CN114095089A - 简易无线激光声音通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光通信的技术领域，尤其涉及一种简易无线激光声音通信系统。这种简易无线激光声音通信系统包括送信机和接收机，送信机和接收机通过光信号连接。整个系统的结构非常简单。在发送机端，由于声音信号的AD变换、PWM信号的生产和PWM信号与数百KHz频率的矩形波的逻辑积都是采用单片机来完成的，所以不需要设计复杂的电路进行这些信号处理。在接收机端，由于使用了平常普通的收音机再现原来的声音信号，使得接收机也非常简单。另外，送信机和接收机都使用普通的干电池作为电源。因此，整个系统的成本很低。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光通信系统，尤其涉及一种简易无线激光声音通信系统。
背景技术
激光通信是一种新型的可见光通信技术，它具有容量大、安全性高、无需法律许可、系统搭建容易等优势，特别是在当发生地震等自然灾害，手机、电视等通信手段不能使用时，信息传递成为困难，无线激光声音通信可以快速实现通信恢复，但是无线激光声音通信一般基于PWM调制解调电路进行，电路设计较为复杂，成本高。
发明内容
本发明旨在解决上述缺陷，提供一种简易无线激光声音通信系统。
为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种简易无线激光声音通信系统包括送信机和接收机，送信机和接收机通过光信号连接。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述送信机包括ATTiny26单片机，ATTiny26单片机的15端连接电容C1的一端、电阻R2的一端、电阻R1的一端、可变电阻VR4的3端、电源、以及ATTiny26单片机的5端，ATTiny26单片机的16端连接电容C1的另一端、ATTiny26单片机的6端，所述电阻R2的另一端连接电容C5的一端、三极管Q1的集电极，C5的另一端连接至ATTiny26单片机的9端，所述电阻R1的另一端连接电容C4的一端、三极管Q1的基极，三极管D1的发射极接地，所述电容C4的另一端连接可变电阻VR4的2端以及sound输入，ATTiny26单片机的7端和8端之间连接晶振XTAL ，7端还连接电容C2的一端，8端还连接电容C3的一端，电容C2的另一端和电容C3的另一端连接、并接地；ATTiny26单片机的2端连接AD826AN放大器的3端，所述AD826AN放大器的1、2端连接可变电阻VR3的1端和2端，可变电阻VR3的3端连接激光二极管LD的阳极，激光二极管LD的阴极接地，AD826AN放大器的4端和5端之间连接电容C6，AD826AN放大器的5端连接电源。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述激光二极管LD的型号为DL-3038-011。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述可变电阻VR3的3端连接LED。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述接收机包括三极管Q2，三极管Q2的基极连接光电二极管D1的阳极，光电二极管的阴极连接电源、三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接一个线圈，在线圈中间放置一个AM收音机。
本发明的有益效果是：这种简易无线激光声音通信系统的结构非常简单。在发送机端，由于声音信号的AD变换、PWM信号的生产和PWM信号与数百KHz频率的矩形波的逻辑积都是采用单片机来完成的，所以不需要设计复杂的电路进行这些信号处理。在接收机端，由于使用了平常普通的收音机再现原来的声音信号，使得接收机也非常简单。另外，送信机和接收机都使用普通的干电池作为电源。因此，整个系统的成本很低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明送信机的结构示意图；
图2是接收机的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2所示，包括送信机和接收机，送信机和接收机通过光信号连接。
其中，送信机包括ATTiny26单片机，ATTiny26单片机的15端连接电容C1的一端、电阻R2的一端、电阻R1的一端、可变电阻VR4的3端、电源、以及ATTiny26单片机的5端，ATTiny26单片机的16端连接电容C1的另一端、ATTiny26单片机的6端，所述电阻R2的另一端连接电容C5的一端、三极管Q1的集电极，C5的另一端连接至ATTiny26单片机的9端，所述电阻R1的另一端连接电容C4的一端、三极管Q1的基极，三极管D1的发射极接地，所述电容C4的另一端连接可变电阻VR4的2端以及sound输入，ATTiny26单片机的7端和8端之间连接晶振XTAL ，7端还连接电容C2的一端，8端还连接电容C3的一端，电容C2的另一端和电容C3的另一端连接、并接地；ATTiny26单片机的2端连接AD826AN放大器的3端，所述AD826AN放大器的1、2端连接可变电阻VR3的1端和2端，可变电阻VR3的3端连接激光二极管LD的阳极，激光二极管LD的阴极接地，AD826AN放大器的4端和5端之间连接电容C6，AD826AN放大器的5端连接电源。
其中，激光二极管LD的型号为DL-3038-011。
其中，接收机包括三极管Q2，三极管Q2的基极连接光电二极管D1的阳极，光电二极管的阴极连接电源、三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接一个线圈，在线圈中间放置一个AM收音机。
送信机电路元件说明：
1）声音信号通过电容C4进入NPN三极管的基极，电容C4隔断通过R1部分的直流电流，防止损坏声音信号的输入设备，因为声音信号是交流信号，所以可以通过C4电容。
2）R1基极偏置电阻，与VR4一起调节基极电流的大小。
3）R2是集电极负载电阻，将放大的声音信号电流转化成电压输出，并通过ATTiny26单片机的管脚9进入单片机，在单片机中完成AD变换等处理后，由管脚2输出，经AD826AN放大，然后通过LD的激光向空间输出。VR3的主要用途是用来调节通过激光二极管LD的电流大小，防止LD烧坏。
4）C1为滤波电容，滤除电源的杂波和交流成分。
5）AD826AN主要是将从ATTiny26单片机出来的信号放大。
6）电容C5过滤掉放大后信号的直流成分。
7）C6为滤波电容，滤除电源的杂波和交流成分,压平滑脉动直流电,储存电能。
8）C2、C3和XTAL组成单片机的时钟电路。
接收机电路元件说明：
1）接收机的D1是光电二极管，将接收到的光信号转换成电信号，并通过Q2三极管放大，然后通过线圈将放大后的信号的交流成分以电磁波的形式送到AM收音机里，通过收音机将原来的声音信号再现出来。
2）接收机的电阻R3的功能是产生交流负反馈，使通过线圈的交流信号平稳。
声音信号传入送信机，送信机中的单片机将声音信号进行AD转换，并生成PWM信号。PWM信号与AM收音机广播频率的数百KHz的矩形波进行逻辑积，通过激光二极管随着激光向空中发射出去。
在接收机端，光电二极管作为接收元件，接收来自送信机发出的光信号，并将其转换为电信号。电信号被晶体管放大后加到线圈上，线圈的中间放置有一个普通的AM收音机，电信号的交流成分从线圈中以电磁波的形式被送到AM收音机里。调整AM收音机的广播频率，使其与送信机发送信号时的数百KHz的频率相同，收音机里的扬声器就会将原来的PWM信号以声音的形式再现出来。
实施例一
当使用多个送信机可以采用相同的频率同时送出多个不同的声音信号，各个送信机的激光光源方向不同时，接收机的光电二极管对准哪个送信机的激光光源，就接收该改送信机的声音信号。
实施例二
多个送信机采用不同的频率发送声音信号，多个激光光源都对准同一个接收机的光电二极管时，一个接收机可以调节不同的频率接收多个声音信号。
实施例三
用LED光源代替送信机中的激光二极管LD，也可以发送多个不同频率的声音信号，用本系统的接收机接收并再现出声音信号。
PWM信号的生成、PWM信号与数百KHz频率的矩形波的逻辑积都是采用单片机来完成的，所以送信机不需要设计复杂的电路进行这些信号处理。在接收机端，电信号被晶体管放大后加到线圈上，线圈的中间放置有一个普通的AM收音机，电信号的交流成分从线圈中以电磁波的形式被送到AM收音机里，收音机里的扬声器将原来的声音信号再现出来。
总之，这个系统的特点就是不需设计复杂的电路，结构简单，成本低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种简易无线激光声音通信系统，包括送信机和接收机，其特征在于：所述送信机和接收机通过光信号连接。
2.如权利要求1所述的简易无线激光声音通信系统，其特征在于：所述送信机包括ATTiny26单片机，ATTiny26单片机的15端连接电容C1的一端、电阻R2的一端、电阻R1的一端、可变电阻VR4的3端、电源、以及ATTiny26单片机的5端，ATTiny26单片机的16端连接电容C1的另一端、ATTiny26单片机的6端，所述电阻R2的另一端连接电容C5的一端、三极管Q1的集电极，C5的另一端连接至ATTiny26单片机的9端，所述电阻R1的另一端连接电容C4的一端、三极管Q1的基极，三极管D1的发射极接地，所述电容C4的另一端连接可变电阻VR4的2端以及sound输入，ATTiny26单片机的7端和8端之间连接晶振XTAL ，7端还连接电容C2的一端，8端还连接电容C3的一端，电容C2的另一端和电容C3的另一端连接、并接地；ATTiny26单片机的2端连接AD826AN放大器的3端，所述AD826AN放大器的1、2端连接可变电阻VR3的1端和2端，可变电阻VR3的3端连接激光二极管LD的阳极，激光二极管LD的阴极接地，AD826AN放大器的4端和5端之间连接电容C6，AD826AN放大器的5端连接电源。
3.如权利要求2所述的简易无线激光声音通信系统，其特征在于：所述激光二极管LD的型号为DL-3038-011。
4.如权利要求2所述的简易无线激光声音通信系统，其特征在于：所述可变电阻VR3的3端连接LED。
5.如权利要求1所述的简易无线激光声音通信系统，其特征在于：所述接收机包括三极管Q2，三极管Q2的基极连接光电二极管D1的阳极，光电二极管的阴极连接电源、三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接一个线圈，在线圈中间放置一个AM收音机。
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