紅外接收頭

紅外接收頭

紅外線接收模組 (InfraRed Receiver Module,簡稱IRM)

為OPIC(OPtical IC)的一種,OPIC為光電元件與積體電路(IC)的組合元件。為IC化紅外線受光元件,將光二極體與特殊指令集積體電路(ASIC)共同組合封裝而成的產品,可簡化及小型化套用商品之電路設計。

基本介紹

  • 中文名:紅外接收頭
  • 外文名:IRM
  • 電壓(Vcc):部構造與
  • 頻率(Khz):32.7、36.7、38、40、56.7
元件介紹,基本原理,遙控系統,套用領域,

元件介紹

紅外信號收發系統的典型電路如圖1所示,紅外接收電路通常被廠家集成在一個元件中,成為一體化紅外接收頭。 內部電路包括紅外監測二極體,放大器,限幅器,帶通濾波器,積分電路,比較器等。紅外監測二極體監測到紅外信號,然後把信號送到放大器和限幅器,限幅器把脈衝幅度控制在一定的水平,而不論紅外發射器和接收器的距離遠近。交流 信號進入帶通濾波器,帶通濾波器可以通過30khz到60khz的負載波,通過解調電路和積分電路進入比較器,比較器輸出 高低電平,還原出發射端的信號波形。注意輸出的高低電平和發射端是反相的,這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。紅外接收頭的種類很多,引腳定義也不相同,一般都有三個引腳,包括供電腳,接地和信號輸出腳。根據發射端調製 載波的不同應選用相應解調頻率的接收頭。紅外接收頭內部放大器的增益很大,很容易引起干擾,因此在接收頭的VCC (電壓)PIN腳與GND(地線)pin腳須加上濾波電容,經專家測試試驗一般在47uf 陶瓷電容(注意:電容加到100uf或20UF電容會導致接收頭接收距離拉短)。另針對VCC(電壓)PIN腳與Vout(輸出)之間串入一個10K歐姆的上拉電阻,電壓不穩定的時候進行上拉作用。紅外發射器可從遙控器廠家定製,也可以自己用單片機的PWM產生,家庭遙控推薦使用紅外發射管(L5IR4-45)的可產生37.91KHz的PWM, PWM占空比設定為1/3, 通過簡單的定時中斷開關PWM, 即可產生 發射波形。
紅外接收頭

基本原理

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。其中紅光的波長範圍為0.62~0.76μm;紫光的波長範圍為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。

遙控系統

紅外遙控的概述:
紅外線的光譜位於紅色光之外, 波長是0.76~1.5μm,比紅光的波長還長。紅外遙控是利用紅外線進行傳遞信息的一種控制方式,紅外遙控具有抗干擾,電路簡單,容易編碼和解碼,功耗小,成本低的優點。紅外遙控幾乎適用所有家電的控制。
紅外遙控系統的主要部分為調製、發射和接收,如圖 所示:
1.調製
圖1 紅外遙控系統圖1 紅外遙控系統
紅外遙控是以調製的方式發射數據,就是把數據和一定頻率的載波進行“與”操作,這樣既可以提高發射效率又可以降低電源 功耗。
調製載波頻率一般在30khz到60khz之間,大多數使用的是38kHz,占空比1/3的矩形波,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,分頻係數一般取12,所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。
2.發射系統
圖2 載波波形圖2 載波波形
目前有很多種晶片可以實現紅外發射,可以根據選擇發出不同種類的編碼。由於發射系統一般用電池供電,這就要求晶片 的功耗要很低,晶片大多都設計成可以處於休眠狀態,當有按鍵按下時才工作,這樣可以降低功耗。晶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體(LED)發射出去,紅外發光二極體(紅外發射管)內部構造與普通的發光二極體基本相同,材料和普通發光二極體不同,在紅外發射管兩端施加一定電壓時,它發出的是紅外線而不是可見光。
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體的開關速度要快,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3b 射極輸出驅動電路圖3b 射極輸出驅動電路
圖3a 簡單驅動電路圖3a 簡單驅動電路
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,兩個二極體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。

套用領域

紅外接收頭廣泛套用於:空調、風扇、暖風機、加濕器、電視、DVD、機頂盒、車載移動DVD、硬碟播放器、多媒體組合音響、數碼相框、手機等家電產品,電腦及周邊設備,感應潔具,儀表,工業自動化,遙控玩具,通訊器材,照相器材,事務機器,金融電子,汽車電子,燈飾照明等領域。

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