紅外遙控電路原理設計與解析—電路圖天天讀（298）

　　紅外遙控的發射電路是采用紅外發光二極管來發出經過調制的紅外光波；紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發射器發射的紅外光轉換為相應的電信號，再送后置放大器。遠程遙控技術又稱為遙控技術，是指實現對被控目標的遙遠控制，在工業控制、航空航天、家電領域應用廣泛。紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現等顯著優點，被諸多電子設備特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應用到計算機系統中。

　　光譜位于紅色光之外，波長為0.76～1.5μm，比紅色光的波長還長，這樣的光被稱為紅外線。紅外遙控是利用紅外線進行傳遞信息的一種控制系統，紅外遙控具有抗干擾，電路簡單，編碼及解碼容易，功耗小，成本低的優點，目前幾乎所有的視頻和音頻設備都支持這種控制方式。

　　紅外遙控系統結構紅外遙控系統主要分為調制、發射和接收三部分，如圖1 所示：

　　圖1 紅外遙控系統

　　調制紅外遙控發射數據時采用調制的方式，即把數據和一定頻率的載波進行“與”操作，這樣可以提高發射效率和降低電源功耗。調制載波頻率一般在30khz到60khz之間，大多數使用的是38kHz，占空比1/3的方波，如圖2所示，這是由發射端所使用的455kHz晶振決定的。在發射端要對晶振進行整數分頻，分頻系數一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。

　　圖2 載波波形

　　發射系統目前有很多種芯片可以實現紅外發射，可以根據選擇發出不同種類的編碼。由于發射系統一般用電池供電，這就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都設計成可以處于休眠狀態，當有按鍵按下時才工作，這樣可以降低功耗芯片所用的晶振應該有足夠的耐物理撞擊能力，不能選用普通的石英晶體，一般是選用陶瓷共鳴器，陶瓷共鳴器準確性沒有石英晶體高，但通常一點誤差可以忽略不計。紅外線通過紅外發光二極管（LED）發射出去，紅外發光二極管內部材料和普通發光二極管不同，在其兩端施加一定電壓時，它發出的是紅外線而不是可見光。

　　圖3a 簡單驅動電路

　　圖3b 射擊輸出驅動電路

　　如圖3a和圖3b是LED的驅動電路，圖3a是最簡單電路，選用元件時要注意三極管的開關速度要快，還要考慮到LED的正向電流和反向漏電流，一般流過LED的最大正向電流為100mA，電流越大，其發射的波形強度越大。圖 3a電路有一點缺陷，當電池電壓下降時，流過LED的電流會降低，發射波形強度降低，遙控距離就會變小。圖3b所示的射極輸出電路可以解決這個問題，兩個二極管把三級管基極電壓鉗位在1.2V左右，因此三級管發射極電壓固定在0.6V左右，發射極電流IE基本不變，根據IE≈IC，所以流過LED的電流也基本不變，這樣保證了當電池電壓降低時還可以保證一定的遙控距離。

　　紅外遙控開關電路工作原理

圖4 紅外遙控開關電路圖

　　電源電路由電源開關S、降壓電容器Cl、電阻器Rl、穩壓二極管VS、整流二極管VD和濾波電容器C2組成。遙控接收電路由紅外接收頭專用組件ICl和電阻器R2、電容器C3組成。計數器電路由串行計數器集成電路IC2和電阻器R3、電容器C4組成。控制執行電路由電阻器R4、R5、晶體管V和晶網管VT組成。

　　電視機等家電使用的紅外遙控器，每秒約發送10組遙控編碼脈沖，每組遙控編碼脈沖之間有一定間隔。紅外接收頭ICl接收到遙控器發射的紅外遙控信號并對其進行解調后輸出，經R2、C3積分 （濾除每組脈沖中的編碼信息）后從IC2的1腳加大，作為lC2的計數脈沖（每秒約10個脈沖）。1C2在收到8個脈沖（約0·8s）后，其6腳變為低電平或高電平，使V和VT導通或截止，負載（用電設備）的工作電源被接通或斷開。

　　元器件選擇

　　Rl-R5選用「/4W碳膜電阻器或金屬膜咆阻器。

　　C1選用耐壓值為400V以上的滌綸電容器或CBB電容器;C2-C4均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器。

　　VD選用1N4007型硅整流二極管。

　　VS選用1/2W、6·2V硅穩壓二極管。

　　V選用59015或58550、C8550型硅PNP晶體管。

　　VT選用3A、400V雙問晶閘管。

　　ICl選用電視機用微型一體化封裝紅外接收頭 （使用時加罩或加半透明濾色片），IC2選用CD4024型7位二進制串行計數器集成電路。

　　電路調試

　　電路安裝完畢后，接上電壓和負載，改變R5的阻值，使VT的Tl極與T2極之間的交流電壓值為3V以下。

　　編輯點評：本文簡單介紹了紅外遙控電路原理，紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而得到廣泛應用。
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