红外光语音通信装置
基于PWM的红外语音通信装置设计
本设计应用Ｐ Ｗ Ｍ 调制方式对模拟语音信号进行数字形式变换，实现 Ｔ９ ４ ０ ｎ ｍ 红外光的近距离定向音频信号传输 。系统设计合理 ，电 路结构
简单，抗 噪声 能力强 ，在传输距离２ ｍ 可 实现基本无失真传输 ，传输 时 延小，通信质量优 良。 红外发射管和接收管若改用Ｌ Ｄ ２ ７ １ 、Ｂ Ｐ Ｗ ３ ４ 等精度 较高的红外 管， 其传输 距离和传输稳定性等系统性能将会得到进一步的改善。为提 高 模拟信 号的传输质量 ，在发送端 可对模拟语 音信号进行 自动增益控 制，使语音信号中占绝大 比例的小信号的传输质量得到大幅度提高。
（ ） ・ ｃ （ ）
—一
背１
计算可得振荡频率为２ １ ． Ｉ ｋ Ｈ ｚ 。
３ ． ２红 外管 发射 电路 图２ 原 理框图
Ｐ Ｗ Ｍ 调制使得模拟语音信号具有 了数字形式特点，大大提高 了模拟 传输系统的传输可靠性，延长 了通信距离 。在接收端，通 过积分 网络 即可滤 除调制高频方波并将信号还原为模拟 形式。所 以Ｐ Ｗ Ｍ 方式 比传 统 的Ｄ ／ Ａ 转换器功耗小；Ｐ 嗍方式输 出的是 电压信号，可以直接 驱动喇 叭，克服 了传统的Ｄ ／ Ａ 转换器不 能直接驱动喇叭的缺点；Ｐ Ｗ Ｍ 方 式作为 数字的方法具有工艺移植性好 的特点。 Ｐ Ｗ Ｍ 调制方案制作简单、成本低、系统稳定、抗噪声 能力强，若采 用专用Ｐ Ｗ Ｍ 控制器Ｔ Ｌ ４ ９ ４ 可使 系统结构更简洁、进一步提高系统的抗干 扰能力和可靠性。
参 考文 献
信号后转换为 电信号 ，再经过放大、滤波 、积分等处理还原成模拟语 音信 号输出。
３ ． １ Ｐ Ｗ Ｍ 前置 放大 及调 制 电路
［ １ 】 李祥 臣． 通 用模 拟 电路 ［ Ｍ ］ ． 北京 ： 中 国计 量 出版社 ， ２ ０ ０ １ ［ ２ 】康 华光 ． 电子基 础 （ 数字部 分 ） ． 高等教 育 出版社 ． ２ ０ ０ １ － ４
电子设计大赛F题红外通信
电子设计大赛F题红外通信公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信装置（F题）2013年9月7日摘要设计红外通信收发系统，该系统由信号产生模块、红外光发送模块和红外光接收模块三部分构成，实现对信号的产生、发送、接收以及实现对信号的功率放大。
掌握系统的原理，用 Altium designer软件绘制原理图并生成PCB 板，然后实际操作搭建电路板。
系统主要由信号产生电路，红外光发射系统，红外光接收系统三个模块构成，由音乐芯片构成的信号产生电路发出电信号，通过发送系统转化为光信号发送，通过接收系统接受光信号并将其转化为电信号，再通过喇叭将其重新转化为语音信号，实现红外光通信的全过程。
首先主要用LM386芯片构成音乐产生电路，发出电信号，由于发出的信号比较微弱，所以需要再经过一个分压式共射电路适当放大信号，并通过LED红外发送管转化为光信号发送。
信号经接收管接收后，通过运放电路得到较高的输出功率，驱动喇叭发出音乐芯片的音乐。
利用放大器LM386、AD623、AD8608可以得到200的增益，驱动喇叭得到所需功率。
AbstractDesign of infrared communication transceiver system, the system module, the infrared light generated by the signal of sending module and infrared receiving module, realize the signal producing, sending, receiving, and realize the signal of power amplifier. The principle of control system, with Altium designer software map principle and generate the PCB, and then practical building circuit boards. System is mainly composed of signal generation circuit, infrared launch system, the infrared receiving system three modules, which composed the music chip issue electrical signal circuit, by sending system is converted into optical signals to send, receive light signals by receiving system and convert it into electrical signals, thenconvert it to speech signal over the loudspeaker, realize the whole process of infrared communication. First mainly with LM386 circuit chip music, send electrical signals, because the signals are faint, so need to pass a partial pressure type radio appropriate amplified signals, and through the LED infrared transmitting tube into thelight signal transmission. Signal after receiving tube, high output power is obtained by op-amp circuit, drive the horn music chip music. Using amplifier LM386, AD623, AD8608 can get the gain of 200, and drive the horn to get the required power.目录1系统方案.................................................................. . (4)发射管的论证与选择.............................................................. .. (4)输入端运放的论证与选择.................................................................. . (4)信号传输的论证与选择.................................................................. .. (4)功率放大器的论证与选择 (6)温度信号的获取与传输 (6)显示模块 (6)2系统理论分析与计算 (6)语音信号的放大与接受 (6)温度信号的接受 (6)传输距离的测试 (6)3电路与程序设计 (6)电路的设计 (6)发射电路设计 (6)接受电路设计 (7)小灯指示电路设计 (7)喇叭驱动电路设计 (8)中继节点电路设计 (8)稳压电源电路设计 (8)程序的设计 (9)程序功能描述与设计思路 (9)程序流程图 (9)程序代码 (10)4测试方案与测试结果 (10)测试方案 (10)测试条件与仪器 (10)测试结果及分析 (10)5总结 (11)附录1：电路原理图 (12)附录2：源程序 (13)红外光通信装置（F题）1、系统方案论证：总体系统由信号产生电路、红外光发射系统、红外光接收系统三个模块构成，由音乐芯片构成的信号产生电路发出电信号，通过发送系统转化为光信号发送，通过接收系统接收光信号并将其转化为电信号，再通过喇叭将其重新转化为语音信号，实现红外光通信的全过程。
一种红外光通信装置设计及实现
一种红外光通信装置设计及实现作者：陈理，毕春艳，杨建，徐晋来源：《中国新通信》 2018年第16期陈理毕春艳杨建徐晋四川大学锦江学院【摘要】本设计是基于频分复用对音频与数字信号传输原理，主要由红外发送、红外接收、低通带通滤波、功率放大等模块组成。
具有音频模拟信号和数字信号同时传输功能。
本设计采用发送 ASK 调制、载波调制和加法器，接收低通带通滤波，有效合理的频分复用方式，将音频信号与数字信号分割在不同的频带上同时传输数据。
综合应用了红外光音频、数字信号传输技术对温度采集显示及抽样判决，限幅放大后进行包络检波，具有较好的稳定性。
【关键词】红外光 ASK 频分复用低通滤波引言无论是国内还是国外，对于无线红外光技术的研究一直都非常火热，日美等国因早期投入了大量研发成本，故研制出许多成果。
而国内的相关技术的研究虽然起步较晚，但已经有大量的专业技术人员进行研究。
目前，红外通信方面的研究成果不少，但是关于红外传输语音模拟信号的研究却是不多，因此本设计着重于红外语音模拟传输和数字信号传输方面的整合。
一、系统设计方案本设计主要是用来通过 51 系列单片机采集温度，并且对采集的温度进行数字编码，然后用 1602 液晶屏显示其温度，另外用 AD9850 来提供 38KHz 的载波，将温度的数字信号加到载波上，用红外装置来进行发送信号。
在算法上，可以对一些数字信号直接进行编码无线传输，从而告别了传统的有线信号的采集和传输，并且在接收端通过硬件分解出编码好的数字信号，然后利用中断接口传入单片机进行解码即可用来传入显示设备进行显示，就达到数据传输的目的。
系统整体框图如图 1 所示。
三、硬件电路的设计本设计硬件电路主要由红外发送模块、红外接收模块、低通带通滤波模块、功率放大模块、显示模块和电源模块等组成。
现将核心硬件部分的设计介绍如下：3.1 红外发送模块设计红外发送模块主要有以下几部分组成，低通滤波电路、温度采集与显示模块、单片机控制电路、频分复用电路、比较器电路、红外发送电路以及其他必要的外围电路。
红外无线通信装置(非常详细的原理)
西南科技大学自动化专业方向设计报告设计名称：红外光通信装置姓名：杨 * *学号: 2 0 1 0 5 7 8 9班级：自动 1 0 0 4 班指导教师：**起止日期： 2013年10月15日--11月9日西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：自动1004 学生姓名：杨* * 学号：20105789 设计名称：红外光通信装置起止日期：2013年10月15日---11月9日指导教师：武丽方向设计学生日志红外光通信装置摘要：基于2013年电子设计大赛红外光通信装置题目的要求，设计了具有实际运用价值的红外光无线扩音装置。
该装置由音频放大滤波电路，SPWM音频信号比较调制器，红外载波信号发生器，红外接收器，功率放大电路，LC低通滤波等模块构成。
由模拟电路搭建的红外光通信信道传送经过处理的连续的音频信号，并由后级电路还原传送出来的音频信号，让喇叭发出原始音频信号。
该系统能够完整的将频率范围为300Hz-8KHz的音频信号通过红外光传送4m以外并接收还原。
关键词：红外光通信；音频传送；SPWM载波Design of Infrared Communication DeviceAbstract:The infrared communication device is based on the National Undergraduate Electronic Design Contest of 2013 , but it has more practical application value . This appliance contains an amplifier , SPWM modulator audio signal comparator , an infrared carrier signal generator , IR receiver , Power amplifier circuit , LC low-pass filter . The analog circuit structures of the infrared light transmitted through the communication channel continuous audio signal processed by the post-stage circuit to restore the audio signal sent out , so that the original audio signal horn . The system can be a complete frequency range of 300Hz-8KHz audio signals transmitted by infrared light and receive reduction up to 4m , temperature detection and transmission display .Keyword: Infrared light transmission ; Audio transmission ; SPWM0 引言现在市面上使用较为广泛的无线技术有红外光无线以及无线电技术。
红外光通信装置设计与实现
图 １ Ｌ Ｍ３ ８ ６放 大 电路
１ ． ２ 方 案 设 计
本 系统 是利 红外发 射管 和红外 接收管 实现 语
音信号 （ 模拟信 号 ） 和温度信 号 （ 数 字信 号 ） 的实 时
术学 院助讲 ， 硕 士研 究 生 ， 研究 方向为移动通信 。
理 的信 号 ．由单 片机 或其他 处理 系统 内部 处 理得
到原来 的数据编码 。
本 系统 中 ， 语音 信号 采用 模拟 通信 方式 ， 将 声
音信 号转 化来 的电信 号直 接作 为模 拟信号 发送 出
红外 接 收管 收到信号 后 ，对信 号再次 进行 放大 处
理， 然后 经扬 声器输 出语 音信 息 ， 最 终Ｌ Ｍ３ ８ ６比较 适 用 于 电 池 供 电 的环 境 。
红外 通信能 够避免 因线缆 和连接 器磨损 、断裂 造
成 的检修 ， 因此具有 比有线 连接更安全可靠 。同时 与无 线通信 相 比 。 具 有更强 的抗 干扰能 力 ， 也可 以 进行 多址通 信 ， 安全 保密 ， 发射功 率小 。并且红 外 通信 适宜用 于低成 本 、 跨 平 台、 点 对点 的高速数 据
Ｌ Ｍ３ ８ ６的封 装一般分 为塑封 ８引线 双列 直插式 和 贴 片式 ， 电路 如图 １ 所 示 。连 接 电路 后 ， 发 现接 收
信 号带 有杂音 ， 达不 到远距 离传输 ， 在原 电路 的基
础上增加一路放 大 电路 ， 试验后 效果 良好 。
连接 。红外 通信标 准 Ｉ ｒ Ｄ ａ是迄今通 信行业 内普遍
２ ０ １ ４ 年
４ 月
宁 波 职 业 技 术 学 院 学 报
红外通信系统设计
X0输出60KHz的正弦信号Vsin；而当VD=1时，选
通输出端口X1，端口X0无信号输出，通过这样的方 式起到了ASK调制的作用。所以，键控后输出的ASK 信号间接的包含了温度信号的信息。
二、红外发射部分——反向求和电路
这是反向加法求和电路。设计时，
R7、R11与反馈电阻R4选用相同电阻
值，电路完成语音信号VA2与ASK调
制信号VD*Vsin2的反向求和，即
VOUT = -（ VA2 + VD*Vsin2 ）
二、红外发射部分——红外发射电路
求和信号经过电容C6滤除直流、电路噪声 后，进入单管共射放大电路。高频小功率三极管 8050 搭建的单管共射放大电路，实现了对微弱
语音电信号幅度的15倍放大。随后，发射管D3
将电信号转化为光信号进行传输。 补充： 红外发射管是一种发光二极管，这 种管子通过电流时会发光是由于电子与空穴直接 复合而放出能量的结果。主要用途是电光转换。
语音信号采集电路：实现将人声在空气中 的机械振动转化为电信号。 语音采集部分利用声音驻极体传感器，实
现了将人声在空气中的机械振动转化为电信号。
分压式静态工作点稳定电路：第一级电压 放大，在温度变化时静态工作点Q基本不变。 共集电极放大电路：第二级电流放大，输
随后，信号经过阻容耦合的两级放大电路：
出语音模拟信号VA1。
向偏置状态下运行，且反向电流与照度成正比。
三、红外接收部分——低通滤波电路
语音信号的频率范围约300Hz-
3.4KHz，设计一个二阶有源低通滤
波器，从混有语音信号和ASK调制信 号的接收信号中，提取出语音信号。
三、红外接收部分——同相放大电路
提取出的语音信号较微弱，直接收 入功放电路后声音比较微弱，现象不是
红外无线语音系统的设计与实现
红外无线语音系统的设计与实现王智伟（河北省省直房地产服务中心）摘要：本设计制作的这个系统是红外无线语音传输系统。
在系统设计时，使用的是一对850nm 波长的红外光发射、接收管。
利用它能够将声音进行传递。
在用手机的插头作为输入信号在通过电路的调试来实现语音信号传输，从而实现了定向，然后我在进行红外光收发系统的设计。
通过测试和查阅资料可以知道，5m 的传输距离是红外通信保证无明显失真情况下的极限距离。
通过放大和滤波电路，此时电路主要由LM-386所搭建。
同时我们还加了一个转制装置来实现90°的转变，最后输出端的喇叭中可以听到输入的语音。
关键词：红外；语音传输；无线通信Design and implementation of infrared wireless voice systemWang Zhiwei(Hebei provincial real estate service center)Abstract ：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 e it to make sound ing 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.Keywords ：Infrared ；Speech transmission ；Wireless communication 0 引言红外通信优点是高速率、低成本、低功耗，能实现近距离无线传输，所以首选设计为手持遥控器。
红外光通信装置实训报告
一、引言随着科技的不断发展，无线通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
红外光通信作为一种新型的无线通信方式，具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低廉等优点，在智能家居、物联网等领域具有广泛的应用前景。
本次实训旨在通过设计、制作和测试红外光通信装置，掌握红外光通信的基本原理和实际应用。
二、实训目的1. 了解红外光通信的基本原理和特点；2. 掌握红外光通信装置的设计与制作方法；3. 提高动手能力和实际操作技能；4. 熟悉红外光通信在实际应用中的优势与挑战。
三、实训内容1. 红外光通信原理红外光通信是利用红外线作为载波，通过调制和解调技术实现信息传输的一种通信方式。
红外线是一种波长在780nm至1mm之间的电磁波，具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低廉等优点。
2. 红外光通信装置设计本次实训设计的红外光通信装置主要包括以下模块：（1）红外发射模块：将语音信号进行调制，通过红外发射管发射出去；（2）红外接收模块：接收红外发射模块发射的红外信号，并将其解调为语音信号；（3）中继转发模块：将接收到的信号进行放大、滤波和转发，以实现长距离传输；（4）电源模块：为整个装置提供稳定的电源供应。
3. 红外光通信装置制作根据设计要求，制作红外光通信装置的具体步骤如下：（1）选取合适的红外发射管和红外接收管；（2）设计电路原理图，并选用合适的电子元器件；（3）焊接电路板，连接各个模块；（4）调试各个模块，确保装置正常运行。
4. 红外光通信装置测试（1）测试红外发射模块：调整发射功率，确保信号传输稳定；（2）测试红外接收模块：调整接收灵敏度，确保信号接收质量；（3）测试中继转发模块：调整转发增益，确保信号传输距离；（4）测试整个装置：进行语音通信，观察通信质量。
四、实训结果与分析1. 实训结果经过设计与制作，成功完成了红外光通信装置的搭建。
测试结果显示，装置在传输距离2m内，语音信号无明显失真，通信质量良好。
2. 实训分析（1）红外发射模块：通过调整发射功率，可以改变信号传输距离。
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红外光通信装置F-01摘要：本文说明了利用红外线发光管和红外接收模块作为收发器件用于传输语音信号的装置。
本红外光通信装置由16位MSP430作为主控制芯片，通过3.5mm音频插孔线输入语音信号，经红外发射装置采集到信号后经过放大、PWM调制、发送，中继站采用低功耗单片机降低功耗，在接收部分采用音频放大器来保持音色放大并通过巴特沃斯低通滤波器和带通滤波器进行静噪，最终分别提取模拟通道和数字通道中的信号。
最终实现题目要求。
关键词：MSP430 PWM调制滤波放大Abstract：The design concept of innovation and green based design and innovation, a novel infrared sound transmission device based on wireless resonant original emission, ultrasonic transmission, infrared emission, infrared transmission technology used only Yu Jun grade field communication, we further applied to civil field, pioneered the concept of science and technology innovation, so that further service to the people. The precise operational amplifier amplification, using low power operational amplifier chip, reduce power consumption. Especially the relay station, using 430 single-chip microcomputer with low power consumption for accurate data receiving and transmitting, simultaneously transmitting and receiving infrared probe less, reducing the power consumption of relay station, used to maintain the sound amplification in audio amplifier eventually receiving part uses a sound better, by Butterworth low-pass filter and band-pass filter are mute finally, extracted from signal analog channel and digital channels in.Keyword：MSP430 Pulse Width Modulation Amplifying and filtering一、方案设计与论证1．调制方案的选择方案一：ASK调制。
ASK调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。
设计中可将语音信号放大，以40Khz载波频率对红外发射管进行调制发射。
这种方案电路结构简单，实施方便，但在远距离传输的情况下会带来较大的失真和衰减。
方案二：PWM调制。
脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，使用固定频率矩形波的占空比来对模拟信号值进行调制。
PWM是从MCU 到被控系统信号都是数字式的，无需进行数模转换。
数字信号可将噪声影响降到最小。
噪声只有在高到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。
经比较，本设计使用方案二。
2．主控系统选择方案一：使用TL494进行PWM调制。
TL494 是一种固定频率的脉宽调制电路，震荡频率可由外部RC振荡器进行调节。
内置线性锯齿波振荡器，比较器和参考电压，可进行死区调节，是一种功能全面的PWM控制芯片。
方案二：使用单片机进行PWM调制。
利用单片机的AD采集输入信号，进行相应运算后，进行PWM占空比的控制。
方案一的优点是直接使用硬件电路进行调制，无需程序控制，缺点是控制精度难以达到题目要求。
综合考虑，选择方案二进行设计。
3．运算放大器芯片选择由于OP07非常低的输入失调电压，同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点，适用于放大传感器的微弱信号。
LM358是高增益、内部补偿的运算放大器，单电源情况下采用直流电压偏执可以进行负交流信号的放大，低功耗，适合于电池供电；RRIO运放在低电源电压或单电源电压下可以有宽的输入共模电压范围和输出摆幅。
同时可以获得零交越失真，适合驱动ADC，而不会造成差动线性衰减。
综合实际情况和各运放成本，最终选择OP07运放和RRIO（TLC2272A、LMV358）进行设计。
4．滤波器的选择巴特沃斯低通滤波器滤波器是一种低通滤波电路，能使有用频率信号通过而同时抑制无用频率信号的电子电路，常用于数据传输和抑制干扰等方面。
5．供电系统选择分布式供电是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将供电系统以小规模、分散式的方式供给用电设备。
它最大的优点是不需远距离输配电设备，输电损失显著减少，运行安全可靠，并可按需要方便、灵活地利用独立，用户可自行控制，不会发生大规模供电事故。
6．稳压芯片选择（LM2940、TPS76933、LM2596）本设计需要用到+5V，+3.3V，-5V电源。
+5V稳压由LM2940构成， LM2940比7805的转换效率高。
+3.3V由TPS76933构成，它有低功耗操作，适合小设备供电使用。
-5V由LM2596构成。
由于运放选择了OP07双电源运放，因此需要进行负电源转换。
7．单片机选择本设计使用MSP430G2553单片机进行控制。
MSP430系列单片机集中体现了现代单片机先进的低功耗理念。
其内置的10位AD可以以最大200K的频率采样。
内部的比较捕获定时器可以输出最多8路PWM，适合本题目的要求。
8．温度数据通道系统使用NTC热敏电阻进行测温。
NTC热敏电阻的电阻值随环境温度或因通过电流而产生自热而变化。
可将NTC 热敏电阻通过测量其电阻值来确定相应的温度，从而达到检测和控制温度的目的。
其温度特性曲线见附录一图1所示。
对于数字信号信道，本设计使用频分复用(Frequency Division Multiplexing)技术进行调制。
FDM就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子信道，每一个子信道传输1路信号。
频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。
在接收电路中，使用低通滤波器获得语音信号，使用高通滤波器获得数字信号。
二、理论分析与计算1．PWM调制脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，使用固定频率矩形波的占空比来对模拟信号值进行调制。
PWM的是从MCU到被控系统信号都是数字式，无需进行数模转换。
数字形式信号可将噪声影响降到最小。
噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。
2．电路工作效率本文基于最低功耗，在最好的工作效率范围內实现最优的设计。
由于红外通信的中继站是用5V电源供电，综合题目要求不能使用外设电源设备，我们优先选择功耗比较低的运算放大器和更少的红外发射设备。
方案一：LED阵列发射一般远距离红外发射和接收都是用更多的红外发射头和红外接收头。
这样既能增大发射范围区域，还能增大被接收的概率，如图1所示。
图1发射和接受模拟电路这种发射装置是有许多的发射电路和许多的接收装置并联组装而成的，它一般会用多个MOS 管来驱动，增加了电路的成本并大大降低了工作效率。
在MOS 管断开时会有极小的电流；流过MOS 管的电流造成了电压下降，进一步使工作效率下降，当电路正常工作时，流过MOS 管的电流增加，多个管子并联应用增加了几倍的功耗，增加了系统的功耗，如果采用MOS 管并联再驱动的方法与上述方法相比较而言，会在正常工作时形成分流(功率与电流的平方成正比)减少了MOS 管的功耗，达不到最佳的工作效率。
MOSFET 的损耗可以分为两类。
栅极驱动损耗和大电流和大电压在较短的时间内同时出现造成的传统意义上的开关损耗。
栅极电荷损耗就可用下面公式计算：GATA DRV G DRV P V Q F =⨯⨯式中V DRV 是栅极驱动波形的幅度，f DRV 是栅极驱动的频率（这个频率通常情况等于开关频率）。
总的开关损耗是两部分的和，由此可得出下列表达式：()232DS OFF L SW V I t t P T•+= Psw 是中的开关损耗 漏极电压从V DS(off) 负载电流I L T 标示整个周期 t2 、t3分别表示V DS 、 I D 的转折区。
一般的运算放大器如LM324，失调电压电流较大和放大电压达不到电源端电压，两者电压差很大，这就增加了功耗，它的放大倍数大实现起来比较困难，需要多级放大，这样就会增加功耗。
方案二：单器件发射。
我们采用单个发射和单个接收的装置，使用一个MOS 管来驱动，2N7002的导通内阻和开启电压值很低减少了成本，减少了功耗，提高了系统的稳定性。
如附录图6所示。
中间的信号调制与解调采用430单片机，因为它的功耗比较低，能实现数字与模拟信号的转换，提高了系统的可灵活性，而且还会使信号更加精确。
我们在中继站采用LM358。
他有一个特点，在单电源供电时增加一个电压提升装置，会使负电压信号通过芯片不失真。
见附录一（图2所示）。
综合以上理论分析我们看到了单电源供电和一个红外发射接收装置的优点，所以我们采用单电源供电的LM358和单路进行的红外通信设备。
三、电路系统设计与程序设计1．单片机最小系统本设计使用MSP430作为单片机，为了方便使用，我们在比赛之前进行了PCB 的设计（PCB 铜层有组员名字缩写及2013字样）。
为了缩小体积，单片机使用TSSOP 封装。
最小系统原理图见附录一（如图3所示）。
2．电源系统的设计本设计使用LM2596、TPS76933、TPS7350和LM2596组成电源系统3．红外发射电路发射电路如图2所示。
图2红外发射电路 图3 红外接收电路本电路通过PWM 控制MOS 管栅极控制开通和关断，R1为限流电阻。
由于采用了MOS 管进行驱动，因此红外管电源可以高于单片机电源，2N7002的导通内阻和开启电压值很低，图中的D2可以加快MOS 管的关断速度。