0简介
20世纪90年代以来，光通信以其频带宽、容量大、抗干扰性强、保密性强等优点得到了迅速发展，在国防和日常通信中发挥着越来越重要的作用。而红外光属于不可见范围，抗干扰能力强，不易被捕获，因此红外通信具有很高的研究价值。
在该装置的系统设计中，采用红外发射管作为收发器，利用TDA2822M集成运算放大器和外围元器件组成发射电路和接收电路，进行调制、解调和功率放大。整个系统稳定可靠。随着传输距离的变化，可以实时监测信号强度的变化。
1.基本原理和设计方案
以950nm近红外波段的红外线作为传递信息的介质，以自然空间作为通信信道。传输系统利用电信号转换、放大和调制，驱动红外发射管发射以红外光为载波的光信号。红外信号通过空间无线传输到达接收端。接收端对接收到的红外信号进行解调、放大、滤波后发送给输出端，从而实现通信过程。监控电路用于监控信号。其设计方案的原理如图1所示。
2.电路设计
2.1变送器电路
由双通道集成运算放大器TDA2822M和红外发光管、电容、固定电阻、精密可调电阻、6V DC电源等外围元器件组成的调制传输电路如图2所示。
2.2接收器电路
同样，TDA2822M集成运算放大器、外围元件9014三极管、固定电阻、精密可调电阻、电容、红外接收管、扬声器、6V DC电源组成解调接收电路。当调制光入射到红外接收管上时，光信号输入，解调放大后输出，音频信号在扬声器中输出；发射机和接收机独立使用6V DC电源，可以消除对电路系统的干扰。参见图3。
2.3信号监控电路
电压比较器LM393用于从接收端取出信号，并将其发送到比较电路，该比较电路与引脚6处设置的参考电压进行比较，并由比较的输出电压驱动LED。当没有接收到信号时，LED亮起；反之，当接收端接收到信号时，LED不亮；从而实现监控电路。如图4所示。
3.系统整体调试和测试结果
3.1调试发送电路
组装焊接发射模块外围元器件，接通电源，用示波器观察调试电路，调节图2中的精密可调电阻R*，使红外发射管处于最佳工作状态。
3.2调试接收电路
同理，组装焊接接收模块，接通电源，在接收端输入一个待调试的信号，调整电路中的偏置电阻和增益电阻，达到最佳效果。
3.3整机调试
调试时，发射机和接收机应使用独立的电源，以减少电源带来的干扰。将传输距离由近及远进行系统对接和调试，使用发射机输入800Hz单音信号；调试固定电源、发射机和接收机。接收端的红外管与发射端的红外管平行。以10.0cm的距离为移动步长进行动态调试，使增益达到理想状态。
3.4信号监控电路的调试
用挡光片阻挡和释放发射电路中的红外光，从而比较接收端各信号端口的电压值，选择变化明显的输出端口作为比较电路的信号采集点，然后调节该电路中的可调电阻，直到参考电压为两者的中间值，从而实现监控功能。
4.试验结果
4.1系统测试结果
系统调试正常后，进行现场测试。在输入端输入-800Hz单音信号，测试结果可以在2.0m范围内接收到不失真的信号
红外光在空气中有一定的衰减，该系统的信号衰减是由红外光衰减引起的，所以特别探究了信号衰减与距离的关系。在输入端输入800Hz单音信号时，在输出端的8负载上测量接收设备输出电压的有效值。逐渐改变传输距离，测量相应的输出电压。数据见表1；根据数据表1，距离电压图如图6所示。
从图6可以看出，传输距离大于2.0m时，信号衰减最弱。如果采用红外光纤进行传输，信号衰减会显著降低。
5.结束语
从上面可以看出，该方案成功实现了有限距离内的红外通信，并且方案中设计的系统由集成运算放大器TDA2822M和外围元器件组成，成本低，运行稳定可靠。同样，该器件也可以用其它集成运算放大器制作和调试，也能达到同样的效果。如果在接收部分增加一个功率放大电路，输出端的负载能力和降噪功能可以大大提高。
标签：电路信号系统