一种调幅红外无线耳机的设计

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２ ０ 年第 ３ ０８ 期
王为庆 ， 一种调幅红外无线耳机的设计 等：
３ ３
来 实现信 息 的传送 ．音 频信 号通 过 Ｑｌ 三极 管放
大 ，再 经过 ３ 红外 发射 二极 管 Ｄ１ 个 ～Ｄ ３向外发
不 同 的方 向 ， 样得 到被 音 频信号 调 幅的红 外 光 这
成音 频信 号 ， 过 电声 器件 耳机 将 音频 信 号转 换 通
从 收音 机 、 电视 或影 蝶 耳机 插座 取 出的音频
信 号 ，在 ‘ ‘ Ｉ ’端 输入 发 射机 电路 ．音 频信 号 不
适 合 直接无 线 传输 ， 需要 把 它加 载 到高 频 载波 上
收稿 日期 ：２ ０ ０ —２ ０ ８— ３ ７ 作者简介：王为庆 （９４一） １ ８ ，男，湖北监 利人 ，硕士生，主要从事智能仪 器设计与开发
号 比较微 弱 ，经过 Ｑ 三极 管进 行 电压放 大 ．如 ２
果 收听者 戴红 外无 线耳 机在 房间里 走 动 ， 与发 射
机 的 距 离 会 变 化 ， 收 到 的 红 外 光 的 强 弱 会 有 些 接
图 ４ 电源 电路
变化 ．为了保 证收 听效 果 ，在接 收机 中设 计 了一 个 自动 电平控制 电路 ．采用 Ｑ 三 极管 、 ９ Ｒ１ 、 ３ Ｒ 、 ０ Ｒ １ ３和 Ｃ １ 、Ｃ ４组 成一 个 电压 型 串联 负反 馈． 通 过这一 负 反馈 电路实 现 自动 电平控 制 ， 到削 弱 达
调制 方式 ，因此 得到 了 广泛 应用 ．
成 人 耳 听得清 的声音 信 号． 外无 线耳 机 系统 由 红 发 射 机和 接 收机 两部 分组 成 ．图 ｌ 为原 理设 计 框
图．图 ２ 发射 机 电路 图 ，实 现将 音 频信 号转 换 为
成 被 音频 信 号调 制 的红 外信 号 ．图 ３为接 收机 电 路 图， 把接 收被 音 频信 号调 幅 的红 外 信号 转换 为 音 频 信号 ．发射 机 和接 收机 均采 用 图 ４的供 电方
【】 ＭＡ Ｍ． Ｘ９２ ＭＡ ７ ２ ． ｆ Ｅ ， Ｌ． ｈｔ： ３ ＸＩ ＭＡ ７２ Ｘ９ ２Ｂｐ ［Ｂ０ 】 ｔ ／ ｄ ｐ／
ＶＶＶ．ｍａ ｍ—ｃ ｃ ｍ ，２ ０ ｇＣｇ ｘｉ ｉ ． ｏ ０ ７．
理 以及 在硬 件方 面 的具 体实 现 ． 款红 外 无线 耳 这 机 具有 如 下特点 ：（ ）耳 机供 电方 式 多样 ，可 以 １
红 外无 线 耳机 系统 ．该 系统 具有 供 电方式 多 样 ， 传 输距 离接 近 １ ｍ，音质较 好 ，红外 信 号基 本 不 ０
受 电磁干 扰 ，性价 比高等 特 点．
１ 设 计 原 理
红外 无线 耳机 系统 将从 音 响设 备 得到 的音 频
图 ２ 发射 机 电路
信 号 转变 成被 音 频信 号调 制 的红 外 信号 ， 过 红 通 外 信 号实 现无 线 传输 ． 将 得 到 的红外 信号 解 调 再
音信号 ．
２ 制 作 调 试 要 点
发 射机 中的 ３ 红外 发光 二极 管 ， 用 Ｎ Ｃ 个 选 Ｅ
公 司 的 Ｓ ３３ Ｅ ０Ｃ，Ｓ ３３ Ｅ ０ Ｃ具 有 比较大 的红 外发 射
角 度 ．使用 ３ 指 向不 同方 向的 Ｓ ３ ３ ，可 以使 个 Ｅ ０Ｃ 红 外 信号 的发射 的辐射 角 接近 ３０．Ｑ１ 极管 ６。 三 可 以采用 ８５ ０ ０或 ９ １ ，但 是需 要 调节 其静 态工 ０３
制 电路 ．
系统 的工作 电压 为 ５Ｖ，图 ４为红 外无 线耳 机 系
统 的供 电原理 图．
接收机 的 ４ 光 电二极 管 Ｄ ～ ７ 接收 被音 个 ４ Ｄ ，
频信 号调 幅 的红外 信号 ， 红 外信 号转换 为 音频 将 信 号 ，实现音 频 信号 的解调 ．由于得 到 的音 频信
工业 、科 学 、医学 ）频 段 ，采 用 跳 频扩 谱技 术 ，
图 １ 原 理 设 计 框 图
支持 语音和 数据 的传输 ， 其传 输距 离为 １ －１０ ， ０ ０ ｍ 是 一种 近距 离无 线通 信 技术 规 范 ． 牙耳 机 在语 蓝 音 传输方 面 性 能表 现突 出， 具有 自动接 入 可移 还 动 网络 、抗 干扰 性强 、性 价 比高 、体 积小 及低 功 耗 等优 点拉． Ｊ但是 蓝 牙耳 机 目前 的价格 比较 昂贵 ，
采 用两 节 ３ 电池 、锂 电池 或 蓄 电池．（ ）一 个 号 ２
发射 机可 以配 若 干个 接 收机 （ 机 ） 耳 ，供 多人 同
【】 ＭＡ Ｍ ． Ｘ１２ ６ ｄ［ａＯ １ ｈｐｌ ｗ ． ｘｉ ４ ＸＩ ＭＡ ７ ５２ ． ｆ ／ Ｌ． ｔ ：ｗ ｗｍａ ｍ． ｐ Ｅ ｔ ｌ
ｉ ．ｏ ， ０ ｃｔ ｍ ２０ ３．
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｓｇ ｆＡＭ ｎ Ｉ ｒ ｒ ｄＷ ｉｅｅ ｓＨ ｅ ｄ ａ ｄ ｎｆ ａ ｅ ｒ ｌｓ ａ ｐｈｏ ｅ ｎ
Ｗ ＡＮＧ ｅ － ｉ ｇ Ｗ ｉｑ ｎ ，ＳＨＥＮ ，Ｗ Ｕ ｅ ｇ Ｂｏ Ｐｎ
（ ｃｏ ｌ ｆ ｌ ｔｃ ｃｉｅ ｄ ｎｏｍ ｔ ｎ ｈｎ ｎｖｒｉ ｆ ｅ ｓｉｎｅ，Ｗｕ ａ ３０ ４ Ｃ ｉａ Ｓ ｈ ｏ ｏ Ｅｅ ｒ ｈｎｒ ａ ｆｒ ａｉ ，Ｃ ｉａ ｉｅｓｙｏ Ｇ ｏｃｅｃｓ ｃ ｉ Ｍａ ｙｎＩ ｏ Ｕ ｔ ｈ ４ ０ ７ ， ｈｎ） ｎ
信 息通 过传输 介质 在发 送端 和接 收端 之 间传
送 ，通 常 需 要 加 载 到 高 频 载 波 上 实 现 信 息 的 传 送 ，这 一 过 程 称 作 调 制 ． 信 号 的 调 制 方 式 有 三 种 ，即调 幅 、调频 和 调相 … 其 中幅 度调 制可 以 ． 使用 简单 的解 调 器 电路 实现 ， 是一 种相 对 经济 的
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第３ 卷 第３ ６ 期 ２ ０ 年９ ０８ 月
江 汉 大 学 学报 （ 自然 科 学版 ） Ｊｕ ａ ｏ Ｊ ｎｈ ｎ ｉｅ ｉ （ ｔｒｌ ｃｅｃｓ ｏｒ ｌ ｆ ｉ ｇ ａ ｖ ｒｔ Ｎａ ａ Ｓｉ ｅ） ｎ ａ Ｕｎ ｓｙ ｕ ｎ
图 ３ 接 收机 电路
接 收 机 电 路 包 括 ：（ ）红 外 光 电 二 极 管 Ｄ ～ １ ４
Ｓ Ｔ ３５ 装 ，节 约 Ｐ Ｂ板 面 积 ． 红 外 无 线 耳 机 Ｏ ２． 封 Ｃ
Ｄ 构 成 的红外 接收 电路 ；（ ）晶体 管 电路 Ｑ 构 ７ ２ ２ 成 电压 放大 电路 ；（ ）集 成 电路 ＭＡ ９ ２ ＿构成 ３ Ｘ ７ ２ ３ 音 频功 放 电路 ；（ ）晶体 管 Ｑ 构 成 自动 电平控 ４ ３
式 ，以求 得供 电方式 多样 性 ．
在 使 用音 响设 备 时 ， 为不影 响 他人 学 习和 休 息 ， 便 于 活动 ，可采 用无 线 耳 机收 听 ．蓝牙 耳 并 机 采 用高 斯 频 移键 控 （ Ｆ Ｋ 调 制 技术 ，是 一 Ｇ ｓ） 种数 字调 频 方式 ．蓝 牙工 作 在 ２ Ｇ ｚ ＩＭ （ ． Ｈ 的 Ｓ 即 ４
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江 汉 大 学 学 报 （自然科 学 版 ）
总第３ 卷 ６
分 别朝 向 ４ 方 向 ，使接 收 角度 达到 ３０ ，便 于 个 ６。
时 收听 ．（ ）接 收方 向范 围大 ，收听者 无 论是 否 ３ 朝 向发 射机 都 能满 意 收听 ． ４ （ ）音 量调 节 既可 以 使用 收 音机 、电视 或 影碟 的 音量 按钮 调 节音 量 ，
Ｖ０ ． ６ Ｎ ｏ ３ １３ ．
Ｓｐ ２ ０ ｅ．０８
一
种调幅红外无线耳机的设计
王为庆 ，沈 博 ，吴 鹏
（ 中国地质大学 机械电子 与信息学院 ， 武汉 ４ ０７ ） ３ ０ ４
摘 要 ： 采 用 ＭＡ ７６ ＭＡ ９ ２ 器件 ，通 过 幅 度 调 制 方 式 ， 实现 一 款 红 外 无 线 耳 机 ． 该 红 外 无 线 Ｘ１２ 与 Ｘ ７２ 耳 机 具 有 供 电 方 式 多样 、 方 向 性 好 、 音 量 可 调 节 等 功 能 ． 给 出 了详 细设 计 原 理 与硬 件 实现 ． 关键 词 ： 红 外 无 线 耳 机 ； 幅 度 调 制 ；ＭＡ ７６ ＸＩ２ ；ＭＡ ７２ Ｘ９２ 中 图 分 类 号 ：Ｔ ６３ Ｎ ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７．１３２０）３ ０ ２ ３ ６３０４ （０８０ － ３－ ０ ０
使 Ｖ ｅ的电压 接近 ｌ ｃ Ｖ，使其 工作 在放 大 区域．
接 收机 的 ４个红 外光 电二极 管 ，选 用上 海欧
光 电 子 有 限 公 司 的 Ｏ Ｉ３ ＭＬ ， Ｐ１Ｔ Ｅ具 有 Ｐ１Ｔ Ｅ Ｏ Ｉ３ ＭＬ
的供 电 电流 ，但能 提供 ２ ｍ 的电流输 出．采用 ０Ａ
接 收角 度 比较 大的特 点 ．４ 红外 光 电二 极 管应 个
红 外信 号 的接收 ．在没 有红 外信 号输 入 时 ，调节
电阻 Ｒ ，使 三极 管 Ｑ ８ ２的 Ｖ ｅ的 电压接 近 ２５ ｃ ． Ｖ． 调 节 电阻 Ｒ ，使 距 离 变化 时 接 收到 的 音量 无 明 ９ 显 变化 ．调节 电 阻 Ｒ１ 、 ５ ４ Ｒ１ ，耳机 的音 量 具有 从
因 为 采 用 了 电源 线 性 稳 压 芯 片 ＭＡ ７６ 所 Ｘ１２ ，
以耳 机供 电方 式 实 现 了 多样 化 ，有多 种 选 择 方 案 ，可使 用两 节 ３ 电池 、锂 电池或 蓄 电池． 号
红外光 信 号强弱 的影响 ．再 通过 ＭＡ ９ ２ 功 率 Ｘ ７２
放大后 ，驱动 耳机发 声 ．整 个接 收机 电路 实现 把 接收 到 的红 外信 号解 调成 音频信 号 ， 接着 功率 放 大驱 动耳机 ， 音 频信号 转换 成人 耳 听得清 的 声 把
需要 主机具 有蓝 牙 功能 ．
１１ 发射 机 电路 ． 发射 机 电路 （ 图 ２ 见 ）包 括 晶体管 Ｑｌ 成 的 构 幅度 调 制 电路 和红 外发 射 二极 管 Ｄ１ ３ 成 的 ～Ｄ 构
红外 发 射 电路 ．
本 文介 绍一 种应 用 红外 技 术制 作而 成 ， 用 采 幅度调 制方 式 ， 用红 外线 来 传送 音频 信 号 的调 幅
具 有接 近 ３０ 的发 射范 围 ．因此 ， 收机在 房 间 ６。 接
里 的任 何方 位都 能接 收到 调 幅红外 光． １ 接收机 电路 ． ２ 接收 机 电路见 图 ３ ．
出被 音频 信 号调 幅 的红外光 ． 音频 信号 通过 红外
光在 发送 端 和接 收端 之间传 送 ．采用 ３ 个红 外发 射二 极管 串联 ，并 使 Ｄ１ ２ ３ 别指 向 ３ 、Ｄ 、Ｄ 分 个
作 点 ．图 ２中采用 的是 ８ ５ ，通过 调节 电阻 Ｒ ， ００ ４
１ 电源 电路 ． ３
美信公 司在 ２ ０ 年推 出一 款 电源线 性稳压 芯 ０７ 片 ＭＡ ７６ Ｊ Ｘ１２ ，它具 有 过温 、短 路 、正 负反 接保
护 ， 出 电压 稳定 等功 能．它 的供 电电压 范围 比 输 较宽 ，可从 ２ ．Ｖ到 ｌ ．工作 时 ，只需 要 ２ ５ ２Ｖ
大 到小 的功 能 ．
也 可 以采 用 接 受 机 （ 机 ）的音 量 按 钮 调 节 音 耳 量 ．（ ）制 作 成本 低 ，性 价 比高． ５
３ 结语
笔者 给 出了调 幅红外 无线 耳机 系统 的设计 原
参 考 文献 ：
【】 Ｏ Ｐ Ｎ Ｉ Ａ ＷＩＬ Ｋ Ａ Ｓ ＮＡ Ｂ ＳＨ． 号 １ Ｐ Ｅ ＨＥＭ Ｌ Ｓ Ｙ ， ＷＡ 信 与 系统 【 ． 树 棠， ． 版 ． ： 交大 出版 社 ，９ ８ Ｍ】 刘 译 ２ 西安 西安 １９ ． 【】 肖沪 卫 ． 外 “ 牙 ” 术 的发 展 现 状 及 其 前 景 ［． ２ 国 蓝 技 Ｊ 电 ］ 子 与 自动 化 ， ０ ０６： １． ２０ （） ．０ ６