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

　

　如今基本每個家用電器都是在直流下工作的，但我們是從發電站獲得的交流電，因為交流電在傳輸上比直流電更高效，減少了能量損失。所以基本每個應用都有著交流轉直流轉換器電路。

　 在交流轉直流中有兩種轉換器被廣泛使用。

　 一是傳統的變壓器線性轉換器，它使用了一個簡單的二極管橋，電容，穩壓器。簡單的二極管橋可以用 DB107 這樣的單個半導體設備構成，也可以用 4 個獨立的二極管 1N4007 構成。另一種轉換器則是 SMPS，也就是我們常說的開關電源，使用高頻的小變壓器和一個開關穩壓器來提供直流輸出。

　 本項目中，我們將討論傳統變壓器的設計，并用簡單的二極管和電容來完成交流到直流的轉換，同時可選穩壓器來穩定輸出直流電壓。我們會用輸入電壓為 230V 的變壓器，該轉換器的輸出為 12V 1A。

　所需元器件

　1A 13V 的變壓器 4 個 1N4007 二極管 1 個額定電壓為 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 個整流二極管用于交流輸入整流。1N4007 的最大重復反向峰值電壓為 1000V，正向平均整流電流為 1A。這四個二極管用于轉換變壓器傳來的 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。

　 低壓差線性穩壓器 IC1 接在最后，用于控制電壓輸出。

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

　 二極管橋則由四個二極管組成。二極管是可以將交流轉直流的半導體元件。

　二極管橋內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。這是一個全橋整流，意味著二極管橋會整流交流信號的正負兩峰值。

　 轉換的時候大電容 C1 會充電，并平緩輸出電壓。但它輸出的仍不是穩定的電壓。所以這里就要用到穩壓器，LM2940，也就是圖中的 IC1.

　LDO LM2940 是一個 TO220 封裝的三引腳設備。LDO 代表的是低壓降。引腳圖如下圖。

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

　輸出結果如下圖萬用表所示。

　基于變壓器交流轉直流電路的限制

　1.如果輸入交流電壓有波動或是交流電壓大幅下滑，那么輸

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

　 2.要擁有廣泛的輸入電壓范圍的話，成本就會變高，因為變壓器本身就已經占了整個轉換器電路 60%的成本。

　 3.另一個限制就是轉換效率低下。變壓器加熱后會損耗不必要的能量。

　4.變壓器的重量會增加整個產品的凈重。

　 5.由于變壓器的存在，產品需要騰出大量空間給該轉換電路。

　 結論：綜上可知，開關電源才是交流轉直流的理想高效的選擇。

　紅外線是有限距離內無線數據傳輸常用的媒介之一。本文中，我們將來了解如何用紅外 LED 打造一個簡略的無線音頻傳輸器。使用該電路可以讓你的 IPod，手機或電腦直接在外部揚聲器上播放音樂，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，現在更完善的方式是藍牙播放，此處只是一個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獨立電路來解釋，一是發射器電路，二是接收器電路。其中發射器電路會與 3.5mm 音頻接口相連，用于音頻輸入，而接收器電路將與揚聲器連接用于播放音樂。音頻信號將通過發射器電路上的紅外 LED 發射出去；而接收器電

　路上的光電二極管則負責接收該信號。但是因為光電二極管收到的音頻信號十分微弱，所以我們需要用 LM386 放大器電路來放大，最終在揚聲器上播放出來。

　 這有點像電視遙控器，你將紅外 LED 對準電視然后按下按鍵，它就會發送一個信號，隨后被光電二極管（通常是 TSOP）接收，信號解碼后電視會得知你所按下的按鍵。而此處傳輸的信號是音頻信號，接收器是普通的光電二極管。這項技術在普通 LED和太陽能電池板上也能實現，和我們現在常談到的 Li-Fi 技術也有相似之處。

　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

　 發射器電路

　發射器電路只有幾個紅外 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。尋常的音頻接口會有三個輸出引腳，兩個用于一左一右兩個聲道，另一個則作為接地起到屏蔽作用。我們只需要一個信號引腳就好。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的作用，而紅外光的強度則作為調制信號。所以我們通過音頻源來驅動紅外 LED 的話，電池會使紅外 LED 基于音頻信號而變換強度。我們這里用到了兩個紅外 LED 增加電路的范圍；該電

　路可以通過 5V 到 9V 的電源驅動，實物中使用了穩壓的 5V 取代電池，所以沒有使用電路圖中限流電阻 1kΩ。實物連接如下，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備（當然非 3.5mm 的手機就不行了）

　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，這個電路的優勢也在于所需器件很少。這個電路的供電范圍在 5V 到 12V，你可以用穩壓模塊輸出+5V 這樣就不用再用 9V 的電池了。實物圖如下。

　LM386 的引腳如下圖所示

　引腳 1 和 8：這兩個是增益控制引腳，內部增益被設為 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值在 20 到 200之間變換。

　 引腳 2 和 3：這是聲音信號的輸入引腳。引腳 2 位負輸入引腳，應與地相連。引腳 3 為正輸入引腳，也是聲音信號輸入的地方。在我們的電路中。正輸入引腳與電容麥克風和 100kΩ 的電位計 RV1 相連。電位計可以當做音量控制器。

　 引腳 4 和 6：LM386 的電源引腳，引腳 6 用于+Vcc，而引腳4 接地。電路的驅動范圍在 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的地方。我們將它與揚聲器相連，中間加入一個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，也可以用一個電容來提升穩定性。

　電路的調試

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

　如果電路直接成功了，那么恭喜你，因為這個電路有很多可能出錯的地方，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。

　 1.發射器電路三點后，用你的手機相機來檢測紅外 LED 是否在閃光，在暗室中更容易發現。在有光照的屋子里，相機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。你手機中的音樂應該會被放大并在揚聲器中播放出來，如果不管用的話就繼續調整電位器 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，還要確保兩個電路之間的距離，盡可能固定發射器電路，調整接收器電路的角度直到接收到信號為止。

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