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红外线遥控器的基本原理

更新时间:2022-04-25    浏览次数:92

红外线的特点是人眼能看到的可见光,按波长排列依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫(从长到短),红光的波长范围是0.62微米~ 0.7微米,比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器利用波长为0.76μm~1.5μm的近红外线发射控制信号。


红外线的特点是不干扰其他电气设备的工作,也不影响周围环境。电路调试简单,如果对发射信号进行编码,就可以实现多路红外遥控功能。红外线发射和接收人们看到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件是红外发光二极管,发射的红外线而不是可见光。


常用的红外led发出的红外波长在940nm左右,外观与普通φ5mm led相同,只是颜色不同。一般有三种:透明、黑色、深蓝色。判断红外发光二极管好坏和普通二极管一样的方法。单个红外LED的发射功率约为100mW。红外发光二极管的发光效率需要用专门的仪器来测量,但在业余条件下,只能根据经验用距离法进行粗略判断。该接收电路的红外接收管是一种光敏二极管,使用时要给红外接收二极管加一个反向偏置电压,使其能正常工作并获得高灵敏度。


红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的较低发射功率,红外接收二极管接收的信号很弱,所以在接收端要加一个高增益放大电路。然而现在无论是业余制作还是正规产品,大多采用成品一体化接收头。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出于一体的模块,性能稳定、可靠。因此,有了一体化的接收头,人们不再需要制作接收和放大电路,这样红外接收电路不仅简单,而且可靠性大大提高。红外线遥控器的协议鉴于家用电器的种类多样化和用户的使用特点,生产厂家对红外线遥控器制定了严格的标准编码,这些编码各不相同,从而形成了不同的编码方法,统一称为红外线遥控器编码传输协议。了解这些编码协议的原理,不仅是学习和应用红外线遥控器的必要条件,也有助于学习射频(一般大于300MHz)无线线遥控器的工作原理。

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红外线遥控器的结构特点:红外线遥控器由键盘矩阵、遥控专用集成电路、激励器和红外LED组成。遥控专用集成电路(AT89S52单片机)是发射系统的核心部分,由振荡电路、定时电路、扫描信号发生器、按键输入编码器、指令解码器、用户编码转换器、数字调制电路和缓冲放大器等组成。它可以产生键位扫描脉冲信号,能译出按键的键码,然后通过遥控指令编码器得到一个键位的遥控指令(遥控编码脉冲)。脉冲幅度由38KHZ载波调制,调制后的信号携带遥控指令,激励红外二极管发出红外遥控信号。


在红外接收器中,光电转换器件(一般是光电二极管或光电三极管,我们这里用的是PIN光电二极管)将接收到的红外指令信号转换成相应的电信号。这个时候信号很微弱,干扰很大,为了实现信号的准确检测和转换,除了高性能的红外光电转换器件外,还应合理选择和设计性能良好的电路形式。很常用的光电转换器件是光电二极管,当光电二极管的PN结光敏面受到光照射时,PN结的半导体材料吸收光能,将光能转化为电能。当反向电压施加到光电二极管时,二极管中的反向电流将随着入射光强度的变化而变化,光的辐照强度越大,反向电流越大。也就是说,光电二极管的反向电流随着相同频率的入射光脉冲而变化。

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