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遥控器的原理


很多电器都采用红外遥控,那么红外遥控的工作原理是什么呢?首先我们来看看什么是红外线。 人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其 中红光的波长范围为 0.62~0.76μm; 紫光的波长范围为 0.38~0.46μm。 比紫光波长还短的 光叫紫外线,比红光波长还长的光叫红外线。 红外线遥控就是利用波长为 0.76~1.5μm 之间的近红外线来传送控制信号的。 常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。 发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管,由于其内部 材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它便发出的是红外线而不是可 见光。 目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为 940nm 左右, 外形与普通 5 发光二极 管相同,只是颜色不同。 红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。 判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样:用万用表电阻挡量一下红外发光 二极管的正、反向电阻即可。 红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定,而业余条件下只能用拉距法来 粗略判定。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。 在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在 电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。 红外接收二极管一般有圆形和方形两种。 由于红外发光二极管的发射功率一般都较小(100mW 左右) ,所以红外接收二极管接收到的 信号比较微弱,因此就要增加高增益放大电路。 前些年常用μPC1373H、CX20106A 等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还 是正式产品,大多都采用成品红外接收头。 成品红外接收头的封装大致有两种: 一种采用铁皮屏蔽; 一种是塑料封装。 均有三只引脚, 即电源正(VDD) 、电源负(GND)和数据输出(VO 或 OUT) 。红外接收头的引脚排列因型号不 同而不尽相同,可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳 屏蔽,使用起来如同一只三极管,非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。 红外遥控常用的载波频率为 38kHz,这是由发射端所使用的 455kHz 陶振来决定的。 在发射端要对晶振进行整数分频, 分频系数一般取 12, 所以 455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。 也有一些遥控系统采用 36kHz、40kHz、56kHz 等,一般由发射端晶振的振荡频率来决定。 红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁,故不同 房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰;电路调试简单,只要按给定电路 连接无误,一般不需任何调试即可投入工作;编解码容易,可进行多路遥控。 由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路,需要时按图索骥即可。因此,现在红 外遥控在家用电器、室内近距离(小于 10 米)遥控中得到了广泛的应用。 多路控制的红外遥控系统 多路控制的红外发射部分一般有许多按键, 代表不同的控制功能。 当发射端按下某一按键时,相应地在接收端有不同的输出状态。 接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。 “脉冲”输出是当 按发射端按键时, 接收端对应输出端输出一个 “有效脉冲” 宽度一般在 100ms 左右。 , “电平” 输出是指发射端按下键时, 接收端对应输出端输出 “有效电平” 发射端松开键时, , 接收端 “有 效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平” ,可能是高、也可能是低,取决于相应输 出脚的静态状况,如静态时为低,则“高”为有效;如静态时为高,则“低”为有效。大多 数情况下“高”为有效。 “自锁”输出是指发射端每按一次某一个键,接收端对应输出端改变 一次状态,即原来为高电平变为低电平,原来为低电平变为高电平。此种输出适合用作电源

开关、 静音控制等。 有时亦称这种输出形式为 “反相” 。 “互锁” 输出是指多个输出互相清除, 在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况,其它如调光、调速、音响的 输入选择等。 “数据”输出是指把一些发射键编上号码,利用接收端的几个输出形成一个二进制数,来 代表不同的按键输入。 一般情况下,接收端除了几位数据输出外,还应有一位“数据有效”输出端,以便后级适 时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。 除以上输出形式外,还有“锁 存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号,接收端对应输出 予以“储存” ,直至收到新的信号为止; “暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。[编辑 本段]遥控距离的影响因素 影响遥控器遥控距离(Remote distance of RF Remote Control)的因素主要有如下几点 [1]: 1、发射功率:发射功率大则距离远,但耗电大,容易产生干扰; 2、 接收灵敏度: 接收器的接收灵敏度提高, 遥控距离增大, 但容易受干扰造成误动或失控; 3、天线:采用直线型天线,并且相互平行,遥控距离远,但占据空间大,在使用中把天线 拉长、拉直可增加遥控距离; 4、高度:天线越高,遥控距离越远,但受客观条件限制; 5、阻挡:目前使用的无线遥控器使用国家规定的 UHF 频段,其传播特性和光近似,直线传 播,绕射较小,发射器和接收器之间如有墙壁阻挡将大大打折遥控距离,如果是钢筋混泥土 的墙壁,由于导体对电波的吸收作用,影响更甚。


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