下面是小編為大家整理的（電路設(shè)計(jì)）交流轉(zhuǎn)直流電路+紅外無線音頻收發(fā)電路【通用文檔】,供大家參考。

　

　如今基本每個(gè)家用電器都是在直流下工作的，但我們是從發(fā)電站獲得的交流電，因?yàn)榻涣麟娫趥鬏斏媳戎绷麟姼咝В瑴p少了能量損失。所以基本每個(gè)應(yīng)用都有著交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器電路。

　 在交流轉(zhuǎn)直流中有兩種轉(zhuǎn)換器被廣泛使用。

　 一是傳統(tǒng)的變壓器線性轉(zhuǎn)換器，它使用了一個(gè)簡單的二極管橋，電容，穩(wěn)壓器。簡單的二極管橋可以用 DB107 這樣的單個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備構(gòu)成，也可以用 4 個(gè)獨(dú)立的二極管 1N4007 構(gòu)成。另一種轉(zhuǎn)換器則是 SMPS，也就是我們常說的開關(guān)電源，使用高頻的小變壓器和一個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器來提供直流輸出。

　 本項(xiàng)目中，我們將討論傳統(tǒng)變壓器的設(shè)計(jì)，并用簡單的二極管和電容來完成交流到直流的轉(zhuǎn)換，同時(shí)可選穩(wěn)壓器來穩(wěn)定輸出直流電壓。我們會(huì)用輸入電壓為 230V 的變壓器，該轉(zhuǎn)換器的輸出為 12V 1A。

　所需元器件

　1A 13V 的變壓器 4 個(gè) 1N4007 二極管 1 個(gè)額定電壓為 25V 的 1000uF 電解電容 LDO（此處使用的是 LM2940）

　萬用表來測量電壓 電路圖及解釋

　 交流轉(zhuǎn)直流的電路很簡單。此處變壓器用于將 230V 交流電壓降至 13V 交流。

　 4 個(gè)整流二極管用于交流輸入整流。1N4007 的最大重復(fù)反向峰值電壓為 1000V，正向平均整流電流為 1A。這四個(gè)二極管用于轉(zhuǎn)換變壓器傳來的 13V 交流電。二極管用于橋式變換器，這也是交流轉(zhuǎn)直流中最重要的部分。

　 濾波電容 C1 加在橋式變換器后，用于平緩輸出電壓。

　 低壓差線性穩(wěn)壓器 IC1 接在最后，用于控制電壓輸出。

　交流轉(zhuǎn)直流電路的原理 降壓變壓器用于將高交流電壓轉(zhuǎn)換為低交流電壓。此處的變壓器為 1A 13V 的。然而，實(shí)際在有負(fù)載的情況下，實(shí)際輸出會(huì)降至 12.5 到 12.7V 左右。

　 二極管橋則由四個(gè)二極管組成。二極管是可以將交流轉(zhuǎn)直流的半導(dǎo)體元件。

　二極管橋內(nèi)的電流方向如下圖所示。

　其中 D2 和 D4 阻隔交流的反向峰值，讓電流在單一方向上流動(dòng)。這是一個(gè)全橋整流，意味著二極管橋會(huì)整流交流信號(hào)的正負(fù)兩峰值。

　 轉(zhuǎn)換的時(shí)候大電容 C1 會(huì)充電，并平緩輸出電壓。但它輸出的仍不是穩(wěn)定的電壓。所以這里就要用到穩(wěn)壓器，LM2940，也就是圖中的 IC1.

　LDO LM2940 是一個(gè) TO220 封裝的三引腳設(shè)備。LDO 代表的是低壓降。引腳圖如下圖。

　有的穩(wěn)壓器在輸入電壓上有限制，這樣才能有保證的輸出電壓。有些線性穩(wěn)壓器標(biāo)注了輸入電壓和輸出電壓間至少要有 2V的電壓差，也就是為了得到穩(wěn)定的 12V 輸出，比如得有 14V 的輸入電壓。而對(duì)于 LM2940，規(guī)格書中注明輸入和輸出之間至少要 0.5V 的電壓差。

　輸出結(jié)果如下圖萬用表所示。

　基于變壓器交流轉(zhuǎn)直流電路的限制

　1.如果輸入交流電壓有波動(dòng)或是交流電壓大幅下滑，那么輸

　出交流電壓也會(huì)下滑。所以 230V AC 轉(zhuǎn) 12V DC 的轉(zhuǎn)換器不能用于 110V 的供電線路。為了解決這個(gè)問題，需要另一組電路來適應(yīng)不同的輸入電壓。

　 2.要擁有廣泛的輸入電壓范圍的話，成本就會(huì)變高，因?yàn)樽儔浩鞅旧砭鸵呀?jīng)占了整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路 60%的成本。

　 3.另一個(gè)限制就是轉(zhuǎn)換效率低下。變壓器加熱后會(huì)損耗不必要的能量。

　4.變壓器的重量會(huì)增加整個(gè)產(chǎn)品的凈重。

　 5.由于變壓器的存在，產(chǎn)品需要騰出大量空間給該轉(zhuǎn)換電路。

　 結(jié)論：綜上可知，開關(guān)電源才是交流轉(zhuǎn)直流的理想高效的選擇。

　紅外線是有限距離內(nèi)無線數(shù)據(jù)傳輸常用的媒介之一。本文中，我們將來了解如何用紅外 LED 打造一個(gè)簡略的無線音頻傳輸器。使用該電路可以讓你的 IPod，手機(jī)或電腦直接在外部揚(yáng)聲器上播放音樂，而不需要將他們用音頻線相連。但是這樣的電路限制比較大，現(xiàn)在更完善的方式是藍(lán)牙播放，此處只是一個(gè)解釋紅外傳輸更有趣的電路。

　工作原理

　該電路的工作原理需要用兩個(gè)獨(dú)立電路來解釋，一是發(fā)射器電路，二是接收器電路。其中發(fā)射器電路會(huì)與 3.5mm 音頻接口相連，用于音頻輸入，而接收器電路將與揚(yáng)聲器連接用于播放音樂。音頻信號(hào)將通過發(fā)射器電路上的紅外 LED 發(fā)射出去；而接收器電

　路上的光電二極管則負(fù)責(zé)接收該信號(hào)。但是因?yàn)楣怆姸O管收到的音頻信號(hào)十分微弱，所以我們需要用 LM386 放大器電路來放大，最終在揚(yáng)聲器上播放出來。

　 這有點(diǎn)像電視遙控器，你將紅外 LED 對(duì)準(zhǔn)電視然后按下按鍵，它就會(huì)發(fā)送一個(gè)信號(hào)，隨后被光電二極管（通常是 TSOP）接收，信號(hào)解碼后電視會(huì)得知你所按下的按鍵。而此處傳輸?shù)男盘?hào)是音頻信號(hào)，接收器是普通的光電二極管。這項(xiàng)技術(shù)在普通 LED和太陽能電池板上也能實(shí)現(xiàn)，和我們現(xiàn)在常談到的 Li-Fi 技術(shù)也有相似之處。

　所需電子元器件

　紅外 LED x 2 3.5mm 音頻接口 LM386 光電二極管 100kΩ 可調(diào)電阻 定值電阻（1kΩ，10kΩ，100kΩ）

　電容（0.1uF，10uF，22uF）

　電路圖

　該電路的完整電路原理圖如下

　 發(fā)射器電路

　發(fā)射器電路只有幾個(gè)紅外 LED 和電阻組成，并直接與電池和音頻源相連。而可能遇上問題的地方就是將音頻接口放入到電路中去。尋常的音頻接口會(huì)有三個(gè)輸出引腳，兩個(gè)用于一左一右兩個(gè)聲道，另一個(gè)則作為接地起到屏蔽作用。我們只需要一個(gè)信號(hào)引腳就好。你可以用萬用表來選擇最合適的引腳。此處電路中音頻接口的引腳格式如下圖所示。

　發(fā)射器電路的原理比較簡單，紅外 LED 上的紅外光起到載波信號(hào)的作用，而紅外光的強(qiáng)度則作為調(diào)制信號(hào)。所以我們通過音頻源來驅(qū)動(dòng)紅外 LED 的話，電池會(huì)使紅外 LED 基于音頻信號(hào)而變換強(qiáng)度。我們這里用到了兩個(gè)紅外 LED 增加電路的范圍；該電

　路可以通過 5V 到 9V 的電源驅(qū)動(dòng)，實(shí)物中使用了穩(wěn)壓的 5V 取代電池，所以沒有使用電路圖中限流電阻 1kΩ。實(shí)物連接如下，此處使用 IPod 作為音頻源，但是你還是可以使用任何有音頻接口的設(shè)備（當(dāng)然非 3.5mm 的手機(jī)就不行了）

　接收器電路

　接收器電路由光電二極管組成，并與音頻放大器電路相連。音頻放大器電路是由常見的 LM386 組成的，這個(gè)電路的優(yōu)勢也在于所需器件很少。這個(gè)電路的供電范圍在 5V 到 12V，你可以用穩(wěn)壓模塊輸出+5V 這樣就不用再用 9V 的電池了。實(shí)物圖如下。

　LM386 的引腳如下圖所示

　引腳 1 和 8：這兩個(gè)是增益控制引腳，內(nèi)部增益被設(shè)為 20，但可以通過兩引腳間的電容增大到 200。我們用 10uF 的電容 C3將其增大到最高增益 200。合理的電容可以讓這個(gè)值在 20 到 200之間變換。

　 引腳 2 和 3：這是聲音信號(hào)的輸入引腳。引腳 2 位負(fù)輸入引腳，應(yīng)與地相連。引腳 3 為正輸入引腳，也是聲音信號(hào)輸入的地方。在我們的電路中。正輸入引腳與電容麥克風(fēng)和 100kΩ 的電位計(jì) RV1 相連。電位計(jì)可以當(dāng)做音量控制器。

　 引腳 4 和 6：LM386 的電源引腳，引腳 6 用于+Vcc，而引腳4 接地。電路的驅(qū)動(dòng)范圍在 5V-12V 之間。

　 引腳 5：這是輸出引腳，也是我們得到放大過后的音頻信號(hào)的地方。我們將它與揚(yáng)聲器相連，中間加入一個(gè)用于濾除直流耦合噪聲的電容 C2。

　 引腳 7：這是旁路引腳。我們可以留空，或者接地，也可以用一個(gè)電容來提升穩(wěn)定性。

　電路的調(diào)試

　搭建好電路后，將它們分別上電，并與音頻源相連，將接收器電路和發(fā)送器電路放在 10cm 左右的對(duì)稱位置。如果你沒有聽到聲音的話，可以試著調(diào)整電位器 RV1。

　如果電路直接成功了，那么恭喜你，因?yàn)檫@個(gè)電路有很多可能出錯(cuò)的地方，首先在面包板上搭建音頻電路很容易受到噪聲的影響。所以如果首次沒能成功的話，可以按照以下思路來排錯(cuò)。

　 1.發(fā)射器電路三點(diǎn)后，用你的手機(jī)相機(jī)來檢測紅外 LED 是否在閃光，在暗室中更容易發(fā)現(xiàn)。在有光照的屋子里，相機(jī)也很難捕捉到紅外光。

　 2.接收器電路搭建完畢后，將光電二極管用 3.5mm 接口替換，然后播放一首歌曲。你手機(jī)中的音樂應(yīng)該會(huì)被放大并在揚(yáng)聲器中播放出來，如果不管用的話就繼續(xù)調(diào)整電位器 RV1。一旦確保正常工作后再將光電二極管替換回去。

　 3.除了上面兩步之外，還要確保兩個(gè)電路之間的距離，盡可能固定發(fā)射器電路，調(diào)整接收器電路的角度直到接收到信號(hào)為止。

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