无线光通信演示验证实验仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于电子教学仪器，具体涉及一种无线光通信演示验证实验仪。其结构包括作为信号源的LC振荡电路、文氏桥振荡电路和晶体振荡电路，三个振荡电路的信号输出端分别与红外发射板上的分频器连接，分频器通过比较器连接红外发射管，红外接收管接收红外发射管发射的红外信号，红外接收管通过后级处理电路与显示屏连接。本实用新型将信号频率的学习与无线传输有机的结合起来，可以加深学生对于信号的认识，深入理解振荡电路的应用以及振荡信号产生的原理。
【专利说明】 无线光通信演示验证实验仪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子教学仪器，具体涉及一种无线光通信演示验证实验仪。
【背景技术】
[0002]无线光通信指的是以空气为传输媒介传输红外光信号的一种通信方式，为目前市场上的一种主流通信方式。该设备可用于无线通信技术，数字电路、模拟电路技术以及单片机基础的教育教学使用。
[0003]无论是音频信号还是视频信号在光路中都是以光的频率为表现形式传播的，因此本实用新型从最基础做起，直接产生频率信号通过红外接收发射管传输并将频率计算出来，这样将复杂的问题简单化，可以让学生更容易理解信号的传输过程。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是为了更好地教育教学，提供一种无线光通信演示验证实验仪，让学生更容易理解信号的无线传输以及调制解调等相关知识。
[0005]本实用新型的技术方案如下:一种无线光通信演示验证实验仪，包括作为信号源的LC振荡电路、文氏桥振荡电路和晶体振荡电路,三个振荡电路的信号输出端分别与红外发射板上的分频器连接，分频器通过比较器连接红外发射管，红外接收管接收红外发射管发射的红外信号，红外接收管通过后级处理电路与显示屏连接。
[0006]进一步，如上所述的无线光通信演示验证实验仪，其中，所述的后级处理电路包括与红外接收管相连接的比较器和起滤波作用的施密特触发器。
[0007]进一步，如上所述的无线光通信演示验证实验仪，其中，所述的显示屏与单片机相连接。
[0008]进一步，如上所述的无线光通信演示验证实验仪，其中，所述的LC振荡电路和晶体振荡电路均采用三点式振荡电路。
[0009]进一步，如上所述的无线光通信演示验证实验仪，其中，在实验仪面板上留有供学生自主连接电路的多个测试孔。
[0010]进一步，如上所述的无线光通信演示验证实验仪，其中，还设有由航空插头制成的升级接口。
[0011]本实用新型的有益效果如下:本实用新型将信号频率的学习与无线传输有机的结合起来，可以加深学生对于信号的认识，深入理解振荡电路的应用以及振荡信号产生的原理，同时也对红外信号传播有了一定的理解。该实验仪将科研生产融入到学习中，大大缩短学以致用的周期，并且提高了对于通讯课程以及电子课程的兴趣。同时，箱体上设有用航空插头做成的升级接口，极大方便了后续程序的升级以及学生的自主控制，升级程序只需要一个简单的电路不需要仿真下载器也不需要打开箱体，并且用航空插头又大大提高了程序下载的稳定性。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为无线光通信演示验证实验仪的面板示意图；
[0013]图2为无线光通信演示验证实验仪组成原理示意图；
[0014]图3为石英晶体振荡电路的电路结构不意图；
[0015]图4为文氏桥振荡电路的电路结构示意图；
[0016]图5为LC振汤电路的电路结构不意图；
[0017]图6为红外发射板的电路结构示意图；
[0018]图7为红外接收板的电路结构示意图。【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0020]本实用新型所提供的无线光通信演示验证实验仪包含三个振荡电路作为信号源，分别是LC振荡电路、文氏桥振荡电路以及晶体振荡电路。从任一电路广生的震荡彳目号输出到红外发射板，经过红外发射板比较分频之后，经过红外发射管发射出去，由红外接收板接收到信号并对其进行整形滤波最后送到显示屏显示。显示部分由单片机控制，并且分为自动计算频率以及手动计算两种方式，自动计算可以根据频率的变化而自己采样由单片机计算。手动计算则需要按启动键去采集信号。该实验仪的关键就是振荡波形的产生以及传递。三个振荡电路可产生多种频率的波形，这就要求后级处理电路的工作频率范围很大，本实用新型很巧妙的采用了一次16分频，将信号源产生的频率分频到红外管可采集的范围内，很好的解决了高频无法测量的问题。LC振荡电路采用的是三点式振荡电路，此种电路设计简单稳定性强，晶体振荡电路同样用的是三点式，这样确保振荡产生的干扰降到最低。但是由于电路中各种电容电阻以及电感的存在，产生干扰是不可避免的，因此后级处理电路采用比较器，用电位器做比较器的基准电压，并最后由施密特触发器进行滤波，最大限度的减少了杂波的干扰，使得结果更精确。
[0021]实验仪的面板结构如图1所示，包括LC振荡电路1、文氏桥振荡电路2以及晶体振荡电路3的电路位置，以及红外发射板4、红外接收板5和显示屏6。面板上设有用航空插头做成的升级接口 7，极大方便了后续程序的升级以及学生的自主控制。实验仪面板留出大量测试孔供学生连接电路，自主学习。面板右端为控制选择自动计算还是手动计算，可以两者比较确定结果是否准确。
[0022]实验仪的结构组成如图2所示，包括作为信号源的LC振荡电路、文氏桥振荡电路和晶体振荡电路，三个振荡电路的信号输出端分别与分频器连接，分频器通过比较器连接红外发射管，红外接收管接收红外发射管发射的红外信号，红外接收管通过比较器和起滤波作用的施密特触发器与显示屏连接，显示屏与单片机相连接。
[0023]石英晶体振荡电路实验接线如图3所示:PCB左边两个测试孔J27与J28依次与面板+12V、GND连接(最左为+12V)，J2输出孔接红外发射模块的In+端。
[0024]文氏桥振荡电路接线如图4所示:将所配的电阻电容小盒插到电路板上(电容或者电阻值分别是相等的，频率计算公式为?=1/2πιχ)将±12V以及GND对应接到面板上，将OUT测试孔接到红外发射板的In+上。
[0025]LC振荡电路接线如图5所示:将+12V与GND对应接到面板上，最下面一排测试孔全部接GND，C5、C6、C7测试孔任选一个接到GND上，对应的C2、C3、C4之一测试孔接到信号输出孔(+12V下的测试孔)。R4、R5测试孔接到信号输出孔上。最后+12V，GND接相应直流电源。用示波器表笔接信号输出孔观察波形。调整C2与C5，C3与C6，C4与C7对应的测试孔，观察波形。
[0026]红外发射部分的接线如图6所示:其中CREF接In-，信号源产生信号接In+，CMP-OUT 接 CLK-1N，Q3 接 CTL-1N。
[0027]红外接收部分的接线如图7所示:+5V与GND分别与面板上对应测试孔连接，电位器VREF与比较器负端连接，R3端测试孔与比较器正输入连接。输入孔J5 (最下端测试孔)与面板频率信号输入连接。
[0028]测试方法:上电IOs之后LED显示屏开始显示，将扭子开关拨到自动挡，单片机将实时采集数据显示振荡频率，拨到手动挡，需要按启动键才会采集电路振荡频率。
[0029]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种无线光通信演示验证实验仪，其特征在于:包括作为信号源的LC振荡电路、文氏桥振荡电路和晶体振荡电路，三个振荡电路的信号输出端分别与红外发射板上的分频器连接，分频器通过比较器连接红外发射管，红外接收管接收红外发射管发射的红外信号，红外接收管通过后级处理电路与显示屏连接。
2.如权利要求1所述的无线光通信演示验证实验仪，其特征在于:所述的后级处理电路包括与红外接收管相连接的比较器和起滤波作用的施密特触发器。
3.如权利要求1或2所述的无线光通信演示验证实验仪，其特征在于:所述的显示屏与单片机相连接。
4.如权利要求1或2所述的无线光通信演示验证实验仪，其特征在于:所述的LC振荡电路和晶体振荡电路均采用三点式振荡电路。
5.如权利要求1所述的无线光通信演示验证实验仪，其特征在于:在实验仪面板上留有供学生自主连接电路的多个测试孔。
6.如权利要求1所述的无线光通信演示验证实验仪，其特征在于:还设有由航空插头制成的升级接口。
【文档编号】G09B23/22GK203706543SQ201320859285
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】周雨阳, 刘泉文, 李凯峰, 于淼, 崔华, 王晓萌 申请人:北京中教仪装备技术有限公司