億光代理商超毅電子給大家分享一篇關(guān)于億光紅外線發(fā)射管遙控原理的文章，從紅外光，調(diào)制，發(fā)射機(jī)這幾個(gè)方面去了解，希望可以幫到大家對(duì)IR(紅外)的原理有新的認(rèn)識(shí)。

　　在可視范圍內(nèi)遙控設(shè)備最廉價(jià)的方式是通過(guò)紅外線。目前幾乎所有的視頻和音頻設(shè)備都可以通過(guò)這種方式遙控。由于該技術(shù)應(yīng)用廣泛，相應(yīng)的應(yīng)用器件都十分廉價(jià)，因此紅外遙控是我們?nèi)粘ＴO(shè)備控制的理想方式。

　　這部分的知識(shí)將解釋紅外遙控的原理，以及一些我們?nèi)粘Ｊ褂玫降南M(fèi)類(lèi)電器紅外控制協(xié)議。

　　紅外光

　　紅外光實(shí)際上就是一種特殊顏色的普通光。我們不能看到這種特殊的顏色是因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)大于950nm，位于可見(jiàn)光譜之下。這就是我們使用紅外光遙控的目地之一：我們要利用它，但我們不希望能看到它。另一個(gè)原因就紅外LED(發(fā)光二極管)十分容易制作，制作成本很低。

盡管我們看不到從遙控器上發(fā)射出來(lái)的紅外光，但并不意味著我們不能使它可見(jiàn)。如圖，通過(guò)攝影機(jī)和數(shù)碼照相機(jī)，我們都能“看到”紅外光。

　　對(duì)我們不利的是，紅外光的發(fā)光源實(shí)在是太多了。太陽(yáng)光是其中最強(qiáng)的一個(gè)光源，其它的有諸如：白熾燈、蠟燭、熱系統(tǒng)中心(如散熱器件)，甚至我們的身體。實(shí)際上，只要有發(fā)熱的物體，都會(huì)發(fā)出紅外光。

　　因此，我們需要注意保證我們的紅外遙控傳送的信息準(zhǔn)確無(wú)誤的發(fā)射到接收器上。

　　調(diào)制

　　調(diào)制是我們使需要的信號(hào)區(qū)別于噪音方法。通過(guò)調(diào)制我們可以使紅外光以特定的頻率閃爍。紅外接收器會(huì)適配這個(gè)頻率，其它的噪音信號(hào)都將被忽略。

你可以認(rèn)為這種閃爍是引起接收器“注意”方法，正如我們?nèi)祟?lèi)特別容易被黃色的燈光引起注意一樣，甚至在白天。

　　上圖左邊，調(diào)制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)放大由紅外LED發(fā)射;上圖右邊，信號(hào)通過(guò)接收器檢測(cè)輸出。

　　在串行通訊里，我們經(jīng)常談及‘marks’和‘spaces’標(biāo)記。‘spaces’是個(gè)默認(rèn)信號(hào)，是指發(fā)射管關(guān)閉狀態(tài)，在‘spaces’期間，紅外光不被發(fā)射。反之在‘marks’狀態(tài)期間，紅外光以特定的頻率脈沖形式發(fā)射。在消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品里，脈沖頻率普遍采用30KHz到60KHz這個(gè)頻段。

　　在接收端，一個(gè)‘space’信號(hào)以高電平的重現(xiàn)方式輸出。反之一個(gè)‘mark’信號(hào)便是以低電平方式重現(xiàn)。

　　請(qǐng)注意，這里的‘marks’和‘spaces’不是我們需要發(fā)送的狀態(tài)1和0。‘marks’和‘spaces’以及1和0之間的真正關(guān)系取決于被應(yīng)用的協(xié)議。更多關(guān)于協(xié)議的信息，下面的協(xié)議部分將繼續(xù)介紹。

　　發(fā)射機(jī)

　　發(fā)射機(jī)通常是一個(gè)帶電池的手持裝置。它設(shè)計(jì)成盡可能減少功耗，以及發(fā)射的信號(hào)盡可能強(qiáng)以致發(fā)射的距離更遠(yuǎn)。更甚之是，它可以經(jīng)受震動(dòng)。

　　已經(jīng)有很多現(xiàn)成的紅外發(fā)射芯片，較老版本的芯片僅支持單一的協(xié)議。現(xiàn)在很多低功耗芯片用于紅外發(fā)射的一個(gè)根本原因是它們可以更靈活的運(yùn)用在這方面。當(dāng)沒(méi)有遙控按鈕按下時(shí)，它們處于幾乎不消耗電能的低功耗待機(jī)模式，而當(dāng)按鈕按下時(shí)，它們會(huì)馬上喚醒發(fā)射相應(yīng)紅外命令。

　　石英晶振很少使用在這些手持發(fā)射裝置。它們極度脆弱以致在發(fā)射裝置掉在地上時(shí)損壞。而陶瓷晶振更適合在這些設(shè)備上使用，因?yàn)樗鼈兛梢猿惺芎艽髾C(jī)械震動(dòng)，而它們較低的精確性應(yīng)用在這里并不重要。

通過(guò)紅外LED的電流范圍在100mA到達(dá)1A!為了使遙控的距離更遠(yuǎn)，通過(guò)紅外LED的電流盡可能高。而實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合LED的參數(shù)、電池壽命和遙控距離適中選取。通過(guò)紅外LED的電流可以達(dá)到這么高時(shí)因?yàn)轵?qū)動(dòng)LED的脈沖時(shí)間很短。紅外LED的平均功耗不應(yīng)該超過(guò)最大值。你也需要注意紅外LED的峰值電流不能超標(biāo)。所有這些參數(shù)都可以參閱LED的數(shù)據(jù)表。一個(gè)簡(jiǎn)單晶體三極管放大電路就可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)紅外LED。選擇三極管時(shí)應(yīng)該考慮的是合適的HFE和頻率響應(yīng)參數(shù)。

　　圖中的限流電阻可以簡(jiǎn)單地通過(guò)歐姆定律計(jì)算(U=IR)。而在紅外LED的壓降低至1.1V。

　　如上說(shuō)提及的驅(qū)動(dòng)電路，有個(gè)缺點(diǎn)：當(dāng)電池電壓下降時(shí)，通過(guò)LED的電流也跟著下降，最終導(dǎo)致遙控的距離更短。

　　而一個(gè)射極跟隨器可以解決這個(gè)問(wèn)題。兩個(gè)二極管串聯(lián)和三極管的的基極并聯(lián)可以三極管的基極電壓箝位在1.2V左右，因而三極管基極到射極的電壓箝位在0.6V左右，使得發(fā)射極電壓始終保持在0.6V左右。所以恒定的放大倍數(shù)通過(guò)恒定的限流電阻最終仍得到一個(gè)較為恒定的大射極電流。仍然可以通過(guò)歐姆定律計(jì)算通過(guò)紅外LED的電流。

　　接收器

市場(chǎng)上有很多現(xiàn)成的接收器。最重要的選擇條件便是調(diào)制頻率和你所在區(qū)域的可行性。

　　上圖為一個(gè)典型的紅外接收器模塊圖。當(dāng)你對(duì)此圖表模塊的描述不了解時(shí)，請(qǐng)不要慌張，因?yàn)槿绱藦?fù)雜的電路已經(jīng)集成到一個(gè)簡(jiǎn)單的器件中。

　　紅外信號(hào)由接收器的檢波二極管接收，信號(hào)通過(guò)放大和限幅2個(gè)環(huán)節(jié)處理。限幅模塊如同一個(gè)AGC (自動(dòng)增益控制電路)，使信號(hào)有穩(wěn)定的脈沖電平，因而可以忽略由于遙控距離不同接收信號(hào)強(qiáng)弱引起的問(wèn)題。

　　圖中，很好理解只有AC(交流)信號(hào)可以通過(guò)帶通濾波器。帶通濾波器用于調(diào)諧發(fā)射極調(diào)制發(fā)射頻率。在一般的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中，這個(gè)頻率的范圍為30KHz到60KHz。

　　接下來(lái)的模塊是檢波，積分和比較。這三個(gè)模塊用于檢出調(diào)整頻率：若有調(diào)制頻率信號(hào)，則比較器輸出低電平。

　　如超毅電子之前所說(shuō)，所有這些功能模塊都集成到單一的電子器件(紅外接收頭)。市場(chǎng)上有很多生產(chǎn)商的現(xiàn)成的產(chǎn)品，大多數(shù)的產(chǎn)品都針對(duì)特定的頻率有多種型號(hào)。

　　請(qǐng)注意，接收頭的增益都設(shè)置到很大，因而接收系統(tǒng)很容易振蕩。一個(gè)大于22uF電容接到接收頭的電源端由著有效地退偶作用。很多數(shù)據(jù)表建議串聯(lián)一個(gè)330歐姆再接退偶電容的RC濾波方法。

在臺(tái)灣較著名的接收頭生產(chǎn)商家有：億光/Everlight，接收頭調(diào)制頻率有30，33，36，38，40和56KHz。

以上介紹了用于消費(fèi)電子作準(zhǔn)備的紅外遙控系統(tǒng)操作原理。超毅電子已知悉另外使用紅外遙控的可行方式，但因?yàn)槠渲幸稽c(diǎn)是機(jī)密，所以在上述中沒(méi)有提及。如果你想簡(jiǎn)單地控制一個(gè)收放機(jī)或者電視機(jī)，那就沒(méi)有什么機(jī)密可言。但當(dāng)談及到防盜門(mén)或汽車(chē)防盜方面，真是一個(gè)敏感的問(wèn)題。可能超毅電子會(huì)談到這些問(wèn)題，但不是現(xiàn)在。

　　以上僅是簡(jiǎn)單描述了基礎(chǔ)的紅外遙控原理，沒(méi)有談到發(fā)射和接收之間的通訊協(xié)議。各個(gè)生產(chǎn)商都設(shè)計(jì)了各自的通訊協(xié)議。超毅電子提供這方面技術(shù)支持，為您提供一系列的優(yōu)質(zhì)服務(wù)：免費(fèi)寄送樣品、提供產(chǎn)品規(guī)格書(shū)、出廠的檢驗(yàn)報(bào)告、產(chǎn)品解決方案、滿足客戶(hù)需求，歡迎各廠商來(lái)電咨詢(xún)洽談，免費(fèi)熱線：4008-800-932