紅外線(xiàn)接收以及發(fā)射

1、紅外線(xiàn)接收以及發(fā)射引入 什么是紅外線(xiàn)？ 紅外線(xiàn)：在光譜中波長(zhǎng)自0.76至400微米的一段稱(chēng)為紅外線(xiàn)，紅外線(xiàn)是不可見(jiàn)光線(xiàn)。所有高于絕對(duì)零度（-273.15）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線(xiàn)?，F(xiàn)代物理學(xué)稱(chēng)之為熱射線(xiàn)。醫(yī)用紅外線(xiàn)可分為兩類(lèi)：近紅外線(xiàn)與遠(yuǎn)紅外線(xiàn)。 紅外線(xiàn)主要應(yīng)用于遙控器： 紅外遙控器已被廣泛使用在各種類(lèi)型的家電產(chǎn)品上，它的出現(xiàn)給使用家器提供了很多的便利。紅外遙控系統(tǒng)一般由紅外發(fā)射裝置和紅外接受設(shè)備兩大部分組成。紅外發(fā)射裝置又可由鍵盤(pán)電路、紅外編碼芯片、電源和紅外發(fā)射電路組成。紅外接收設(shè)備可由紅外接收電路、紅外解碼芯片、電源和應(yīng)用電路組成。講授 發(fā)射系統(tǒng) 發(fā)射系統(tǒng)一般用電池供電，這就要求芯片的功耗

2、要很低，芯片大多都設(shè)計(jì)成可以處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)才工作，這樣可以降低功耗。紅外線(xiàn)通過(guò)紅外發(fā)光二極管（LED）發(fā)射出去，紅外發(fā)光二極管內(nèi)部材料和普通發(fā)光二極管不同，在其兩端施加一定電壓時(shí)，它發(fā)出的是紅外線(xiàn)而不是可見(jiàn)光。驅(qū)動(dòng)電路圖圖2a 簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路圖圖2b 射擊輸出驅(qū)動(dòng)電路射擊輸出驅(qū)動(dòng)電路 如圖2a和圖2b是LED的驅(qū)動(dòng)電路，圖2a是最簡(jiǎn)單電路， 選用元件時(shí)要注意三極管的開(kāi)關(guān)速度要快，還要考慮到LED的正向電流和反向漏電流，一般流過(guò)LED的最大正向電流為100mA，電流越大，其發(fā)射的波形強(qiáng)度越大。 圖2a電路有一點(diǎn)缺陷，當(dāng)電池電壓下降時(shí)，流過(guò)LED的電流會(huì)降低，發(fā)射波形強(qiáng)度降

3、低，遙控距離就會(huì)變小。圖2b所示的射極輸出電路可以解決這個(gè)問(wèn)題，兩個(gè)二極管把三級(jí)管基極電壓鉗位在1.2V左右，因此三級(jí)管發(fā)射極電壓固定在0.6V左右，發(fā)射極電流IE基本不變，根據(jù)IEIC,所以流過(guò)LED的電流也基本不變，這樣保證了當(dāng)電池電壓降低時(shí)還可以保證一定的遙控距離。接收系統(tǒng) 紅外信號(hào)接收系統(tǒng)的典型電路如圖3a所示：圖圖3a 紅外線(xiàn)接收頭內(nèi)部電路紅外線(xiàn)接收頭內(nèi)部電路 該電路包括紅外監(jiān)測(cè)二極管，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監(jiān)測(cè)二極管監(jiān)測(cè)到紅外信號(hào)，然后把信號(hào)送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。交流信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器

4、，帶通濾波器可以通過(guò)30khz到60khz的負(fù)載波，通過(guò)解調(diào)電路和積分電路進(jìn)入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發(fā)射端的信號(hào)波形。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。 以上電路被集成在一個(gè)元件中，成為一體化紅外線(xiàn)接收頭，如圖3b所示：圖圖3b 紅外線(xiàn)接收頭紅外線(xiàn)接收頭 紅外線(xiàn)接收頭的種類(lèi)很多，引腳定義也不相同，一般都有三個(gè)引腳，包括供電腳，接地和信號(hào)輸出腳。根據(jù)發(fā)射端調(diào)制載波的不同應(yīng)選用相應(yīng)解調(diào)頻率的接收頭。 紅外線(xiàn)接收頭內(nèi)部放大器的增益很大，很容易引起干擾，因此在接收頭的供電腳上須加上濾波電容，一般在22uf以上。有的廠(chǎng)家建議在供電腳和電源之間接入330歐電

5、阻，進(jìn)一步降低電源干擾。調(diào)制 紅外遙控發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)采用調(diào)制的方式，即把數(shù)據(jù)和一定頻率的載波進(jìn)行“與”操作，這樣可以提高發(fā)射效率和降低電源功耗。 調(diào)制載波頻率一般在30khz到60khz之間，大多數(shù)使用的是38kHz，占空比1/3的方波，如圖3.4所示，這是由發(fā)射端所使用的455kHz晶振決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz1237.9 kHz38kHz。圖3.4 載波波形芯片介紹 PT2262/PT2272 簡(jiǎn)介 PT2262/PT2272 是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS 工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/PT2272 最多可有12 位(

6、A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441 地址碼,PT2262 最多可有6 位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17 腳串行輸出，可用于無(wú)線(xiàn)遙控發(fā)射電路。編碼芯片PT2262 發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272 接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)后，VT 腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。 當(dāng)發(fā)射機(jī)沒(méi)有按鍵按下時(shí)，PT2262 不接通電源，其17 腳為低電平，所以315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262

7、 得電工作，其第17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17 腳為高電平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17 腳為低平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262 的17 腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK 調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100%的調(diào)幅。 PT2262的震蕩電阻值選取 PT2262/PT2272的震蕩電阻一般按下述值配對(duì)： 1.2M 200K 1.5M 270K 2.2M 390K 3.3M 680K 4.7M 820K 紅外發(fā)光二極管： 常用的紅外發(fā)光二極管（如SE303.PH303)，其外形和發(fā)光二極管LED相似，發(fā)出紅外光。管壓降約1.4v，工作電流一般小于20mA。為了適應(yīng)不同的工作電壓，回路中常常串有限流電阻。小結(jié) 紅外線(xiàn)遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線(xiàn)