品的发展。关键词红外光音频直通传输系统设计第页共页第章绪论研究背景在当今信息技术和通信技术高速发展的时代，人们之间的通信手段发生了很大程度的变化，由于信息的交流主角主要是人，而人的最重要的通信手段是通过语音与视频，故音频的传输及播放有着很重要的地位。在普通的音频播放系统中，音频数据的传输及播放仍然离不开各种各样的线缆，这使得播放系统音频的传输必须用大量的电缆将收发端接连起来，这导致很多问题，例如线缆传输连线比较麻烦，需要有特制接口，特别是当杂乱无章的线缆遍布整个房间，不但使播放系统携带不便，而且影响环境美观。科学技术的飞速发展，特别是无线电通信技术的出现，给音频的传输带来了福音。有线通信是以导线来送信息，无线通信是以与电磁波传送信息，与传统的有线通信相比，无线通信具有无可比拟的优越性，使得用户能够体验最大的灵活性和移动性。无线通信技术主要有红外无线光通信技术蓝牙技术以及技术。红外无线光通信技术的发展对以有线传输音频的播放系统影响很大，使得音频播放系统在传输方面步入个崭新的时代。红外无线光通信是以红外线为载体在空中进行传播来传输音频信号及数据，具有高保密性强安全性高功耗和成本低等优点。红外无线光通信的应用主要体现在在遥控和数据传输方面，多应用在近距离无线通信的场合，例如实验室教室的语音教学系统及居室等。研究意义采用红外无线光传输音频信号具有以下优点红外无线光信号通信具有较高的信息传输速率。红外光频率高于无线电频率，载波频率越高，能提供信息传输速率也会越高，且红外光无需申请频率资源。红外无线光通信可实现绿色通信。红外光无法穿过不透明物，故不同房间的通不相互干扰，保密性高而且红外发射管在定的角度内发射，视距外的设备无法干扰音频信号的传输，增加了系统的安全性。红外无线光信号传输基本利用强度调制，红外接收部分只需要通过探测第页共页红外光信号的强度即可完成信号的解调，不需要复杂的光接收设备就可以实现红外无线光信号的光电转换，且也无需有限线缆的连接这不仅降低了系统的成本，也使系统的后期维护变得简单。红外无线光音频通信系统具有较高的可靠性。红外光探测器的尺寸远大于红外光的波长，减弱了多径衰落的影响，且不易受空间高频电磁波的影响。这些优点使红外传输在些领域具有很大的发展空间，本课题把红外传输技术应用在近距离通信场合室内，以红外信号作为传输载体，设计了基于红外光传输的音频播放系统。本设计研究内容和关键技术在本设计与制作过程中主要对以下几个内容研究，并阐述其关键技术红外音频发射接收技术的研究红外音频直通传输系统的传输距离的研究便携式电源的研究稳压电源技术的研究前置放大器的研究功率放大器的研究。第章课题总体设计课题设计要求本设计主要功能本文主要研究通信领域的红外音频直通传输系统，含以下功能红外音频直通传输系统实现音频信号的传输红外音频直通传输系统的传输距离不少于米红外音频直通传输系统自带电源，无需外接电源本设计实现实低功耗功能系统组成本设计是个将电子测量等多学科综合应用的系统，本系统由音频信号输第页共页入模块红外发射模块红外接收模块电源模块指示模块前置放大器模块功率放大器模块组成还具有能在到的电压下工作的优点。第页共页主要硬件电路设计本系统主要由音频信号输入模块红外发射模块红外接收模块电源模块指示模块前置放大器模块功率放大器模块组成。系统电路原理图如下音频红外发射电路原理图音频红外接收电路原理图音频信号输入模块电路设计音频信号输入模块电路是由咪头把声音信号转变为电信号，输入红外发射模块。第页共页图音频信号输入模块电路红外发射模块电路设计红外发射模块电路采用三极管搭建个单管共射放大电路，红外发射管串接在电源与三极管集电极之间，然后调节三极管的静态工作点，使红外发射管能够发出适当强度的红外光。然后三极管的基级通过耦合电容输入音频信号，这样音频信号会间接地体现在红外光的强弱变化上来电信号转换为红外光信号，实现音频信号通过红外发射管发射出来。图红外发射模块电路红外接收模块电路设计接收电路部分主要的工作就是实现光电转换的过程，通过红外发光二极管接收管对发射管发出的光信号进行接收，红外接收模块电路是接收到的红外线多内阻就小，接收到的红外线少内阻就大。所以当接收管接收到强弱不断变化的红外光时音频信号时，内阻也在不断变化，红外接收管的负极引脚的电压也随着音频的信号变化而变化，通过耦合电容，就可以把音频信号耦合出来。图红外接收模块电路第页共页前置放大器模块电路设计前置放大器模块电路采用同向比例放大器，用芯片塔建放大倍的同向比例放大器。因为耦合出来的音频信号还很微弱，没办法驱动扬声器，需要进步放大。所以耦合的音频信号出来以后，经过同向比例放大电路，将信号放大倍。信号放大倍以后再接入射极跟随器，提高信号的驱动能力。图红外接收模块电路匹配模块电路设计匹配模块电路是为了前级与后级的良好衔接，减少信号传输收到干扰，削弱噪声等。本模块采用做电压跟随器，使前置放大器和后级功放零号匹配。图匹配模块电路功率放大器模块电路设计功率放大器模块电路是对前级放大器输出信号进行功率放大，才能推动负载。经射极跟随器出来的信号相对还是比较弱，还是不足以驱动扬声器，所以信号还需要接入功率放大器进行功率放大，这样音频信号就可以通过扬声器播放出来，本设计采用做功率放大器。第页共页图功率放大器模块电路指示模块电路设计指示模块电路包括电源指示信号电路和红外发射信号指示电路。电源指示信号电路采用电阻限流之后接灯，当电源通电即亮红外发射信号指示电路是通过电容隔离之后输入三级管的基极，灯与电阻串联接在三极管的发射机，当红外模块发射信号，有信号通过电容接收三级管的基极，使三极管导通，灯亮。图指示模块电路第页共页电源模块电路设计电源模块电路采用电压供电，经过电容滤波之后，接入稳压，再通过电容滤波输出稳定的直流电压同时电压经过电容滤波之后，接入稳压，再通过电容滤波输出稳定的直流电压所以本系统输出双电压，提供给其他模块使用。图电源模块电路第章系统调试本文的电路，经过模拟仿真和实际搭建电路的测试，最终能够达到的设计指标要求。音频传输系统硬件的制作音频传输系统硬件制作方法的研究本文当中设计的电路板是按照工业制作原理来制作的，主要是应用光刻工艺技术。光刻是种图形复印。系统设计思路本系统的设计思路是，音频信号通过偶尔之后，经过红外发射模块发射，红外接收模接收音频信号，再由前置放大模块放大匹配，之后输入功率放大器模块，最后推动喇叭播放出传输的声音。图系统设计框图系统工作原理红外音频直通