紅外無線語音系統的設計與實現

王智偉

（河北省省直房地產服務中心）

紅外無線語音系統的設計與實現

王智偉

（河北省省直房地產服務中心）

本設計制作的這個系統是紅外無線語音傳輸系統。在系統設計時，使用的是一對850nm波長的紅外光發射、接收管。利用它能夠將聲音進行傳遞。在用手機的插頭作為輸入信號在通過電路的調試來實現語音信號傳輸，從而實現了定向，然后我在進行紅外光收發系統的設計。通過測試和查閱資料可以知道，5m的傳輸距離是紅外通信保證無明顯失真情況下的極限距離。通過放大和濾波電路，此時電路主要由LM-386所搭建。同時我們還加了一個轉制裝置來實現90°的轉變，最后輸出端的喇叭中可以聽到輸入的語音。

紅外；語音傳輸；無線通信

0 引言

紅外通信優點是高速率、低成本、低功耗，能實現近距離無線傳輸，所以首選設計為手持遙控器。無論是大的方面：像軍用，工用,還是從小的方面：像醫療，銀行都有著先進的紅外通信設備。近期，越來越普及的智能化設備，像智能電器、智能家居、智能機械的方案設計中都用到了紅外通信技術。我們都知道紅外通信技術有著強大的抗干擾性，在未來的通信技術會越來越起到重要的角色。

1 系統各部分的設計

1.1 信號發射電路設計

紅外光發射包括四部分，首先語音輸入再通過濾波放大送給紅外發射裝置。

用LED燈（D3）和電阻R2串聯來顯示電路工作狀態。C4和C5能夠完成除掉干擾和噪聲，聲音信號經過音頻接口進入到這個系統，三極管的主要作用就是放大（進入到系統的聲音實際上十分微弱），在這個系統中還可以調整聲音的大小，主要是依靠R6來完成這個功能。經過改變R6的阻值來調整聲音的大小。R8是用來改變放大倍數的，這使得整個系統又增添了一絲色彩。對輸入的信號來進行濾波主要是通過電容C7的來完成的。

1.2 信號接收電路設計

接收時包括三個部分。當信號到達接收端的時候，紅外接收裝置完成接收，此時的信號再經過濾波器除掉干擾和噪聲，并且完成放大，接下來就是對信號完成解調，還原它本來的面目，最后經過音響輸出。

如電路圖1所示，這個電路主要包括LM386，此時的信號再經過濾波器除掉干擾和噪聲，并且完成放大，接下來就是對信號完成解調，還原它本來的面目，最后經過音響輸出。C9和C10主要是用來除掉輸出語音信號干擾的。

1.3 中繼電路設計

可以將紅外中繼部分分成三個部分，紅外接收頭接收信號部分，紅外發射頭發射部分，濾波和放大電路。通過紅外接收頭獲取到空間中的光信號，然后轉化，這時的信號已經變成了電信號，之后通過濾波放大電路處理后，再由紅外發射頭將電信號轉化成的光信號發射出去。圖2中繼部分的電路圖。

圖1 接收電路圖

2 硬件的調試

2.1 硬件的焊接調試

考慮多方面因素，而后進行焊接硬件和調試，在確保沒有錯誤的情況下在通電檢測。

(1) 首先檢查短路和斷路的情況。用萬用表來測試電路的各個部分只有在焊接沒有問題時，在進行電路的測試。

(2) 通過手機的照相機來觀察紅外線的發射情況，進而判斷紅外信號的問題所在，即是發射端還是接收端有問題。

2.2 硬件電路的測試結果

2.2.1 發射電路現象

焊接好發射電路后，通過使用一個手機和一個3.5mm耳機線來完成音頻信號的輸入。在確保手機的語音信號通過線輸入進電路后，在用萬用表來對各點的電壓進行顯示，當完成電壓測試且都符合要求后，用示波器對不同的節點語音信號進行顯示，用來確保語音信號在電路中正常傳輸。

2.2.2 接收部分實物

因為有了發射部分電路調節的經驗，所以在調試接收部分電路時就有了一定的目的性，先用萬用表測試焊接的是否是通路，如果是通路說明焊接無誤。用萬用表和音響對三個節點進行音頻信號檢測，即接收節點，LM386輸入節點以及LM386輸出節點。檢測的方法和發射部分是一樣的，這里不再做說明。到此來說設計基本可以實現，但是對于距離還沒有達到3米，所以我測試的結果就是傳輸距離2.5米的時候此電路可以完成無失真傳輸。

3 總結

在本次設計中實現紅外無線語音傳輸，可是的專業并沒有達到一定的水平，分析了很多的方面對于本次畢設的限制，發現模擬和數字傳輸都可以滿足構想。但是通過以前知識的掌握和近期知識的學習，心里也知道的實力，想要使用數字傳輸來完成這次設計難度真的很大，幾乎是完不成的。無奈之下選擇模擬傳輸來完成語音通信。

此外，設計的過程中也發現了許多的瓶頸。對于3m的傳輸距離在模擬傳輸的條件下還是有一定的難度，需要電路的進一步復雜化和精確化。在調試電路的過程中也進一步摸索了硬件設計的技巧和電容電阻的組合方式，以及放大電路的實現形式。收獲最大的是對于電路的靈活處理。

[1] 康光華，電子技術基礎數字部分第五版，高等教育出版社，2013.7

[2] IC資料網：http://www.icpdf.com/

[3] Sanjit K.Mitra， <>

[4] 美Bruce Carter ，RonMancini 譯：姚劍清，運算放大器權威指南第三版，人民郵電出版社，2014.05

[5] 王英 ，模擬電子技術基礎，西南交通大學出版社，2010.09

Design and implementation of infrared wireless voice system

Wang Zhiwei
(Hebei provincial real estate service center)

Science and technology continues to progress,and all kinds of communication technolgy are also in constant improvement progress.In the system design,I use a wave length of 850nm infrared transmitting and receiving tube.Use it to make sound delivery.Using a plug of the mobile phone as the input singal through the circuit debugging to realize voice signal transmission, so as to realize through tne orientation,and then I design the infrared transceiver system.Through the test and inspection date we can know that the transmission distance is 5m infrared communication to ensure no significant distortion limit distance under the condition of the amplifier and filter circuit.This circuit is mainly composed of LM-386 structures.At the same time, we alse add a conversion device to realize the transformation of 90 degree,the voice of the input can be heard in the horn of the output finally.

Infrared；Speech transmission；Wireless communication

圖2 中繼部分電路圖