文档介绍：毕业设计说明书
红外线光发射机的设计与实现
摘要
红外技术在科学领域已经发展使用到了各行各业。随着多媒体技术和通讯技术的不断发展,多媒体娱乐、信息高速公路等不断对信息数据的存储和传输提出了更高的要求。应用领域不断扩大,现在社会对即时传输也就有了更高的要求。本设计利用射机将接入的音频信号通过红外光发射机产生微弱的电信号,再通过放大器进行放大驱动发射端工作,最终变为红外光信号传输给红外接收机除此外,本次设计针对红外发射要求频率高这一特点做出相应的改良,在发射端电路中运用三级放大,对初始化的电流信号进行放大,以便于其驱动发射端的两个发射头工作。该课题主要目的就是设计一个红外光发射机,能锻炼制板和焊接等基本技能。红外技术应用产品种类繁多,主要有红外传感器、红外通信、红外热像、红外光谱仪等。本设计主要运用红外通信技术来完成本次设计。红外光发射机的通信系统设计相对比较简单,它主要就是对信号经过三级放大来传输给接收端,其最大的优点就是进行无线传输。
关键词:红外技术,光发射机,EDA仿真技术。
1 绪论
选题背景及目的
红外发射机是实现红外通信的关键器件,红外光发射机的设计可以对光发射机的组成部分、采用的元器件和应用到的科技技术深入理解,进而为实际应用奠定基础。红外线属于一种电磁射线,他的特性就等同于无线电或X射线。1672年,牛顿使用了可以分光切带有棱角的镜子吧太阳光分解成为7种颜色的单色。1800年,,偶尔发现在光带红光外的一个温度计比其他光的颜色的温度都要高,这个高温区总是卫浴光带的最边缘处红光外边。经过反复实验,于是他宣布:因为总是位于红光的外侧,所以叫红外线,又称红外光辐射。这种红外线具有热效应:生物体中的偶极子和自由电荷在电磁场的作用下,就按照电磁场的方向排列的趋势,在这个排列的过程中,引发了分子和院子没有规则的运动,就加剧而产生了热。当红外辐射到达一定额度的时候,超过了这个生物体的散热能力,它就会使被照射的物体局部温度升高,这就是红外线的热效应。红外线的最大特点就是普遍存在于大自然之中。红外线色彩是多彩多姿的,红外线的最长波长是最短波长的10倍【4】。红外线在短距离、室内应用中有着非常大的优势。红外通信成本低速度快,而且带宽几乎不受限制。因为因为载波的波长短,能够有效的避免多径衰减,所以红外链路组网简单。
红外技术在科学领域已经得到了充分的认可发展使用到了各行各业,在红外成像、红外传感和红外通信等军用和民用领域发挥重要作用,具有体积小、损耗低、功能强、准确率高、速度快等优点。红外通信技术发展的早期,存在有几种不同的通信标准,不同标准之间的通信设备并不能进行红外通信,为了统一红外通信标准,于1993年,一些厂商成立了红外线数据协会(IrDA,infrared data association)。IrDA是目前红外无线通信的工业标准,你可以使用它与打印机、传真机、modem、其它计算机进行通信[1]。
红外技术最先是被使用于红外探测器,它是红外技术的先导。1800年,F·W·赫歇尔发现红外辐射时使用的是水银温度计,这是最原始的热敏型红外探测器。
1830年以后,相继研制出温差电偶的热敏探测器、测辐射热计等。在1940年以前,研制成的红外探测器主要是热敏型探测器[2]。19世纪,科学家们用热敏型红外探测器,认识了红外辐射的特性及其规律,证明了红外线与可见光具有相同的物理性质,遵守相同的规律。它们都是电磁波之一,具有波动性,其传播速度都是光速、波长是它们的特征参数并可以测量。20世纪初,测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱,证明了红外技术在物质分析中的价值[3]。30年代,首次出现红外光谱带,以后,它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。 40年代初,光电型红外探测器问世,以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器,其性能优良、结构牢靠。50年代,半导体物理学的迅速发展,使光电型红外探测器得到新的推动。到60年初期,对于1~3、3~5和8~13微米三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。在同一时期内,固体物理、光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面的发展,使红外技术在军、民两用方面都得到了广泛的应用。
在红外技术的发展中,60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展,很多重要的激光器件都在红外波段,其相干性便于移用电子技术中的外差接收技术,使雷达和通信都可以在红外波段实现,并可获得更高的分辨率和更大的信息容量[4]。在此之前,红外技术仅仅能探测非相干红外辐射,外差接收技术用于红外探测,使探测性能比功率探测高好几个数量级。另外,由于这类应用的需要,促使出现新的探测器件和新的辐射传输方式,推动红外技术向更先进的方向发展。
红外线光发射