radioschema.ru

Наушники с инфракрасным каналом

Наушники с инфракрасным каналом.

Используя приведенные ниже схемы ИК передатчика и ИК приемника можно собрать приставку, предназначенную для прослушивания звукового сопровождения телевизора, магнитофона или радиоприемника на наушники. Устройство можно использовать с любым источником сигнала.

Схема ИК приемника в двух вариантах.

Приемник питается от двух батареек по 1.5V типоразмера АА или ААА, еще можно использовать литиевую батарейку напряжением 3V.
Перед фотоприемником желательно поставить темно красное стекло, для защиты от внешних помех (прямых лучей солнца, ламп освещения и т.д.), стекло можно взять из старого пульта ДУ.
Инфракрасный сигнал, принятый фотодиодом HL1 поступает на вход усилителя, собранного на микросхеме DA1, микросхема разработана для работы в аппаратуре при низковольтном питании.

Готовый приёмник на MC34119 и Схема передатчика показаны на рисунках:

Передатчик представляет собой простейший усилитель на двух транзисторах, нагруженный на цепочку из включенных последовательно инфракрасных светодиодов. Режим транзисторов задается с помощью отрицательной обратной связи резисторами R3-R4. Резистор R5 ограничивает максимальный ток, проходящий через светодиоды.
Питается передатчик от блока питания через стабилизатор 12V, КРЕН12А или аналог. Если подать напряжение меньше 12 вольт, то в приемнике будет слышен слабый фон! В отсутствие входного сигнала передатчик потребляет ток около 50 мА.

Передатчик:

Настройка передатчика:
Подключаем источник сигнала и питание, и резистором R1 добиваемся максимального неискаженного сигнала в приемнике. Число светодиодов зависит от напряжения питания и максимального расстояния, на котором должен приниматься сигнал передатчика, чем больше напряжение питания и количество светодиодов — тем дальше можно будет отходить от передатчика без существенного уменьшения громкости в наушниках. Еще можно немного уменьшить сопротивление резистора R5, но его сопротивление не должно быть меньше 10 Ом. Осторожно, иначе можно сжечь светодиоды!

Рисунок печатной платы >> берем здесь

Еще несколько схем устройств звукового сопровождения по ИК-каналу, работающих в инфракрасном (ИК) диапазоне, где реализуется используемая в простых устройствах амплитудная модуляция ИК-излучения.

На рисунках показаны, передатчик и приемник.

Передатчик представляет собой преобразователь напряжение-ток на ОУ с дополнительным выходным каскадом на транзисторе VT1. За счет глубокой ООО по постоянному току через резистор R5 на выходе усилителя автоматически устанавливается напряжение, равное напряжению на неинвертирующем входе усилителя. Это напряжение определяет начальный ток через светодиоды BL1—ВL4, который задается резистором R3.
При отсутствии входного сигнала звукового сопровождения через излучающие диоды протекает ток покоя 45…50 мА. При передаче звукового сигнала ток через диоды будет меняться и, следовательно, будет меняться излучаемая светодиодами мощность. Таким образом, получаем амплитудно-модулированное излучение в ИК-диапазоне.
Питается передатчик от блока питания, обеспечивающего постоянное напряжение 15V и максимальный ток до 150мА.
Вход передатчика подключен к линейному выходу (это может быть выход стерео-телефонов, выход «AUDIO», вынесенный на разъем телевизора или низкочастотный выход, находящийся в гнезде «SCART»). Глубину модуляции устанавливают резистором R1.
Все детали устройства, кроме переключателя SA1, устанав­ливают на печатной плате (рис. 12.7, а, б). Транзистор VT1 устанавли­вают на небольшом теплоотводе. Светодиоды располагаются таким образом, чтобы обеспечить максимальный сегмент излучения. Смонтированную плату размеща­ют в пластмассовом корпусе небольшого размера. Излучающие диоды закрывают крышкой из красного оргстекла.

В передатчике можно применить ОУ КР140УД708, К140УД6, К140УД7. Транзистор VT1 — КТ815, КТ817 с индексами Б-Г, излучающие диоды АЛ107А, Б. Подстроечный резистор СПЗ-19а.
Налаживание начинают с проверки режима усилителя по постоянному току. На эмиттере транзистора VT1 должно быть напряжение +2,9V. Ток покоя через светоизлучаюндие диоды выставляют подбором резистора R5. Резистором R1 устанавли­вают такую глубину модуляции, чтобы при максимальном входном сигнале звукового сопровождения искажения отсутствовали.

Схема приемника ИК-излучения звукового сопровождения показана на рис. 12.6, б. Фотоприемником служит светоизлучающий диод того же типа, что и в передатчике. Сигнал, принятый фотоприемником, усиливается с помощью усилителя на ОУ DA1, включенного по неинвертирующей схеме.

Рис. 12.7. Печатная плата и размещение элементов устройства звукового сопровождения по ИК-каналу соответственно: а, б — передатчика; в, 2 —- приемника

Работу от однополярного источника обеспечивает делитель напряжения R2, R3. Коэффициент усиления по переменному току примерно равен отношению сопротивлений резистора R6 к сумме сопротивлений R4 и R5. Резистором R5 осуществляется регулировка громкости звукового сопровождения. К выходу усилителя можно подключить головные телефоны с сопротивлением постоянному току не менее 100 Ом.
Основная часть деталей приемника размещена на печатной плате (рис. 12.7, в, г). Приемник не требует налаживания, нужно лишь убедиться в правильности монтажа и проконтролировать напряжение на выходе ОУ, которое должно быть равно половине напряжения питания.
В приемнике применен переменный резистор с выключателем СПЗ-4в. Гнездо XS1 типа MONO JACK 3,5. Если будут применены стереотелефоны, разъем должен быть соответствующего типа, а его выводы включают так, чтобы наушники левого и правого каналов были соединены последовательно. Перед фотоприемником необходимо установить фильтр из оргстекла красного цвета.

При эксплуатации системы сопровождения по ИК-каналу следует учесть, что приемник чувствителен к прямому попаданию света от ламп накаливания на фотоприемник.

Источник: http://nauchebe.net/2010/06/ustrojstvo-zvukovogo-soprovozhdeniya-po-ik-kanalu/

Более подробная информация приведена в журнале “Радиодело” номер 9 за 2005 г., стр. 16.

Беспроводной ИК удлинитель для наушников.

Эта несложная схема позволяет прослушивать в наушниках звуковое сопровождение телевизора, не доставляя беспокойства окружающим. При этом, никаких проводов между телевизором и наушниками не требуется. Их заменяют лучи инфракрасного (ИК) диапазона, обеспечивающие уверенную связь на расстоянии до 6м, даже без использования какой-либо оптики.

Если необходимо, расстояние можно увеличить с помощью линз и рефлекторов.

Рисунок 1, передатчик.

В передатчике использован двухкаскадный транзисторный усилитель (BC547 и BD140), нагруженный парой соединенных последовательно ИК светодиодов. Аудио выход телевизора связан с входом передатчика через звуковой трансформатор, включенный в обратном направлении. Т.е., низкоомная (намотанная более толстым проводом) обмотка подключается к телевизору, а высокоомная – к передатчику. Питать передатчик можно от сетевого адаптера или батареи 9V. Красный светодиод в передатчике служит для индикации наличия питания.

Рисунок 2, приемник. 

Приемник представляет собой трехкаскадный транзисторный усилитель. Первые два каскада, на транзисторах BC549C, усиливают сигнал фототранзистора, а третий, на транзисторе BD139, нагружен на наушники.

С помощью подстроечного резистора в передатчике добиваются максимальной четкости звука. Для того чтобы получить максимальную дальность приема фототранзистор приемника и светодиоды передатчика постарайтесь направить друг на друга.

Для питания приемника можно использовать 9V батарею.

Источник: electronics-lab.com

Статья на английском языке: Infrared cordless Headphone Amplifier

Светотелефон на ИК лучах.

(Поляков В., Радио, 1984, №12, с. 33…36)

ИК диоды неплохо работают и в качестве приемников инфракрасного излучения. В этом случае питание на диод не подают: при засветке p-n перехода на нем возникает ЭДС, зависящая от его освещенности. Такая обратимость ИК диода позволяет существенно упростить оптико-механическую часть аппарата.

Поскольку входное сопротивление усилителя, снимающего сигнал с ИК диода, работающего на прием, должно быть достаточно большим, первый его каскад выполнен на полевом транзисторе VT1. Основное усиление сигнала происходит в усилителе, собранном на биполярных транзисторах VT2-VT4. Его коэффициент усиления Кu10000.

Выходной каскад усилителя, выполненный на транзисторах VT5-VT8, обеспечивает раскачку динамической головки ВА1 на приеме и достаточную амплитуду колебаний тока в ИК диоде в режиме передачи. При переходе на передачу (переключатель S1 на рис. 129 показан в положении «прием») динамическая головка подключается ко входу усилителя и используется в качестве микрофона.

Рис. 129. Принципиальная схема ИК приемопередатчика, работающего на длине волны 0,95 мкм (ИК диод АЛ107Б).

Усиленный в тракте VT2-VT8 сигнал вводится в ИК диод в виде тока звуковой частоты. Его уровень будет зависеть, очевидно, от напряжения на выходе усилителя и сопротивления резистора R8. Излучение ИК диода линейно связано с этим током и будет отслеживать его даже на самых высоких телефонных частотах (ИК диоды обладают достаточно высоким быстродействием).

В качестве линзы, концентрирующей световой поток на ИК диоде в режиме приема и «сжимающей» его расходящееся излучение (~40°) в узкий луч в режиме передачи, используется линза от конденсора фотоувеличителя, имеющая диаметр D=70 мм и фокусное расстояние F=85 мм. Не рекомендуется использовать так называемую просветленную оптику, поскольку она просветлена лишь для спектра 0,4…0,7 мкм, лучше, и почти без потерь, фокусируют ИК излучение зеркала с внешним напылением.  

Конструируя оптическую систему, принимают все меры к минимизации паразитной подсветки ИК диода. Пространство между диодом и линзой нужно наглухо закрыть коническим светонепроницаемым кожухом, а внешнюю подсветку линзы уменьшить надвинутой на нее блендой. Бленду можно изготовить из отрезка пластиковой или металлической тубы, имеющей внутренний диаметр чуть больше D.

Она должна быть, возможно, более длинной, во всяком случае, не менее 2D. Внутреннюю поверхность бленды следует зачернить; лучше, если это покрытие будет матовым.

О деталях:

Динамическая головка ВА1 — типа 0,1ГД-6, или любая другая, имеющая сопротивление звуковой катушки в пределах 6…16 Ом. Транзисторы VT2- VT4 — практически любые структуры n-p-n — КТ315, КТ3102 и др.

Резисторы R2, R3, R5…R11 — типа МЛТ; R1 — С3-14 или КИМ; R4 — подстроечный любого типа.

Наладка:

Включив аппарат на прием, измеряют напряжение Uk на коллекторах транзисторов VT7, VT8, изменением сопротивления резистора R10, здесь нужно получить Uk=+1,5V. Затем проверяют напряжения на истоке транзистора VT1 (+1V) и его стоке (+2V). Этот режим устанавливают, изменяя сопротивление резистора R3. Теперь, направив телефон на освещенный предмет, можно услышать шум, а если свет электрический, то и фон переменного тока. Уличные фонари в вечернее время прослушиваются с расстояния в несколько сотен метров.

Переключив трансивер на передачу измеряют ток в ИК диоде, (чтобы не рвать цепь — по падению напряжения на резисторе R8), он должен быть в пределах 30…40 мА, максимум — 50 мА. Его регулируют подбором резистора R8.

В заключение измеряют ток, потребляемый трансивером в режиме дежурного приема (10 мА) и при появлении сигнала корреспондента (до 30…40 мА при большой его громкости). В режиме передачи потребляемый трансивером ток должен быть 30…40 мА. Если нет перемодуляции, то он не будет зависеть от громкости сказанного в микрофон. Нужный уровень модуляции выставляют подбором резистора R7.

Если расстояние между аппаратами невелико, то при приеме усилитель может перегружаться, что скажется на качестве передачи (в приемнике нет АРУ). В этом случае нужно, так или иначе уменьшить уровень ИК несущей. Можно, например, задиафрагмировать линзу одного из аппаратов кольцом из черной бумаги.

Поскольку ширина диаграммы направленности ИК телефона близка к 1,5°, наводка их друг на друга представляет определенные трудности. Полезно снабдить аппараты хотя бы простыми визирами.

Лучшей наводке будет соответствовать наибольшая громкость принимаемого сигнала.

В дневное время дальность ИК линии связи достигает нескольких сотен метров. Ее ограничивает посторонняя засветка (прежде всего светлый фон за корреспондентом), увеличивающая уровень шума на приеме. В вечернее и ночное время она возрастает до 1,5 км.

Инфракрасный передатчик и приемник для наушников.

Ток потребления этого ИК-передатчика составляет около 60 мА на 9V.

Для покрытия расстояния 1,2 - 2,4м, оптимальный уровень сигнала на аудио входе этого передатчика 100 — 200 мВ.

Схема инфракрасного передатчика и ИК приемника для наушников.

В схеме использованы наушники сопротивлением 600ом. Фотодиоды BPW41N и BP104 (950nm при 25С) имеют фильтры для видимого света и при нормальном освещении на расстоянии от 3 до 4 метров дают искажение звука не более 1 — 2%, что весьма неплохо для такой простой схемы приемника.

Звуковое сопровождение по ИК каналу.

На рис. 1 показана схема передатчика, работающего в ИК диапазоне, который представляет собой двухкаскадный усилитель переменного тока, работающий в режиме класса А. Режим усилителя по постоянному току устанавливается автоматически за счет ООС по постоянному току через цепочку резисторов R3R4. Конденсатор СЗ устраняет ООС по переменному току.

В коллекторную цепь транзистора VT1 включено несколько (8 или 10) излучающих диодов ИК диапазона.
При отсутствии входного сигнала звукового сопровождения через излучающие диоды протекает ток покоя — примерно 40…50 мА. При подаче звукового сигнала ток через диоды будет изменяться, значит, будет меняться и излучаемая ими мощность — излучение окажется промодулированным.

Питается передатчик от стабилизированного блока питания напряжением 10…20V и током до 150 мА. При необходимости для индикации режима включения в устройство вводят светодиод HL1. Вход передатчика подключают к линейному выходу телевизора (выход «AUDIO») или к гнезду типа «SCART», глубину модуляции устанавливают резистором R1. Все детали устройства монтируют на печатной плате, эскиз которой показан на рис. 2, монтаж ведут со стороны фольги, накладывая выводы деталей на соответствующие контактные площадки. Смонтированную плату вставляют в пластмассовый корпус подходящего размера.

В передатчике можно применить следующие детали: транзисторы VT1 – КТЗ15, КТ312, КТ3102 с любыми буквенными индексами, VT2 — КТ815, КТ817 с любыми буквенными индексами, излучающие диоды – АЛ107А, Б. Подстроечный резистор – СПЗ-19а. Налаживание сводится к установке тока покоя через излучающие диоды подбором резистора R5. Резистором R1 устанавливают максимальную глубину модуляции (при самом громком сигнале звукового сопровождения), при которой искажения еще не возникают.

Приемник можно собрать по схеме, показанной на рис. 3, на микросхеме DA1 (Кр174УН23) с подключенным к ее входу фотоприемником (фотодиод ИК диапазона) BL1. Питается приемник от батареи напряжением 3V. Прямое или рассеянное ИК излучение от передатчика попадает на фотодиод, и генерирует звуковое напряжение, которое усиливается микросхемой. К ее выходу (гнездо XS1) подключают головные телефоны с сопротивлением постоянному току не менее 50 Ом. Регулировка громкости осуществляется резистором R1, совмещенным с выключателем питания.
Большинство деталей размещено на печатной плате рис. 4. Монтаж ведут так же, как описано выше. Плату надо разместить в корпусе подходящих размеров, с отверствием для фотодиода.

При отсутствии микросхемы приемник можно собрать на транзисторах по схеме, приведенной на рис. 5. Его основа – трех каскадный УЗЧ, выполненный по схеме с непосредственной связью между каскадами. Благодаря ООС по постоянному току через цепь R1R5R6 режим транзисторов устанавливается автоматически. Громкость регулируется резистором R2 за счет изменения глубины ООС по переменному напряжению звуковых частот. К приемнику можно подключать головные телефоны с суммарным сопротивлением постоянному току не менее 100 Ом.

Налаживание приемника сводится к установке (с помощью подбора резистора R6) напряжения на коллекторе транзистора VT3 около 0,8…1V.
В обоих приемниках гнезда XS1 и схема их подключения рассчитаны на одинарные телефоны. Если же будут применены стереотелефоны, то контакты гнезд надо включить так, чтобы телефоны были соединены последовательно.
При эксплуатации этой системы следует учитывать, что она подвержена оптическим помехам со стороны осветительных приборов, а также самого экрана телевизора. При этом в телефонах может прослушиваться фон переменного тока. Для ослабления этих помех можно попытаться установить ИК фильтр от пультов ДУ и уменьшить емкость входного конденсатора приемников (С2 – на рис. 3 и 5), что обеспечит завал АЧХ приемника на низких частотах. Следует также избегать прямого попадания света от осветительных приборов на фотоприемник.

Схема передатчика и приемника на транзисторах — легко повторяемая, и имеет преимущества — питание приемника всего 1,5V, что позволяет подобрать батарею с меньшими габаритами и весом, а также схема требует минимум настройки. 

Материал из журнала «Радио» № 3, 2002г., стр. 48-49.

electro-tehnyk.narod.ru