无线文件传输系统.docx

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无线文件传输系统
方案
本系统主要由放射端模块、接收端模块、中继站模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
通信方式的论证与选择
量化级数的增多和级差的缩小而减小。量化级数增多即样值个数增多，就要求更长的二进制编码。因此，量化噪声随二进制编码的位数增多而减小，即随数字编码信号的速率提高而减小。自然界中的声音分外繁杂，波形极其繁杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即PCM编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
温度数字信号的传输
每隔确定时间间隔，给红外放射管一个高脉冲，为了提高传输距离，采用占空比压缩的方式来传输。红外放射管的平均功率很低，但是瞬时功率可以达成很高，利用高脉冲压缩时间，可以传输大功率信号。
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接收端模块
接收端模块包括调制信号的检测，调制信号的预放大，调制信号的解调。
调制信号的检测
通过四个红外二极管并联组成检测器，同时使红外二极管保持在反相偏置连接，在黑暗的环境下只有很小的漏电电流产生。放射机的红外脉冲使二极管的漏电流增加，在它们的阴极产生负脉冲。
调制信号的预放大
使用晶体管作为低噪声放大器和缓冲器，通过负反应，使电压增益比保持在较低的值（约为24dB），对灵敏度产生很大的提升。然后经过共射极晶体管进一步放大调制信号。
调制信号的解调
通过锁相环IC CD4046对信号解调。CD4046 是通用的CMOS锁相环集成电路。CD4046锁相的意义是相位同步的自动操纵，功能是完成两个电信号相位同步的自动操纵闭环系统叫做锁相环，简称PLL。广泛应用于播送通信、频率合成、自动操纵实时钟同步等技术领域。锁相环主要有相位对比器、压控振荡器、低通滤波器三片面组成。如图1所示。
图1 信号解调
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中继站模块
调制信号的检测
与接收模块的信号检测一致，用红外接收二极管对红外信号举行检测。
调制信号的调理
将红外接收二极管接收到的信号经过放大和滤波后输出，再由相应的红外放射管放射，并使传递方向发生90°翻转，再传递两米到红外接收端。
3 电路与程序设计
电路的设计
系统总体框图（如图2所示）
图2 系统框图
发送端子系统框图与电路原理图
（1）前置放大器子系统电路。前端放大器用于给输入的信号起到一个放大作用，可通过电位器实现连续可调，能更好地操纵输入信号。参与了调零电路，以免给后级带来直流偏置。（2）红外放射管电路。用三极管的开关状态来驱动红外二极管的工作。利用调制芯片，将输入的音频信号转化为调频信号，示波器显示为疏密变化的方波。
接收端子系统框图与电路原理图
（1）高倍放大器子系统电路（如图3所示）。该电路用于放大红外接收端收到的很弱的信号，该信号也可由多级三极管构成高倍放大。其中NE5532是高性能低噪声双运算放大器集成电路。与好多标准运放好像，但它具有更好的噪声性能，优良的输出驱动才能及相当高的小信号带宽，电源电压范围大等特点。因此很适合应用在高品质和专业音响设备、一起、操纵电路及电话通道放大器。
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图 3 高倍放大器
（2）红外接收模块。被分为放大、解调、功放三个片面组成，放大即放大接收到的小信号，（注：可采用上述集成运算放大器，也可采用三极管组成的多级放大器）。解调片面对前级放大的信号举行解调，功放片面实现功率的放大，用于带耳机或者音响等设备。
电源
电源由变压片面、滤波片面、稳压片面组成。为整个系统供给±5V或者±12V电压，确保电路的正常稳定工作。由LM317、LM337构成的可调电压电源。
程序的设计
程序功能描述与设计思路
（1）程序功能描述。DS18B20温度传感器，采集温度信息，将信息传递给单片机，单片机将该信号处理为8位信号，传递给FPGA，FPGA对信号举行编码，将信息通过红外放射出去，另一端的红外接收，并将信息传递给FPGA举行解码。显示片面通过128*64液晶屏幕显示温度信息。
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