描述

無(wú)線音頻已經(jīng)是一個(gè)技術(shù)先進(jìn)的領(lǐng)域，其中藍(lán)牙和射頻通信是主要技術(shù)（盡管大多數(shù)商業(yè)音頻設(shè)備都使用藍(lán)牙）。與現(xiàn)有技術(shù)相比，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的 IR 音頻鏈路電路并無(wú)益處，但它肯定會(huì)成為無(wú)線音頻傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

沒(méi)有好處的原因是，與藍(lán)牙不同，IR 是視線通信，即發(fā)射器和接收器必須始終面對(duì)對(duì)方，沒(méi)有任何障礙。此外，范圍可能不如典型的藍(lán)牙無(wú)線音頻那么大。

盡管如此，為了便于理解，讓我使用容易獲得的組件設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的 IR 音頻鏈路電路。

所需組件

• 紅外發(fā)光二極管
• BC548
• 面包板
• 光電二極管
• 鍋100K
• LM386
• 電阻器（1k、10k、100k）
• 電容器（0.1uF、10uF、22uF）

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工作準(zhǔn)則

電路背后的原理是，我們將有兩個(gè)獨(dú)立的電路。一個(gè)是發(fā)射電路，一個(gè)是接收電路，發(fā)射電路接3.5mm Audio插孔進(jìn)行音頻輸入，接收電路接喇叭播放歌曲。音頻信號(hào)將通過(guò)發(fā)射器電路的紅外 LED 發(fā)射；然后紅外信號(hào)將被放置在接收器電路上的光電二極管接收。光電二極管接收到的音頻信號(hào)將非常微弱，因此將通過(guò) LM386 放大電路放大，最后在揚(yáng)聲器上播放。

它與您的電視遙控器非常相似，當(dāng)您按下電視前面的紅外 LED 按鈕時(shí)，它會(huì)傳輸一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)將被光電二極管（通常為 TSOP）接收，并且該信號(hào)將被解碼以找到哪個(gè)按鈕您已按下，請(qǐng)?jiān)诖颂帣z查使用 TSOP 的通用紅外遙控器。同樣，此處傳輸?shù)男盘?hào)將是音頻信號(hào)，接收器將是普通光電二極管。這種技術(shù)也適用于普通 LED 和太陽(yáng)能電池板；您可以閱讀使用 Li-Fi 進(jìn)行音頻傳輸一文，了解此方法與 Li-Fi 技術(shù)有何相似之處。

發(fā)射電路

發(fā)射器電路僅由幾個(gè)紅外 LED 和直接連接到音頻源和電池的電阻器組成。您可能會(huì)遇到問(wèn)題的一個(gè)棘手地方是將音頻插孔連接到電路。一個(gè)普通的音頻插孔將有三個(gè)輸出引腳，兩個(gè)用于左右耳機(jī)，另一個(gè)是屏蔽層，用作接地。我們的電路需要一個(gè)可以在左或右的信號(hào)引腳和一個(gè)接地引腳。您可以在連接中使用萬(wàn)用表來(lái)找到正確的引出線。

發(fā)射器電路的工作非常簡(jiǎn)單，來(lái)自紅外 LED 的紅外光充當(dāng)載波信號(hào)，紅外光的強(qiáng)度充當(dāng)調(diào)制信號(hào)。因此，如果我們通過(guò)音頻源為 IR LED 供電，電池將照亮 IR LED，并且它發(fā)光的強(qiáng)度將基于音頻信號(hào)。我們?cè)谶@里使用了兩個(gè) IR LED 只是為了增加電路的范圍；否則我們甚至可以使用一個(gè)。我在面包板上構(gòu)建我的電路，電路可以在 5V 到 9V 之間的任何地方供電，我使用穩(wěn)壓 5V 代替電池，所以我沒(méi)有使用限流電阻 1K。面包板設(shè)置如下所示，我在這里連接了我的 iPod 作為音頻源，但可以使用任何有音頻插孔的東西（對(duì)不起 Iphone 用戶）。

接收電路

接收器電路由連接到音頻放大器電路的光電二極管組成。音頻放大器電路采用德州儀器 (TI) 流行的 LM386 IC 構(gòu)建，該電路的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)元件的要求極低。該電路也可以使用 5V 至 12V 的電壓供電，我使用面包板穩(wěn)壓器模塊為電路提供 +5V，但您也可以使用 9V 電池。

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LM386 IC的引腳詳細(xì)信息

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PIN 1 和 8 ：這些是增益控制 PIN，內(nèi)部增益設(shè)置為 20，但可以通過(guò)在 PIN 1 和 8 之間使用電容器將其增加到 200。我們使用 10uF電容器 C3以獲得最高增益，即 200 . 增益可以通過(guò)使用適當(dāng)?shù)碾娙菡{(diào)整到20 到200 之間的任何值。

引腳 2 和 3：這些是聲音信號(hào)的輸入引腳。2腳為負(fù)輸入端，接地。3腳為正輸入端，輸入聲音信號(hào)進(jìn)行放大。在我們的電路中，它通過(guò)100k 電位器 RV1連接到電容式麥克風(fēng)的正極端子。電位器充當(dāng)音量控制旋鈕。

引腳 4 和 6：這些是 IC 的電源引腳，引腳 6 為 +Vcc，引腳 4 為地。該電路可用5-12v之間的電壓供電。

引腳 5：這是輸出引腳，我們從中獲得放大的聲音信號(hào)。它通過(guò)電容器 C2 連接到揚(yáng)聲器以濾除直流耦合噪聲。

引腳 7：這是旁路端子。它可以懸空，也可以使用電容器接地以保持穩(wěn)定性。

如何操作紅外音頻發(fā)射器和接收器電路？

• 最初根據(jù)電路圖分別給發(fā)射器和接收器連接
• 使用兩節(jié) 9V 電池為發(fā)射器和接收器部分供電。
• 在 LM386 音頻放大器 IC 的輸出端連接一個(gè) 8 Ω 揚(yáng)聲器。
• 確保發(fā)射器和接收器部分之間的距離低于 30 厘米。
• 使用手機(jī)或音樂(lè)播放器在發(fā)射器部分應(yīng)用音頻信號(hào)。現(xiàn)在您可以聽到揚(yáng)聲器的聲音。
• 從發(fā)射器和接收器上斷開電池

對(duì)于初次使用它的人，請(qǐng)按照以下步驟調(diào)試電路。

• 為發(fā)射器電路供電后，使用手機(jī)攝像頭檢查紅外 LED 是否發(fā)光，在黑暗的房間里進(jìn)行此操作，以便您輕松檢測(cè)到它。在明亮的房間里，即使是攝像頭也無(wú)法拾取紅外光。如果它發(fā)光，則可以確保發(fā)射器按預(yù)期工作。
• 建立接收電路后，用 3.5mm 插孔替換光電二極管并播放歌曲。來(lái)自手機(jī)的音頻應(yīng)該被放大并在揚(yáng)聲器中播放，如果在它開始工作之前不調(diào)整 RV1。一旦你確保工作正常，再次用光電二極管更換 3.5mm 插孔。
• 完成以上兩步后才能進(jìn)行這一步。不要指望電路能在更長(zhǎng)的范圍內(nèi)工作，將發(fā)射器留在固定位置并嘗試將接收器定位在不同的角度，直到它接收到信號(hào)。