成都理工大学红外耳机实验报告

时间：2025-04-20

成都理工大学

电子系统设计实验报告 —红外耳机

班级：测控二班

组员：刘程程 201106010225 费鹏 201106010201 陈聪201106010210 许助201106010208 老师：曾国强

红外耳机发射部分

一：红外耳机发射部分总系统

1：发射部分系统原理

该系统需完成将音频信号转换为可传播的红外信号。首先输入的音频信号，即左右双声道合成单声道，然后通过输入放大器进行放大，再经过地图滤波器继续滤波，得到音频正弦波信号。另一方面，还需通过施密特触发器产生一个时钟信号，在通过D触发器和缓冲期输出一个矩形的脉冲波信号，接着输入差动积分器从而输出一个三角波。将以上的三角波信号和和音频正弦波喜欢输入比较器（调制器），产生一个携带音频信息的矩形波脉冲流，通过加速电容电路和脉冲放大电路（即三极管），来驱动红外发射管发射携带音频信息的红外信号。

2：发射部分的实验原理流程图

3：发送部分的实验原理图1

4：发送部分的实验原理图

二：红外耳机发送部分各分系统分析（一）：电源电压系统

1：原理图

2：系统功能

该系统通过整流桥的滤波和三端稳压器的稳压作用，产生稳定的电压。

3：系统原理分析

3.1整流桥的作用：就是能够通过二极管的单向导通的特性将电平在零点上下浮动的交流电转换为单向的直流电。

3.2稳压器的作用：保护电路，起到降压、稳压的作用。

用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。因为7812的失稳电压是3V，就是说输入最小电压要比输出大3V。也就是说最小15V。

3.3电容元件的作用：C4与C5分别为输出输入端的滤波电容，目的是提高IC的稳定性，输入断加上整流桥电路。

（二）：输入放大系统

1：原理图

2：系统功能

左右声道输入合成单声道端口与输入运放电路

3：系统工作原理

3.1：左和右声道的音频被信号被转换成单声道，滑动变阻器VR1用来控制220nf电容左端电平的高低，从而控制了输入音频的振幅。两个100K的电阻通过分压作用固定了IC1b5点的电位，220nf电容起了一个滤波的左右

3.2：IC1b为输入同相放大器。

利用虚断虚短原理：V5=V6，I5=I6=0.负反馈原理 V5=V6=V7*（1/（22+1））

从而得到电压增益Av：1+22K/1K=33

V5=Vout*(100K/(100K+47+270))

从而将输入的音频信号进行放大。

（三）低通滤波系统

1：原理图

测试结果

2：系统功能

双级二阶低通滤波电路，使有用频率通过而同时抑制无用频率，该系统是有两节RC滤波器和电压跟随器组成，因为电压跟随器的输入阻抗高，输出阻抗低，因此它带负载的能力也得到了加强。

低通滤波器保证了15KHZ以上的信号被过滤掉了。 3：系统工作原理

通带电压增益Ao是w=0时的输出电压与输入电压之比，即通带电压增益即等于电压跟随器的电压增益等于1。电路传递函数：

Wc=1/(RC)

Q=1/(3-Avf) Avf=1

Wc为特征角频率

（四）施密特触发器，D触发器与缓冲器系统

1：原理图

2：系统功能

通过施密特触发器，D触发器与缓冲期将IC2的6与14引脚输入的交流信号（180KHZ的时钟信号）转换为矩形波脉冲信号（90KHZ）。

3：系统工作原理

3.1;施密特触发器进行脉冲波形的变换，门电路有一个阈值电压，当输入电压从低电平上升到阈值电压或从高电平下降到阈值电压时电路的状态将发生变化。施密特触发器是一种特殊的门电路，与普通的门电路不同，施密特触发器有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压，在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压。正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压。利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。输入的信号只要幅度大于vt+，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。

当输入电压由低向高增加，到达V+时，输出电压发生突变，而输入电压Vi由高变低，到达V-，输出电压发生突变。

3.2：边沿D触发器，将不对称的波形转换为对称的矩形波，施密特触发器的输出端4引脚接在D触发器的时钟输入引脚（3引脚）上。当D触发器的CLK电平进行变化时，则使D触发器输出端发生变化，由D触发器的特性方程

Q*=D，又因为

D端和Q’端连在一起，则当CLK电平变化时，输出端在高电平和低电平连续的进行变换，产生恒定频率的矩形波。

3.3：缓冲器的作用

（1）：使电路有稳定的输出阻抗。

（2）：使输出波形有更陡峭的边沿。

（3）：为了有更好的电压传输特性。

（五）差动积分器系统

1：原理图

测试结果

3：系统功能