IR 빔이 있는 가벼운 전화기. 계획, 설명

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적외선의 경우 공기 환경은 일종의 필터이며 그 투명도는 그림 1에 표시된 스펙트로그램에서 판단할 수 있습니다. 0,8. "가까운" IR 방사의 파동(l=1,3...XNUMXμm)의 경우 투명도가 상당히 높게 유지됩니다.

IR 빔이 있는 가벼운 전화기
Pic.1

아주 최근까지 통신을 위한 IR의 사용은 쉽게 변조되는 이미터의 부족으로 인해 방해를 받았습니다. IR 다이오드의 등장으로 이러한 장애물이 사라졌습니다.

무화과에. 도 2는 0,95㎛의 파장에서 동작하는 트랜시버(Imax IR 다이오드 AL107B)의 개략도를 나타낸다.

그림 2(확대하려면 클릭)

결과적으로 IR 다이오드는 적외선 방사 수신기로 잘 작동합니다. 이 경우 다이오드에 전원이 공급되지 않습니다. pn 접합이 켜지면 조명에 따라 EMF가 발생합니다. IR 다이오드의 이러한 가역성은 장치의 광학-기계 부분을 상당히 단순화하는 것을 가능하게 합니다.

수신을 위해 작동하는 IR 다이오드에서 신호를 픽업하는 증폭기의 입력 임피던스가 충분히 커야하므로 첫 번째 단계는 전계 효과 트랜지스터 VT1에서 이루어집니다. 신호의 주요 증폭은 바이폴라 트랜지스터 VT2-VT4에 조립된 증폭기에서 발생합니다. 이득은 Ku@10000입니다.

트랜지스터 VT5-VT8에서 만들어진 증폭기의 출력단은 수신시 동적 헤드 BA1의 축적과 전송 모드에서 IR 다이오드의 전류 변동의 충분한 진폭을 제공합니다. 전송으로 전환할 때(그림 1의 스위치 S129이 "수신" 위치에 있음) 동적 헤드가 증폭기 입력에 연결되고 마이크로 사용됩니다. VT2-VT8 경로에서 증폭된 신호는 오디오 주파수 전류의 형태로 IR 다이오드에 유입됩니다. 그 레벨은 분명히 증폭기 출력의 전압과 저항 R8의 저항에 따라 달라집니다. IR 다이오드의 방사는 이 전류와 선형적으로 관련되어 있으며 가장 높은 전화 주파수에서도 추적합니다(IR 다이오드는 매우 빠름).

IR 트랜시버의 매우 중요한 노드는 광학 시스템입니다. 수신 모드에서 IR 다이오드에 광속을 집중시키고 송신 모드에서 좁은 빔으로 발산하는 복사선(~40°)을 "압축"하는 렌즈로 직경 D를 갖는 확대 집광기의 렌즈가 사용됩니다. =70mm 및 초점 거리 F=85mm. 다른 렌즈를 사용해도 D/F@1 비율을 유지하는 것이 좋습니다. 여기서 소위 코팅 광학을 사용하는 것은 권장되지 않습니다. 0,4 ~ 0,7 μm의 스펙트럼에 대해서만 계몽됩니다((외부 코팅이 있는 미러의 IR 방사가 거의 손실 없이 초점이 맞춰짐).

광학 시스템을 설계할 때 IR 다이오드의 기생 조명을 최소화하기 위해 모든 노력을 기울입니다. 다이오드와 렌즈 사이의 공간은 원추형 불투명 케이싱으로 단단히 닫아야 하며 그 위에 후드를 당겨 렌즈의 외부 조도를 줄여야 합니다. 후드는 내경이 D보다 약간 큰 플라스틱 또는 금속 튜브 조각으로 만들 수 있습니다.

가능한 한 길어야 하며 적어도 2D 이상이어야 합니다. 후드의 내부 표면은 검게 칠해야 합니다. 이 코팅이 무광이면 더 좋습니다.

IR 트랜시버의 기타 세부 정보. 다이나믹 헤드 VA1 - 0,1GD-6 유형이지만 6 ... 16 옴 범위의 음성 코일 저항을 갖는 다른 것을 사용할 수 있습니다. 트랜지스터 VT2-VT4 - 거의 모든 npn 구조 - KT315, KT3102 등 저항 R2, R3, R5 ... R11 - MLT 유형; R1 - C3-14 또는 KIM; R4 - 모든 유형의 트리머 또는 조정기. IR 전화기의 전원 공급 장치는 100mA를 공급할 수 있어야 합니다.

장치를 설정하려면 avometer가 필요합니다. 수신을 위해 장치를 켜고 트랜지스터 VT7, VT8의 수집기에서 전압 Uk를 측정합니다. 여기서 필요한 Uk = +1,5V는 저항 R10의 저항을 변경하여 얻습니다. 그런 다음 트랜지스터 VT1 소스(+1V)와 드레인(+2V)의 전압을 확인합니다. 이 모드는 저항 R3의 저항을 변경하여 설정됩니다. 이제 조명이 켜진 물체를 전화기로 가리키면 소음이 들리고 빛이 전기적이면 교류의 배경이 들립니다. 따라서 저녁의 가로등 소리는 수백 미터 떨어진 곳에서도 들립니다.

트랜시버를 전송으로 전환하고 IR 다이오드의 전류를 측정하십시오 (저항 R8 양단의 전압 강하로 회로를 차단하지 않기 위해). 30 ... 40 mA, 최대 - 50 mA 이내여야 합니다. 저항 R8의 선택에 의해 조절됩니다.

결론적으로 대기 모드 (10mA)와 해당 신호가 나타날 때 (높은 볼륨에서 최대 30 ... 40mA) 송수신기가 소비하는 전류를 측정합니다. 전송 모드에서 트랜시버가 소비하는 전류는 30...40mA여야 합니다. 과변조가 없으면 마이크에 대고 말하는 볼륨에 의존하지 않습니다. 저항 R7을 선택하여 원하는 변조 레벨을 설정합니다.

추가 실험을 위해서는 두 번째 IR 전화기가 필요합니다. 장치 사이의 거리가 작으면 수신 중에 증폭기가 과부하되어 전송 품질에 영향을 미칠 수 있습니다(수신기에 AGC가 없음). 이 경우 IR 캐리어의 수준을 어떻게든 줄여야 합니다. 예를 들어 검은 종이 고리로 장치 중 하나의 렌즈를 멈출 수 있습니다.

IR 전화기의 방사 패턴 폭이 1,5°에 가깝기 때문에 서로를 겨냥하는 데 어려움이 있습니다. 장치에 최소한 간단한 광경을 갖추는 것이 유용합니다.

최상의 픽업은 수신된 신호의 가장 높은 볼륨에 해당합니다.

낮에는 IR 통신선의 범위가 수백 미터에 이릅니다. 리셉션에서 소음 수준을 증가시키는 외부 조명(주로 특파원 뒤의 밝은 배경)에 의해 제한됩니다. 저녁과 밤에는 1,5km까지 증가합니다.

저자: Polyakov V.

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