紅外無線耳機電路板設計

紅外無線耳機，由紅外發(fā)射機和耳機構(gòu)成，其特征在于耳機連接設置有紅外接收機，紅外發(fā)射機將聲音信號向外部空間信號傳播，紅外接收機從外部空間中采集接收到聲音信號，并將聲音信號傳遞給耳機，由耳機將聲音還原。平時收看電視節(jié)目或播放碟片時，為避免干擾他人休息通常改用耳機聽音，此時若用導線將耳機連接至電視機，不但不雅觀，而且影響人的活動。因此采用本文紅所設計的外線無線耳機即可避免上述弊端。

一、紅外線技術(shù)及工作原理

人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長范圍為0.62～0.76μm；紫光的波長范圍為0.38～0.46μm。比紫光波長還短的光叫紫外線，比紅光波長還長的光叫紅外線。

紅外線遙控就是利用波長為0.76～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的。常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實際應用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度[1]。

二、紅外無線耳機電路設計

紅外無線耳機系統(tǒng)將從音響設備得到的音頻信號轉(zhuǎn)變成被音頻信號調(diào)制的紅外信號，通過紅外信號實現(xiàn)無線傳輸。再將得到的紅外信號解調(diào)成音頻信號，通過電聲器件耳機將音頻信號轉(zhuǎn)換成人耳聽得清的聲音信號。紅外無線耳機系統(tǒng)由發(fā)射機和接收機兩部分組成。圖1為原理設計框圖。圖2為發(fā)射機電路圖，實現(xiàn)將音頻信號轉(zhuǎn)換成被音頻信號調(diào)制的紅外信號。圖3為接收機電路圖，把接收被音頻信號調(diào)幅的紅外信號轉(zhuǎn)換為音頻信號。

2.1紅外發(fā)射機電路

發(fā)射電路如圖2所示，它包含脈沖調(diào)制、電流放大及紅外線發(fā)射等部分電路。由鎖相環(huán)CD4060構(gòu)成的壓控振蕩器（VCO）是發(fā)射器的核心；當伴音信號加在圖2中的A點時，VCO的輸出端會產(chǎn)生一組振蕩頻率隨音頻信號的幅度大小同步改變的調(diào)頻信號，經(jīng)紅外發(fā)光管轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外調(diào)頻信號發(fā)送出去[2]。圖2中的三極管VT1與VT2用來驅(qū)動紅外發(fā)光管，如果沒有相同型號，也可用常見的C1815或9014代替，但管子的β值最好取得偏大一點。接收器由光電轉(zhuǎn)換、脈沖放大、頻率解調(diào)及音頻放大四部分組成，接收器電路如圖3所示。經(jīng)調(diào)制的紅外信號首先被紅外光敏管接收并轉(zhuǎn)換為調(diào)頻電信號，經(jīng)過場效應管2SK117預放大，μPC1373H選頻、放大后再由CD4046構(gòu)成的鑒相電路解調(diào)并還原為音頻信號。

2.2紅外接收機電路

接收與發(fā)射電路中兩只CD4046的中心頻率均為45 kHz，故R7與R17、R8與R18、C4與C24的參數(shù)必須嚴格對應相等。驅(qū)動紅外發(fā)光管的三極管VT1與VT2均工作在放大狀態(tài)，其Vbe約0.6 V；VT1與VT2也可用9013替換，但管子的β應大于100。發(fā)射電路的電源在圖中沒有標出，制作時可用LM7806穩(wěn)壓后獲得[3]。每只紅外發(fā)光管的正向壓降均為1.15 V，發(fā)射功率都小于100 mW，將三只紅外管進行串聯(lián)的目的在于提高紅外線的發(fā)射功率。此外，由于紅外發(fā)光管的輻射角度有限，因此在設計電路板時需將三只管子錯開45°排列。紅外光敏管只有被加上合適的反向電壓才能正常工作，因此在電路安裝時必須注意檢查紅外光敏管在電路中是否反接[4]。接收電路采用電池供電，對功放TDA2822M進行橋接正是為了降低整機功耗。電感L10可在工字形中周骨架上用φ0.06的漆包線密繞150匝后裝上磁帽及屏蔽罩制得。紅外發(fā)光管與紅外光敏管容易損壞，它們的具體參數(shù)如表1所示。

紅外無線耳機的發(fā)射器不需要調(diào)整即可正常工作。在對接收器進行調(diào)節(jié)時，我們可先把彩電遙控板對準接收器并隨意按下任一鍵，監(jiān)聽耳機中是否有響亮的“嘟嘟”聲；然后再把接收器對準發(fā)射器，用無感螺絲刀反復調(diào)節(jié)電感L10中磁帽的位置，直到伴音信號清晰宏亮而噪聲最小時用高頻蠟將磁帽固定，調(diào)試即告完成。如果感覺耳機中的伴音干澀、音質(zhì)不佳時，可適當調(diào)整阻尼電阻R16的阻值；如果接收器的頻帶過窄，可以將R7與R17分別開路試試。

總結(jié)

本文介紹一種應用紅外技術(shù)制作而成，采用幅度調(diào)制方式，用紅外線來傳送音頻信號的調(diào)幅紅外無線耳機系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有供電方式多樣，傳輸距離接近10 m，音質(zhì)較好，紅外信號基本不受電磁干擾，性價比高等特點。電路設計簡單，使用方便，在使用音響設備時，為不影響他人學習和休息，可采用這種無線耳機收聽。

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