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客户成功故事与项目成功案例

红外无线耳机电路板设计


红外无线耳机,由红外发射机和耳机构成,其特征在于耳机连接设置有红外接收机,红外发射机将声音信号向外部空间信号传播,红外接收机从外部空间中采集接收到声音信号,并将声音信号传递给耳机,由耳机将声音还原。平时收看电视节目或播放碟片时,为避免干扰他人休息通常改用耳机听音,此时若用导线将耳机连接至电视机,不但不雅观,而且影响人的活动。因此采用本文红所设计的外线无线耳机即可避免上述弊端。

一、红外线技术及工作原理

人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62~0.76μm;紫光的波长范围为0.38~0.46μm。比紫光波长还短的光叫紫外线,比红光波长还长的光叫红外线。

红外线遥控就是利用波长为0.76~1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管,由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它便发出的是红外线而不是可见光。接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度[1]。

二、红外无线耳机电路设计

红外无线耳机系统将从音响设备得到的音频信号转变成被音频信号调制的红外信号,通过红外信号实现无线传输。再将得到的红外信号解调成音频信号,通过电声器件耳机将音频信号转换成人耳听得清的声音信号。红外无线耳机系统由发射机和接收机两部分组成。图1为原理设计框图。图2为发射机电路图,实现将音频信号转换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。

2.1红外发射机电路

发射电路如图2所示,它包含脉冲调制、电流放大及红外线发射等部分电路。由锁相环CD4060构成的压控振荡器(VCO)是发射器的核心;当伴音信号加在图2中的A点时,VCO的输出端会产生一组振荡频率随音频信号的幅度大小同步改变的调频信号,经红外发光管转变为红外调频信号发送出去[2]。图2中的三极管VT1与VT2用来驱动红外发光管,如果没有相同型号,也可用常见的C1815或9014代替,但管子的β值最好取得偏大一点。接收器由光电转换、脉冲放大、频率解调及音频放大四部分组成,接收器电路如图3所示。经调制的红外信号首先被红外光敏管接收并转换为调频电信号,经过场效应管2SK117预放大,μPC1373H选频、放大后再由CD4046构成的鉴相电路解调并还原为音频信号。

2.2红外接收机电路

接收与发射电路中两只CD4046的中心频率均为45 kHz,故R7与R17、R8与R18、C4与C24的参数必须严格对应相等。驱动红外发光管的三极管VT1与VT2均工作在放大状态,其Vbe约0.6 V;VT1与VT2也可用9013替换,但管子的β应大于100。发射电路的电源在图中没有标出,制作时可用LM7806稳压后获得[3]。每只红外发光管的正向压降均为1.15 V,发射功率都小于100 mW,将三只红外管进行串联的目的在于提高红外线的发射功率。此外,由于红外发光管的辐射角度有限,因此在设计电路板时需将三只管子错开45°排列。红外光敏管只有被加上合适的反向电压才能正常工作,因此在电路安装时必须注意检查红外光敏管在电路中是否反接[4]。接收电路采用电池供电,对功放TDA2822M进行桥接正是为了降低整机功耗。电感L10可在工字形中周骨架上用φ0.06的漆包线密绕150匝后装上磁帽及屏蔽罩制得。红外发光管与红外光敏管容易损坏,它们的具体参数如表1所示。

红外无线耳机的发射器不需要调整即可正常工作。在对接收器进行调节时,我们可先把彩电遥控板对准接收器并随意按下任一键,监听耳机中是否有响亮的“嘟嘟”声;然后再把接收器对准发射器,用无感螺丝刀反复调节电感L10中磁帽的位置,直到伴音信号清晰宏亮而噪声最小时用高频蜡将磁帽固定,调试即告完成。如果感觉耳机中的伴音干涩、音质不佳时,可适当调整阻尼电阻R16的阻值;如果接收器的频带过窄,可以将R7与R17分别开路试试。

总结

本文介绍一种应用红外技术制作而成,采用幅度调制方式,用红外线来传送音频信号的调幅红外无线耳机系统。该系统具有供电方式多样,传输距离接近10 m,音质较好,红外信号基本不受电磁干扰,性价比高等特点。电路设计简单,使用方便,在使用音响设备时,为不影响他人学习和休息,可采用这种无线耳机收听。

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