红外光模拟通信实验系统设计

靳天玉，郭明超，张冠茂，梅中磊

（兰州大学 信息科学与工程学院，甘肃 兰州 730000）

红外光通信是以红外线作为载波来传送信息，与无线电通信相比，具有抗电磁干扰、便于高速应用、空间接入灵活的特点，可用于室内外，实现点对点通信［1－3］，并且已经应用在无线多信道室内话音系统、无绳电话以及键盘和终端间的短距离无线连接，在便携式数据收集装置（煤水电表的登录器、报税机）与主机的数据交换中，也得到了广泛应用。

日前，可见光通信的关键技术研究与应用取得重要进展，实现了“有灯光的地方，就有网络信号”。红外光通信技术属于光通信中一个重要部分而备受关注。而且，红外光谱比无线电频谱大10 000多倍，这个特点意味着更大的带宽和更高的速度和容量［4－7］。

1 红外光模拟通信实验系统设计

音频信号采用模拟信号发送，模拟信号频率为300～3 400Hz，音频信号和模拟信号的传输互不干扰且抗干扰能力强、失真小［8－12］。红外通信实验方案如图1所示。

图1 红外光通信实验方案

1.1 模拟信号发射电路

模拟信号发射电路见图2，J6音频信源发出的声音经耦合电容C13（4.7μF）后输入到三极管的基极，由三极管放大，驱动红外发射管发射模拟音频信号。三极管选用9018型中功率三极管。调节R13和R10，改变三极管的静态偏置，使三极管工作在最佳Q点。

1.2 模拟信号的接收电路

红外发射管D4发出的音频信号被红外接收管D3（见图3）接收，并转换为变化规律和音频信号相同的电信号，经一级共射放大器放大后，再通过耦合电容C9（0.22μF）后，由 LM386进行功率放大，经 LM386放大的信号直接驱动小喇叭。图3中Q2组成指示信号检测电路，若红外接收管接收到较强信号，指示灯D1灭；若红外接收管未能正常接收信号（或接收的信号低于100mV）则D1亮。

图2 模拟信号发射电路原理图

1.3 中继转发节点电路

模拟音频中继转发节点电路如图4所示。音频信号经红外接收管接收，通过LM386进行信号放大，并沿90°方向中继发送。

图3 模拟信号接收电路原理图

图4 音频中继转发节点电路图

2 音频信号发送接收测试

实验室测试分正弦信号测试和语音信号测试。用正弦信号测试时，测试信号为800Hz正弦波，峰峰值为300 mV。接收端波形显示如图5所示。当发送端信号峰峰值降为20mV时，输出端毫伏计读数为17.5mV。

利用语音信号测试时，模拟音频信号直接传送距离超过8m，中继距离亦可达到6m以上，且听觉表明信号失真度较小。

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图5 接收端波形显示

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