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基于

PWM

技术的红外语音通信系统设计

Design of Infrared Sound Communication System Based on PWM Technology

摘要

针对近距离通信在各种家庭智能电器中的应用及需求

提出了一种采用脉宽调制技术对语音

信号进行红外近距离通信的设计方法

剖析了这种方案的硬件设计原理以及在数据收发过程中的

一些问题

同时给出了系统设计的实现方法。

关键词

: PWM;

红外传输

;

语音通信

;

TL494

引言

尽管现在有了近距离无线通讯的蓝牙技术

但

是红外通讯技术以其低廉的成本和广泛的兼容性优
势

势必会在将来很长一段时间内在近距离的无线

数据通讯领域扮演重要的角色。目前

红外技术已

广泛应用在遥控和传输设备等方面。

普通的红外管很难对模拟信号作线性处理

(

即

不能直接放大传输

) ,

但若结合

PWM

技术就能把模

拟量通过数字形式可靠的传输。该红外语音通讯系
统适用于高楼之间、运动场、会议厅、多媒体设备等
短距离通讯场合

与无线电技术相比

该技术制作简

单、

成本低、

系统稳定、

可靠性强

并且有更高的经济

性和实用性

因此具有广阔的应用前景。

方案设计

图

所示是一个基于红外语音通讯系统的原理

框图

语音信号经脉宽调制后由红外发射器送出

再

经接收器接收以将信号滤波还原。脉宽调制模块采
用专用的

PWM

控制器

TL494

。使用该集成电路可使

系统结构更简洁

并可获得更优良的工作性能

同时

还可提高系统的抗干扰能力和可靠性。

由于

TL494

产生的锯齿波

(

载波

)

为单极性

它

只能调制正电位以上的信号

故必须用全波整流的

方式使信号完全调制。为提高效率

可以将接收器

接收到的

PWM

波形通过开关管桥式电路来驱动。

该方案中由于采用了桥式驱动电路

开关管始

终处于截止和饱和两种状态

因此具有功耗小

效率

高的优点。但由于电路中的门控制信号受到比较器
的精度影响而存在有迟滞现象

因而容易导致声音

失真

且开关管处于高频工作时易产生

EMI

干扰

这对整个电路有不良的影响。

为解决上述问题

在系统设计时

可在信号的预

处理单元对语音信号进行偏置和放大

以使其全部

处在正电位以上。在解调单元

可以把

PWM

波形直

接放大、

滤波、

隔直处理以恢复为原语音信号。然后

在后级电路中再选用音频功放集成块对声音作进一
步放大。该方案省去了复杂的开关管驱动单元

因

而电路比较简洁

且调试方便

虽效率略低

但具有

抗干扰性、

可靠性强、

成本低等优点。

硬件电路设计

3. 1

前置电路

图

所示是该系统的原理电路。其中前置电路

的主要作用是对语音信号作采集、

放大和偏置处理

使其有利于进一步调制。

当

TL494

在

+ 15V

电源工作时

产生的峰值典

型值为

。

根据

PWM

调制原理

调制信号必须保持

在载波信号峰值以内才能取得较好的效果。因此

可将偏置电压设计为

1. 2V ,

放大倍数设计为

～

倍可调

(

主要是方便调试

) ,

以保证输出信号处在

～

以内。

基于

PWM

技术的红外语音通信系统设计

图

红外语音通讯系统原理框图

●应用与设计