模擬數(shù)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(diào)信號后，對接受的數(shù)據(jù)包解析，判斷是否接受到完整的數(shù)據(jù)包，然后將數(shù)據(jù)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(shù)字基帶信號分析

　　數(shù)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域圖和頻譜圖分別如圖7和圖8所示。

4.3 數(shù)字基帶信號與模擬信號的混合信號分析

　　由于數(shù)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(xiàn)信號的還原。故不能直接混合?；旌闲盘柕臅r域圖和頻譜圖如圖9和圖10所示。

4.4 ASK信號分析

　　數(shù)字基帶信號經(jīng)調(diào)制后實現(xiàn)了頻譜的搬遷，使用60KHz的載波，調(diào)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(xiàn)信號的還原。即通過兩個不同濾波帶同器即可實現(xiàn)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(jié)果

　　如圖15所示是模擬數(shù)字混合紅外信道通信裝置的實物照片。

　　通過對裝置發(fā)射機和接收機實際多次測量，其發(fā)射和接收機功耗，數(shù)字通信及模擬通信距離等參數(shù)情況如表1所示。功耗的測量是在系統(tǒng)運行時通過測量電源輸入電壓和電流計算獲得的，數(shù)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)某一特定值通過觀看接收機的顯示屏上是否顯示同樣的隨機序列值，并調(diào)節(jié)通信距離，并在十分鐘沒有出現(xiàn)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(fā)送固定文字語音信號，通過站在接收機側(cè)能聽清其中的文字為準測得的距離。

　　測試結(jié)果表明模擬數(shù)字混合紅外通信信道是可行的。功耗在2W內(nèi)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(jié)

　　通過仿真和裝置實物的實現(xiàn)與測試表明模擬與數(shù)字混合的紅外線通信信道是可行的。裝置的發(fā)射機能夠采集到模擬的語音信號和數(shù)字的溫度信號，并實現(xiàn)模擬信號和數(shù)字信號的無失真混合將混合信號通過紅外信道發(fā)射。接收機能夠分離數(shù)字和模擬信號并可靠的把數(shù)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(shù)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。

參考文獻：

　　[1]高紹斌, 喬學工, 王華倩. 一種點對多點紅外通信協(xié)議設計與實現(xiàn)[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現(xiàn)[J]. 現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)中的廣泛運用[J]. 城市建設理論研究：電子版, 2012