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模擬數字混合紅外信道通信裝置的設計

作者:胡旭光 陶坎 鄧彬偉 時間:2015-12-09 來源:電子產品世界 收藏
編者按:紅外通信技術具有低成本、跨平臺、點對點數據連接的特點廣泛應用于各種短距離通信中,但多為數字通信。設計提出一種模擬數字混合的紅外信道的通信方法,采用頻分復用的方法實現了模擬信號與數字信號在同一個紅外物理信道上傳輸。而且針對數字信號采用了ASK調制方式,實現頻譜的遷移,提高了抗干擾能力。模擬數字混合紅外信道的實現為在紅外信道上采用語音方式控制家電提供了一種可選方案。

3.2 接收機程序

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/283520.htm

  接收機接到ASK解調信號后,對接受的數據包解析,判斷是否接受到完整的數據包,然后將數據顯示在液晶顯示屏上。

4 實驗與仿真

4.1 模擬語音信號分析

  模擬語音信號頻率主要集中在300Hz~3KHz,實驗時用300Hz的正弦信號代替。其時域圖和頻譜圖如圖5和圖6所示。

4.2 數字基帶信號分析

  數字基帶信號頻譜與碼型和波特率有關,300Baud的單極性非歸零碼的時域圖和頻譜圖分別如圖7和圖8所示。

4.3 數字基帶信號與模擬信號的混合信號分析

  由于數字基帶信號和模擬信號的頻譜有混疊,直接混合后無法實現信號的還原。故不能直接混合。混合信號的時域圖和頻譜圖如圖9和圖10所示。

4.4 ASK信號分析

  數字基帶信號經調制后實現了頻譜的搬遷,使用60KHz的載波,調制后的波形頻譜主要集中在60KHz附近。其時域圖和頻譜圖如圖11和圖12所示。

4.5 ASK信號與模擬語音信號的混合信號分析

  由圖11和圖12可知ASK信號的頻譜與模擬信號的頻譜沒有疊加,而且兩頻譜相差比較遠,容易實現信號的還原。即通過兩個不同濾波帶同器即可實現信號的還原。ASK信號與模擬語音信號的混合信號時域圖為13,頻譜圖如圖14所示。

4.6 測試與結果

  如圖15所示是紅外信道通信裝置的實物照片。

  通過對裝置發射機和接收機實際多次測量,其發射和接收機功耗,數字通信及模擬通信距離等參數情況如表1所示。功耗的測量是在系統運行時通過測量電源輸入電壓和電流計算獲得的,數字通信距離的確定是在發射機端固定發射PRBS7(偽隨機序列)某一特定值通過觀看接收機的顯示屏上是否顯示同樣的隨機序列值,并調節通信距離,并在十分鐘沒有出現錯誤,并通過五種不同序列值進行測試確定下來的通信距離。模擬信道的通信距離,主要是通過發送固定文字語音信號,通過站在接收機側能聽清其中的文字為準測得的距離。

  測試結果表明信道是可行的。功耗在2W內可以達到混合通信距離1米以上,具有一定可實用性,由于設計采用的均為分離元器件,所以相對功耗比較大,如果采用集成電路可以進一步降低功耗。

5 總結

  通過仿真和裝置實物的實現與測試表明模擬與數字混合的紅外線通信信道是可行的。裝置的發射機能夠采集到模擬的語音信號和數字的溫度信號,并實現模擬信號和數字信號的無失真混合將混合信號通過紅外信道發射。接收機能夠分離數字和模擬信號并可靠的把數字信息輸出到液晶屏上,模擬信號輸出到揚聲器。整個裝置成功的將模數混合信號通過紅外信道有效達傳送1.2m。具有一定可實用性和參考性。

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