模擬數字混合紅外信道通信裝置的設計

3.2 接收機程序

　　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(shí)驗與仿真

4.1 模擬語(yǔ)音信號分析

　　模擬語(yǔ)音信號頻率主要集中在300Hz~3KHz，實(shí)驗時(shí)用300Hz的正弦信號代替。其時(shí)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(guān)，300Baud的單極性非歸零碼的時(shí)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(wú)法實(shí)現信號的還原。故不能直接混合?；旌闲盘柕臅r(shí)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(jīng)調制后實(shí)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(shí)域圖和頻譜圖如圖11和圖12所示。

4.5 ASK信號與模擬語(yǔ)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(méi)有疊加，而且兩頻譜相差比較遠，容易實(shí)現信號的還原。即通過(guò)兩個(gè)不同濾波帶同器即可實(shí)現信號的還原。ASK信號與模擬語(yǔ)音信號的混合信號時(shí)域圖為13，頻譜圖如圖14所示。

4.6 測試與結果

　　如圖15所示是模擬數字混合紅外信道通信裝置的實(shí)物照片。

　　通過(guò)對裝置發(fā)射機和接收機實(shí)際多次測量，其發(fā)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(shí)通過(guò)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(fā)射機端固定發(fā)射PRBS7(偽隨機序列)某一特定值通過(guò)觀(guān)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(méi)有出現錯誤，并通過(guò)五種不同序列值進(jìn)行測試確定下來(lái)的通信距離。模擬信道的通信距離，主要是通過(guò)發(fā)送固定文字語(yǔ)音信號，通過(guò)站在接收機側能聽(tīng)清其中的文字為準測得的距離。

　　測試結果表明模擬數字混合紅外通信信道是可行的。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(shí)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(jìn)一步降低功耗。

5 總結

　　通過(guò)仿真和裝置實(shí)物的實(shí)現與測試表明模擬與數字混合的紅外線(xiàn)通信信道是可行的。裝置的發(fā)射機能夠采集到模擬的語(yǔ)音信號和數字的溫度信號，并實(shí)現模擬信號和數字信號的無(wú)失真混合將混合信號通過(guò)紅外信道發(fā)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(gè)裝置成功的將模數混合信號通過(guò)紅外信道有效達傳送1.2m。具有一定可實(shí)用性和參考性。

參考文獻：

　　[1]高紹斌, 喬學(xué)工, 王華倩. 一種點(diǎn)對多點(diǎn)紅外通信協(xié)議設計與實(shí)現[J]. 電視技術(shù), 2013, 37(21):21-23

　　[2]張利娜, 洪顯昌. 紅外通信的設計與實(shí)現[J]. 現代電子技術(shù), 2008, 31(23):87-89

　　[3]張健. 紅外通信技術(shù)淺析[J]. 信息與電腦：理論版, 2012, (2).

　　[4]張毅, 張靈至, 盧威. 面向物聯(lián)網(wǎng)的ZigBee-紅外控制系統設計[J]. 電子技術(shù)應用, 2013, 39(5)

　　[5]江俊, 趙駿. 紅外通信在智能家居系統中的廣泛運用[J]. 城市建設理論研究：電子版, 2012