Светотелефон на ИК лучах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Телефония

 Комментарии к статье

Для инфракрасного излучения воздушная среда представляет собой своеобразный фильтр, о прозрачности которого можно судить по спектрограмме, показанной на рис. 1. Для волн "ближнего" ИК излучения - l=0,8...1,3 мкм - ее прозрачность остается достаточно высокой.

Рис.1

До самых недавних пор использование ИК диапазона для нужд связи сдерживалось отсутствием легко модулируемых излучателей. С появлением ИК диодов это препятствие исчезло.

На рис. 2 показана принципиальная схема приемопередатчика, работающего на длине волны 0,95 мкм (lmax ИК диода АЛ107Б).

Рис.2 (нажмите для увеличения)

Как выяснилось, 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 Кu@10000.

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. 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).

Очень важным узлом ИК трансивера является его оптическая система. 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. Отношение D/F@1 рекомендуется сохранять, применяя и какие-либо другие линзы. Не рекомендуется использовать здесь так называемую просветленную оптику. Она просветлена лишь для спектра 0,4...0,7 мкм ((лучше, 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 других деталях ИК трансивера. Динамическая головка ВА1 - типа 0,1ГД-6, но можно взять и любую другую, имеющую сопротив- ление 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 или регулировочный любого типа. Источник питания ИК телефона должен быть способен отдать ток 100 мА.

Для наладки прибора потребуется авометр. Включив аппарат на прием, измеряют напряжение Uk на коллекторах транзисторов VT7, VT8. Нужное здесь Uk=+1,5 В получают, изменяя сопротивление резистора R10. Затем проверяют напряжения на истоке транзистора VT1 (+1 В) и его стоке (+2 В). 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 таким образом 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.

Для дальнейших экспериментов потребуется второй ИК телефон. 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.

Автор: Поляков В.

Смотрите другие статьи раздела Телефония.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Случайная новость из Архива Аппарат для передачи тактильных ощущений 06.04.2025 Современные технологии виртуальной реальности (VR) стремительно развиваются, но одна из ключевых проблем остается нерешенной: пользователи по-прежнему испытывают ограниченный спектр тактильных ощущений. Инженеры из Северо-Западного университета в США предложили инновационное решение - компактное беспроводное устройство, способное воспроизводить сложные прикосновения, включая скольжение, растяжение, давление и вибрации. Одним из главных разработчиков проекта стал профессор Джон А. Роджерс, который отметил, что большинство современных тактильных систем ограничены простыми вибрациями. В то время как человеческая кожа способна воспринимать гораздо более сложные воздействия, существующие технологии лишь слегка "нажимают" на нее. Команда инженеров поставила перед собой задачу создать механизм, который мог бы не только касаться, но и оказывать направленное воздействие в виде скручивания, толкания и других видов тактильной стимуляции. В основе новой разработки лежит миниатюрный механизм, который использует взаимодействие электромагнитных катушек и магнита. Когда электрический ток проходит через катушки, создается магнитное поле, вызывающее движение магнита. Это позволяет устройству воспроизводить сложные тактильные эффекты, такие как щипки, растяжение, постукивание и давление. Размер механизма составляет всего несколько миллиметров, что делает его удобным для интеграции в носимые устройства или VR-гарнитуры. Преимуществом нового устройства является его беспроводное подключение через Bluetooth, а также компактность и низкое энергопотребление. Батарея обеспечивает долгую автономную работу, а сама технология может использоваться в различных сферах: от развлекательной индустрии до медицины. Разработчики уверены, что их изобретение значительно повысит уровень взаимодействия в виртуальной реальности, делая его более реалистичным и естественным. Помимо стандартных тактильных эффектов, устройство может передавать информацию через кожу, превращая звук в физическое ощущение. Это открывает новые возможности, например, для людей с нарушениями зрения и слуха, которые смогут лучше ориентироваться в пространстве и воспринимать окружающий мир через тактильные сигналы. Команда исследователей успешно адаптировала свою систему для передачи музыкальных ритмов и даже различения инструментов на основе направления и интенсивности вибраций. Технология также способна изменить взаимодействие пользователей с цифровыми платформами. Она позволит покупателям в интернете "чувствовать" текстуру товаров перед покупкой, обеспечит более реалистичную обратную связь во время дистанционных медицинских консультаций и создаст новые способы общения для людей с ограниченными возможностями. Таким образом, разработка американских ученых открывает перед VR-индустрией принципиально новые горизонты. Возможность воспроизведения сложных тактильных ощущений значительно приближает виртуальную реальность к физическому миру, делая цифровой опыт еще более насыщенным и правдоподобным. Как отмечает Джон А. Роджерс, их устройство станет важным шагом на пути к слиянию виртуальной и физической реальности, предоставляя пользователям по-настоящему уникальный опыт взаимодействия с цифровой средой.

Другие интересные новости:

▪ Один укол избавит от никотиновой зависимости

▪ Реверсив-контрацептив

▪ Эмоциональный интеллект помогает людям больше зарабатывать

▪ Беспроводные наушники Audio-Technica QuietPoint ATH-ANC700BT

▪ Электронные сигареты не помогут бросить курить

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы. Подборка статей

▪ статья Гроша ломаного не стоит. Крылатое выражение

▪ статья Кто изобрел азбуку Морзе? Подробный ответ

▪ статья Инспектор военно-учетного стола администрации города. Должностная инструкция

▪ статья Однокатушечный индукционный металлоискатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Психологические моменты. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026