光纤语音系统传输报告

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1、光纤语音传输系统的研制1、 课程设计的要求（1）发射部分采用信号调制，用音频信号调制光信号；（2）利用光纤传输，接收部分进行解调、滤波和放大； （3）语音信号复原的功放设计；（4）其他可发挥和扩展的功能。2、 方案认证与选择光纤语音传输电路的工作原理：音频信号最初是声波，由发送器的电子麦克风转换为电信号。此电信号由 LM358 组成的音频放大器放大，然后借助光电管将电信号转换为光信号。光信号送入塑料光缆。在光缆的另一端，发射器产生的光信号照射到接收器的光电管上。光电管再将其转换为电信号，此电信号经过LM358 被放大并送入扬声器转换为声波，从而完成光纤语音传输的目的。此次电路设计初拟以下两个设

2、计方案，经过分析选择了二号方案进行制作。原因是方案一电路比较复杂，多用了 1 个 LM385 芯片，LM78L05 芯片增加了工作量和成本，所以不采用这种电路设计方案。光纤语音传输系统由光电发射部分和光电接收部分两部分组成。Proteus 仿真电路图如下：方案一：光电发射器电路光电接收器电路方案二：光电发射器电路光电接收器电路3、光纤语音传输系统设计3.1 系统框图（包括原理分析）光纤语音传输电路的工作原理：音频信号最初是声波，由发送器的电子麦克风转换为电信号。此电信号由红外发射端 led 转换为光信号，光信号送入接收端，在光电接收器的另一端，发射器产生的光信号照射到接收器的红外接收 led

3、端上，此时光电号再将其转换为电信号。此电信号经过 LM358 被放大和滤波，并送入扬声器转换为声波，达到语音信号复原从而完成光纤语音传输的目的。3.2 硬件设计（包括每个硬件电路图模块、每个器件作用，选择依据，参数匹配等）光电发射模块电路：包扩滑动变阻器 RV1、RV2 ，电阻 R3、R2 ，电容 C5、C9，三极管NPN，红外发光二极管。仪器作用：RV1 滑动变阻器：调制声音大小；RV2 滑动变阻器：调节静态工作点，保证电路不失真；C5：隔直流；C9：滤波；R3，三极管 NPN 和红外发光二极管构成驱动红外发光二极管电流大小的电路，R3 电阻大小控制红外发光二极管电流大小，R3 越小，驱动电

4、流越大。MIC声音传入声电转换光发射器电光转换声音输出电声转换光接收器光电转换光电发射模块电路图：光电发射模块电路：包括喇叭，LM385，LM386 ，红外发光二极管，滑动变阻器 RV1，电阻 R4、R5、R6、R7 、R8 ，电容 C10、C11 、C12、 C13、C14 、C15 、C16、 C17、C18。C12 、C14 、C18 、C17 ：起到滤波的作用；C10 、C13 、C15：起到隔直流的作用；C11、R15：阻容吸收，保护电路；红外发光二极管：接收发射端的光；LM386：三级放大；LM358 、R4、R5、：LM385 做比较放大器，电压反相放大 3 倍；滑动变阻器 RV

5、1：调节喇叭音量大小。光电接收模块电路图：光纤语音传输系统电路总电路图：3.3 系统调试（包括现象描述、问题及解决的方法）1.首先检查元件，特别要确认电阻的标识正确；检查电容，注意正负级不要接反，避免发生电容爆炸。光电发射器和接收器的外观非常相似，检测器安装到接收板上，还要注意黑色外壳长引角的是正端；发射器安装到发送板上，白色外壳长引角是正端。2.接着，注意焊接顺序。因两个板子的元件混装在一起，制作时要对照原理图识别元件，然后装到板上。通常首先安装高度最低的元件（如电阻） ，芯片，最后是电容和红外二极管，这样的顺序方便焊接。电子话筒必须将引脚与连接负极的金属外壳相连（即电路的地或 0 电平）

6、。发送电路板 MIC 上标有-标记。为了得到最佳发送效果，要保证红外二极管的端面垂直，可以用不同的平面角度来试验。你将发现 LED 给出的信号相当强，以至于最坏的切割方式，也能在所提供的接收端上得到好的接收效果。3.最后声音调试。设备组装好后将 5V 电源接到发射端上和 LM386 的 6 脚上，-5V 电源线接到 LM358 的 4 脚，并接好地线。此时在 LED 的塑料外壳上能见到红色光线。如果看不到，可能是光电发送器和接收器弄混了。扬声器将发出噪声。调小音量，分别调动另外两个滑阻使电路的声音直至不失真后再放大声音。 遇到的问题：1.通用板的焊盘很松，只要焊过一次检查电路发现错误，再焊时就

7、容易漏焊，导致第一次出现声音断断续续，说明有虚焊的地方。花了很大的时间用万用表检查，才发现是焊盘的原因导致，地线连接中断了。2没有声音，焊接质量差是电路不工作的最常见的原因。首先在明亮的光线下仔细检查所有焊点，其次查看所有元件是否在 PCB 板的正确位置。最后，用万用表检查各器件的电压。再检查是否正确地处理了电线的布局，并且正确地插入了发送器的 LED 和接收器的LED。3 .噪音大，布局不够好，导致导线比较多，影响了最后的声音音效，因此只好重焊一块电路板。拆卸一半的电路图：3.4 系统实物图及运行结果分析系统实物图如下：运行结果分析：设备组装好后将 5V 电源线接到发射端上和 LM386 的

8、 6 脚上，-5V 电源线接到 LM358 的 4 脚，并接好地线。此时在白色 LED 的塑料外壳上能见到红色光线。如果看不到，可能是光电发送器和接收器弄混了。正常情况下，扬声器将发出噪声。首先调小音量，然后分别调试另外两个滑阻使电路的声音，直至不失真后再放大声音。经过，多次调试后，声音杂音已经较小，音乐失真程度也较小，说明滤波电路做得还可以，音量也基本达到效果，说明放大电路基本没问题。 4.课程设计总结与体会这是一次综合性的光电课程设计，通过本次光电设计，使我对光电知识的实际应用有了更深刻的理解和体会。不仅提高了我的动手能力，更了解了光电知识应用的广泛性和前景。本设计中在发射端和接收端中采用

9、声音和电流的转换，传输过程中采用光纤技术传播，光电检测技术完美的运用于整个设计之中，将光信号传输的益处表现的淋漓尽致，同时让我更熟悉了模拟电路中电流的走向及放大增益等等过程，及时复习了下模电的基本知识，让我把各个课程的所学结合在了一起，对大学知识的一次综合运用。设计电路前，要先明确设计要求，功能及模块的设计，查阅相关的资料和确定器件。布局、焊接电路要耐心和细心，这样能为后面的工作减少很多工作量。这次设计让我认识到自身动手能力的缺陷和不足，但同时也培养了我的动手能力和领悟能力，对今后的学习起到极大的促进作用。今 天 ， 人 们 使 用 光 纤 系 统 承 载 数 字 电 视 、 语 音 和 数

10、字 是 很 普 通 的 一 件 事 ， 在 商 用 与工 业 领 域 ， 光 纤 已 成 为 地 面 传 输 标 准 。 在 军 事 和 防 御 领 域 ， 快 速 传 递 大 量 信 息 是 大 范 围更 新 换 代 光 纤 计 划 的 原 动 力 。 尽 管 光 纤 仍 在 初 期 发 展 阶 段 ， 但 总 有 一 天 光 控 飞 行 控 制 系统 会 用 重 量 轻 、 直 径 小 又 使 用 安 全 的 光 缆 取 代 线 控 飞 行 系 统 。 光 导 纤 维 与 卫 星 和 其他 广 播 媒 体 一 起 ， 代 表 着 在 航 空 电 子 学 、 机 器 人 学 、 武 器 系

11、统 、 传 感 器 、 交 通 运 输 及 其他 高 性 能 环 境 使 用 条 件 下 的 商 用 通 信 和 专 业 应 用 的 新 的 世 界 潮 流 。5、参考文献1）肖景和编著，集成运算放大器应用精粹 北京：人民邮电出版社，2006.112) 陈振官等编著，光电子电路制作实例 北京：国防工业出版社 2006.4.3) 黄继昌等编著，检测专用集成电路及应用 北京：人民邮电出版社，2006.10.4）乔 桂 红 等 编 著 ， 光 纤 通 信 ， 人 民 邮 电 出 版 社5）李履信. 光纤通信系统.机械工业出版社，2003.76）刘增基，周洋溢.光纤通信.西安电子科技大学出版社7）王磊，裴丽. 光纤通信的发展和未来.中国科技信息 2006.48）杨浚明. 光纤通信设计.天津科学技术出版社，19959）赵梓林. 光纤通信工程.人民邮电出版社，198710）汪杰军. 光纤通信系统中光发射机的设计，现代电子技术，2008