文档介绍：电工电子实验教学中心
电子系统课程设计
设计报告
设计题目: Li-Fi耳机
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任课教师:
年月日
目录
1 设计任务要求 1
1
设计任务 1
1
2 设计方案及论证 2
方案分析 3
具体电路设计 4
6
3 制作及调试过程 7
制作与调试流程 7
遇到的问题与解决方法 8
4 系统测试 8
测试方案 8
测试数据 10
数据分析和结论 11
5 系统使用说明 11
系统外观及接口说明 11
系统操作使用说明 12
6成本与效益评估 13
7 总结 13
本人所做工作 13
收获与体会 13
对本课程的意见与建议 13
8 参考文献 14
1 设计任务要求
LiFi(LightFidelity)是一种利用可见光进行数据传输的全新无线通信技术,于2011年由英国爱丁堡大学的Harald Haas教授发明。该技术利用电信号控制发光二极管(LED)发出的肉眼看不到的高速闪烁信号来传输信息,具有传输速度快、保密性好、安全无辐射等优点,可以在正常照明的同时提供数据、音频、视频等无线通信服务。
设计任务
使用LED台灯和光电二极管设计并制作一套Li-Fi耳机系统。系统由发射机和接收机两部分组成。发射机中的发射板通过音频线与音频播放装置(如MP3播放器、手机或计算机等)连接,对输入的音频信号进行处理后驱动经过改造[说明2]的LED台灯发光,在提供照明的同时利用台灯发出的光线传送信息。接收机中的光电二极管接收到的来自发射机的光信号并将其转换为电信号,经过接收板处理后将其还原为原始的音频信号,驱动耳机发声输出。
基本部分:
(1)发射机具有白光照明功能,LED台灯的驱动电流[说明4]不小于100mA,输出照明光线无肉眼可见闪烁(10分)
(2)接收机应能够通过阻抗为8~32Ω的立体声耳机(左右两只耳机应均有输出)播放发射机发送的音频信息,输出声音质量等级[说明5]不低于VI级。(25分)
(3)发射机与接收机的最大通信距离[说明6]不小于15cm。(15分)
(4)接收机耳机输出应同时包含发射机输入的左、右两个声道的音频信息,左、右声道分别输出(立体声)或合成输出(L+R)均可,两声道声音大小保持原有比例。(10分)
(5)系统供电方式及供电电压不限,但发射机和接收机的电源必须完全独立,相互隔离。
(6)测试时允许采用适当的遮光措施以避免外界光线对通信的干扰。
提高部分:
(1)提高照明亮度,LED台灯的驱动电流不小于200mA。(10分)
(2)提高系统的声音通信质量[说明5](40分)
a) 接收机耳机输出音频信号声音质量等级为I级。(40分)
b) 接收机耳机输出音频信号声音质量等级为II级。(25分)
c) 接收机耳机输出音频信号声音质量等级为III级。(20分)
d) 接收机耳机输出音频信号声音质量等级为IV级。(10分)
e) 接收机耳机输出音频信号声音质量等级为V级。(5分)
(3)提高发射机与接收机的最大通信距离[说明6]。(通信距离15cm以上每增加2cm给1分,不设上限)
(4)接收机具有输出音量调节功能(20分)
a) 模拟音量调节:使用电位器旋钮调节音量。(5分)
b) 数字音量调节:使用“+”、“-”按键调节音量,每次按键音量增加或减小1级,总共不少于8级。(12分)
c) 数字音量调节及显示:使用“+”、“-”按键调节音量,每次按键音量增加或减小1级,总共不少于8级,当前音量等级通过数码管或液晶显示器显示。(20分)
(5)接收机具有接收指示功能,即当接收机接收到来自发射机发出的光信号并成功建立通信时点亮一个指示灯,未接收到发射机的信号时指示灯熄灭。(15分)
(6)接收机具有输出静噪功能,即仅当其接收到发射机发出的信号时输出音频信号,未接收到发射机发出的信号时输出静音,不会发出噪声。(15分)
(7)系统具有抗干扰能力,在周围环境存在日光(非直射)或手电筒、室内灯光(50Hz频闪)照射情况下仍能正常通信,接收机输出音质不受影响。(20分)
(8)发射机完全采用USB电源(含移动电源)(DC +5V输出,使用标准USB接口)或LED台灯内部原有电池(DC+4V)供电(保持LED台灯原有充电功能)。(15分)
(9)接收机完全采用干电池(单电源,供电电压最高不超过6V)或移动电源(DC +5V输出)供电。(15分)
(10)其他有实际意义的