一种红外音频传输实验系统设计

王頔++郝子强++张晨洁

摘 要：该文提出了一种红外音频传输实验系统设计方案，即语音信号通过麦克输入，经过放大滤波后，由单片机对信号进行A/D采样，得到的数字信号存储到Flash中，再将信号调制后由串口发送到红外发射管，将信号发送；接收端由红外接收管接收解调后经串口输入存到单片机Flash中，再由单片机进行D/A转换，对转换后的模拟信号进行放大滤波，经扬声器发送出。选用STM32单片机作为处理器，成本低、易实现、适合学生在实验室中学习应用。

关键词：红外传输 放大滤波 STM32单片机

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（c）-0070-02

随着高等学校实验教学的不断改革，突破以往传统模式下的基础实验内容，开设更能调动学生学习兴趣，融合多门课程多种知识点的综合设计性实验题目已经成为了实验教学中的一项重要手段。红外音频传输实验系统涵盖了音频采集、信号处理、单片机原理等多个知识点，目前已受到各高校电子信息类专业的重视，广泛应用于实验教学中，对加深学生的理论知识理解和增强实际动手操作能力的培养具有重要意义和价值。

1 红外音频传输实验系统总体设计

语音信号通过麦克输入，经过同相放大器进行放大，再经带通滤波器对放大后的信号进行滤波，经红外发射管发射，接收端由红外接收管接收，经同相放大器放大，带通滤波器滤波后再由功率放大器放大经扬声器输出。系统原理框图如图1所示。

2 系统硬件设计

2.1 中央控制模块

该文提出的红外音频传输实验系统采用STM32单片机作为中央控制单元。该款单片机资源丰富，内部集成了AD、UART、SPI等常用模块，抗干扰能力强，运行稳定可靠，其主频最高可达72M，运行速度远远高于普通51单片机。使用STM32作为本系统的控制器可大大简化系统复杂度。

2.2 语音信号放大模块

本系统选用NE5532芯片作为语音信号放大模块核心器件。NE5532是高性能低噪声双运算放大器（双运放）集成电路。输入的语音信号需要经过同相放大器进行放大，如图2所示。声音信号由NE5532的3脚（同相输入端）输入，输出经R9和R10反馈回输入端。本系统选择R12=1K，R9=10K，R10为100K滑动变阻器，从而实现增益可变。

2.3 有源带通滤波电路

图3为带通滤波电路，其中R4、C6组成低通网络，C1、R6组成高通网络，两者串联就组成了带通滤波电路。

2.4 红外通信模块

为使发射的功率较大，发射距离较远，选择9个红外发射管作为发射，我们采用的功率较大的三极管TIP41。但该三极管的放大倍数过低，因此需要在前级加一路放大，用LM386的输出对三极管驱动，又由于LM386具有很强的功率放大作用，为了防止三极管饱和，在LM386输入端加滑动变阻器对输入信号进行衰减，这样就能很好地驱动三极管。如图4所示为红外发射电路，图5所示为红外接收电路。

3 结语

该文提出了一种红外音频传输实验系统设计方案。通过实验证明该系统可以较好地完成语音信号的采集、处理、发射、接收、还原。满足电子信息类学生综合设计性实验的要求，且成本低、易实现。

参考文献

[1] 余义雄，肖飞，谭军一.基于调频技术的红外音频传输设计[J].电子制作，2014（5）：64.

[2] 谭健，佟国香，吕芳芳.基于2.4G的无线音频传输系统[J].信息技术，2013（12）：46+48+56.endprint