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    紅外發射管發射與接收原理

    2018-05-23
    紅外接收頭一般是接收、放大、解調一體頭,一般紅外信號經接收頭解調后,數據 “0”和“1”的區別通常體現在高低電平的時間長短或信號周期上,單片機解碼時,通常將接收頭輸出腳連接到單片機的外部中斷,結合定時器判斷外部中斷間隔的時間從而獲取數據。重點是找到數據“0”與“1”間的波形差別。
    3條腿的紅外接收頭一般是接收、放大、解調一體頭,接收頭輸出的是解調后的數據信號(具體的信號格式,搜“紅外 信號 格式”,一大把),單片機里面需要相應的讀取程序。
    紅外通信是利用紅外技術實現兩點間的近距離保密通信和信息轉發。它一般由紅外發射和接收系統兩部分組成。發射系統對一個紅外輻射源進行調制后發射紅外信號,而接收系統用光學裝置和紅外探測器進行接收,就構成紅外通信系統。
    先講一講什么是紅外線。我們知道,人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列,依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長范圍為0.62~0.76μm;紫光的波長范圍為0.38~0.46μm。比紫光波長還短的光叫紫外線,比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線遙控就是利用波長為0.76~1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的。

    常用的紅外接收頭有以下外形: 
    IRM0038A    PC3388    PC0038C    PC103    PC101BK 

    紅外遙控系統

    常用的紅外遙控系統一般分發射和接收兩個部分。發射部分的主要元件為紅外發光二極管。它實際上是一只特殊的發光二極管,由于其內部材料不同于普通發光二極管,因而在其兩端施加一定電壓時,它便發出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發光二極管發出的紅外線波長為940nm左右,外形與普通發光二極管相同,只是顏色不同。紅外發光二極管一般有黑色、深藍、透明三種顏色。判斷紅外發光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣:用萬用表電阻擋量一下紅外發光二極管的正、反向電阻即可。紅外發光二極管的發光效率要用專門的儀器才能精確測定,而業余條件下只能用拉距法來粗略判定。
    接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實際應用中要給紅外接收二極管加反向偏壓,它才能正常工作,亦即紅外接收二極管在電路中應用時是反向運用,這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。
    由于紅外發光二極管的發射功率一般都較?。?00mW左右),所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱,因此就要增加高增益放大電路。前些年常用μPC1373H、CX20106A等紅外接收專用放大電路。最近幾年不論是業余制作還是正式產品,大多都采用成品紅外接收頭。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種:一種采用鐵皮屏蔽;一種是塑料封裝。均有三只引腳,即電源正(VDD)、電源(GND)和數據輸出(VO或OUT)。紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同,可參考廠家的使用說明。成品紅外接收頭的優點是不需要復雜的調試和外殼屏蔽,使用起來如同一只三極管,非常方便。但在使用時注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz,這是由發射端所使用的455kHz晶振來決定的。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≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遙控系統采用36kHz、40kHz、56kHz等,一般由發射端晶振的振蕩頻率來決定。
    紅外遙控的特點是不影響周邊環境、不干擾其它電器設備。由于其無法穿透墻壁,故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產生相互干擾;電路調試簡單,只要按給定電路連接無誤,一般不需任何調試即可投入工作;編解碼容易,可進行多路遙控。
    由于各生產廠家生產了大量紅外遙控專用集成電路,需要時按圖索驥即可。因此,現在紅外遙控在家用電器、室內近距離(小于10米)遙控中得到了廣泛的應用。
    多路控制的紅外遙控系統
    多路控制的紅外發射部分一般有許多按鍵,代表不同的控制功能。當發射端按下某一按鍵時,相應地在接收端有不同的輸出狀態。接收端的輸出狀態大致可分為脈沖、電平、自鎖、互鎖、數據五種形式?!懊}沖”輸出是當按發射端按鍵時,接收端對應輸出端輸出一個“有效脈沖”,寬度一般在100ms左右?!半娖健陛敵鍪侵赴l射端按下鍵時,接收端對應輸出端輸出“有效電平”,發射端松開鍵時,接收端“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”和“有效電平”,可能是高、也可能是低,取決于相應輸出腳的靜態狀況,如靜態時為低,則“高”為有效;如靜態時為高,則“低”為有效。大多數情況下“高”為有效。
    “自鎖”輸出是指發射端每按一次某一個鍵,接收端對應輸出端改變一次狀態,即原來為高電平變為低電平,原來為低電平變為高電平。此種輸出適合用作電源開關、靜音控制等。有時亦稱這種輸出形式為“反相”?!盎ユi”輸出是指多個輸出互相清除,在同一時間內只有一個輸出有效。電視機的選臺就屬此種情況,其它如調光、調速、音響的輸入選擇等?!皵祿陛敵鍪侵赴岩恍┌l射鍵編上號碼,利用接收端的幾個輸出形成一個二進制數,來代表不同的按鍵輸入。一般情況下,接收端除了幾位數據輸出外,還應有一位“數據有效”輸出端,以便后級適時地來取數據。這種輸出形式一般用于與單片機或微機接口。
    除以上輸出形式外,還有“鎖存”和“暫存”兩種形式。所謂“鎖存”輸出是指對發射端每次發的信號,接收端對應輸出予以“儲存”,直至收到新的信號為止;“暫存”輸出與上述介紹的“電平”輸出類似。

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