立体声无线音箱传输系统设计.doc
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立体声无线音箱传输系统的设计Design of stereo wireless audio transmission system摘 要本文以CD4046BCM芯片、IC TDA7000收音机集成芯片为基础,构造了一款立体声无线音箱的传输系统本文设计制作了两个发射电路组成的发射系统,并分别对这两个发射电路进行了调试,采用锁相环技术使之在发射过程中的两列载波形成相位差,从而达到环绕音质为制作方便,解调电路中的还原声音部分直接采用IC TDA7000收音机集成电路调制与解调部分采用红外无线传输方式构造成的无线传输系统,避免了设备连接线连接时的突兀杂乱,影响视觉效果和家居环境本设计采用红外线传输,在短距离传输下,既可以达到传输目的,又具有抗干扰能力强、高速可靠、无电磁污染、价格低廉、性价比高、不受国家限制、工作频率较高等特点,作为家庭影院的无线传输方式是一种非常理想的选择本文在设计制作过程中还考虑了成本问题,以便达到经济又可靠的效果关键词： CD4046；无线传输；TDA7000 / 目 录1 引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.1课题的研究背景——无线通信技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.1.1无线通信技术的定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.1.2无线通信技术的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.1.3我国无线通信技术的发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.2研究课题的目的及意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.3研究课题的主要任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.4论文结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32 电路的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.1无线传输系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.1.1 PFM调制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.1.2 PFM调制技术的运用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.2 无线传输方式的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.3红外辐射及近红外光谱分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.4红外光发射方式及红外发、收系统的组成．．．．．．．．．．．．．．．．63 调制与解调电路的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.1系统设计的基本思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.2发射部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.2.1 驱动电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.2.2发光二极管及它的简单测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.3 接收部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93.3.1红外线接收光电变换器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.93.3.2光敏二极管及它的简单测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93.3.3红外接收放大器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93.3.4本设计采用的方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.4 PFM的调制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.4.1锁相环的介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.4.2锁相环的基本组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.4.3锁相环的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.4.4 锁相环的运用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.4.5 CD4046CBM数字集成锁相环的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.4.6 CD4046CBM组成结构及功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.4.7 CD4046CBM的引脚及部结构图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.4.8 CD4046XBM典型应用电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.5 PFM的解调．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163.5.1 IC TDA7000的部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163.5.2 IC TDA7000的参考数据和主要指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．173.6本设计采用的方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184 功率放大电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．194.1功率放大电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．194.1.1功率放大电路的定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．194.1.2功率放大电路与电压放大电路的区别．．．．．．．．．．．．．．．．194.1.3 功率放大电路的特殊问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．194.2功率放大电路的工作状态分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．204.3提高效率的主要途径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．214.4 功率BJT的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．214.5 单电源互补对称电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．214.6 本设计采用的方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．225 调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．235.1调试的一般过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．235.2 调试的常见故障和解决方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．245.3调试过程中遇到的实际问题和解决方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．265.4调试的心得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28结 论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30设计心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33致 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34附录一: 电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35<发射部分>．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35<接收部分>．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36PCB板图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37<接收部分>．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37<发射部分>．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 381 引言1.1课题的研究背景——无线通信技术1.1.1无线通信技术的定义无线通信
早在1897年,马可尼使用800KHZ中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验,开创了人类无线通信的新纪元在无线通信初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信20世纪20年代初人们发现的短波通信,直到20世纪60年代卫星通信兴起前,它一直是远程国际通信的重要手段,并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值近些年信息通信领域中,发展最快、应用最广的就是无线通信技术1.1.2无线通信技术的分类通信技术主要可分为三类：扩展频谱技术、窄频微波技术以及红外线技术其中扩频通信技术应用最广,其基本特征是采用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码对载有信息数据的基带信号频谱进行扩展,形成宽带低功率谱密度的信号然后进行发射扩频通信技术在发射端以扩频编码进行扩频调制,在接收端以相关的解调技术接收信号因此,具有抗干扰性强、隐蔽性好、易实现码分多址和抗多径干扰等优点扩频技术主要包括直接序列扩频技术和跳频技术两种方式其中,直接序列扩频的主要特点是易于隐蔽,它利用具有高码率的扩频码系列,采用各种调制方式在发射端扩展信号频谱,而在接收端用相同的扩频码序进行解码,把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息,从而有效地提高了整机信噪比。
而跳频技术则是载波频率在一个由编码序列控制下产生的图案离散地跳变,跳频信号可看成是载波频率按随机图样跳变的调制脉冲序列微波扩频通信的工作频带最终将统一在2.4GHz的频带,带宽为83MHz在窄频微波技术调制方式中,数据基带信号的频谱不做任何扩展,直接采用射频方式发射出去与扩展频谱方式相比,窄带调制方式占用频带少,频带利用率高采用窄带调制方式的无线局域网一般选用专用频段,需要经过国家无线电管理部门的许可方可使用当然也可选用ISM频段,这样可免去向无线电管理委会申请,但带来的问题是,当临近的仪器设备或通信设备也在使用这一频段时,会严重影响通信质量,通信的可靠性无法得到保障窄带无线电系统在特定的无线电频率上传输和接收用户信息,对于非期望通信信道之间的串扰,可通过仔细调整在不同信道频率上的不同用户来避免基于红外线的信息传输技术最近几年也有了很大发展目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用红外线传输技术基于红外线的信号传输方式的最大优点是这种传输方式不受无线电干扰,且红外线的使用不受国家无线电管理委员会的限制红外系统使用甚高频传送数据,在电磁频谱中仅次于可见光但是,红外光不能穿透非透明物体,其通信信道只能是直射或散射方式。
因而,基于直射红外线技术的信息传输距离十分有限,通常只用于特定的无线局域网中移动用户使用高性能直射红外系统是不实际的,一般只用来实现固定子网络散射或反射式红外无线局域网系统不需要直射,但是个人用户空间单元十分有限1.1.3我国无线通信技术的发展当前,中国是世界各国通信技术运营商和设备制造商关注的焦点,大家都希望在中国的市场上占有自己的发展空间和市场份额移动通信在中国发展十分迅速,中国移动通信的走向一直为世人所瞩目1987年11月,我国正式开通了第一个TACS制式模拟蜂窝移动通信系统,实现了移动用户"零"的突破1994年底,又首先开通了GSM数字蜂窝移动通信系统,至1995年,全国已15个省、市也相继开通了GSM移动通信网迄今为止,全国各省、自治区、直辖市面上都建设了GSM网,实现了国和国际的全自动漫游目前我国自主研发的第三代移动通信已得到国际的认可,并已经商业化近年来,随着无线通信技术逐渐走向成熟,适用于无线通信产品的价格逐渐下降和相应软件的不断开发,无线网络越来越受欢迎,被广泛认同是一种更通用的连接方式让人充分感受无线通信技术的高速传输和灵活性的特点1.2研究课题的目的及意义生活离不开音乐,如今的生活,音乐随耳可听。
家庭影院也已成家居生活的常用电器,但随着人们对家居生活的要求越来越高突兀杂乱的家庭影院连线却很让人烦恼,它既影响美观也影响该区域人的行为,一不小心,磕磕绊绊无线技术在家庭影院方面的应用更明显,无线技术在家电这块领域上带来了巨大的革命所谓无线家庭影院。
