红外发送接收电路原理

发布 2019-07-23 03:12:57 阅读 9518

图3是常用两种红外接收头的外形,均有三只引脚,即电源正vdd、电源负(gnd)和数据输出(out)。接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同,图3列出了因接收头的外形不同而引脚的区别。

红外接收头的主要参数如下:

工作电压:4.8~5.3v

工作电流:1.7~2.7ma

接收频率:38khz

峰值波长:980nm

静态输出:高电平。

输出低电平:≤0.4v

输出高电平:接近工作电压。

3.红外线遥控发射电路。

红外线遥控发射电路框图如图4所示。

框图4是目前所有红外遥控器发射电路的功能组成,其中的编码器即调制信号,按遥控器用途的编码方式可以很简单、也可以很复杂。例如用于电视机、vcd、***和组合音响的遥控发射的编码器,因其控制功能多达50种以上,此时的编码器均采用专用的红外线编码协议进行严格的编程,然而对控制功能少的红外遥控器,其编码器是简单而灵活。前者编码器是由生产厂家的专业人员按红外遥控协议进行编码,而后者适用于一般电子技术人员和电子爱好者的编码。

图4中的38khz振荡器即载波信号比较简单,但专业用的和业余用的也有区别,专业用的振荡器采用了晶振,而后者一般是rc振荡器。例如彩电红外遥控器上的发射端用了455khz的晶振,是经过整数分频的,分频系数为12,即455khz÷12=37.9khz。

当然也有一些工业用的遥控系统,采用36khz、40khz或56khz等的载波信号。

因红外遥控器的控制距离约10米远,要达到这个指标,其发射的载波频率(38khz)要求十分稳定,而非专业用的rc(38khz)载波频率稳定性差,往往偏离38khz甚至很远,这就大大缩短了遥控器的控制距离。因晶振频率十分稳定,所以专业厂家的遥控器全部采用晶振的38khz作遥控器的载波发送信号。

图4中编码器的编码信号对38khz的载波信号进行调制,再经红外发射管d向空间发送信号供遥控接收端一体化接收头接收、解调输出、再作处理。

利用红外线的特点,可以制作多路遥控器。在遥控发射电路中,有两种电路,即编码器和38khz载波信号发生器。在不需要多路控制的应用电路中,可以使用常规集成电路组成路数不多的红外遥控发射和接收电路,该电路无需使用较复杂的专用编译码器,因此制作容易。

4.频分制编码的遥控发射器。

在红外发射端利用专用(彩电、vcd、***等)的红外编码通讯协议作编码器,对一般电子技术人员或业余爱好者来说,是难于实现的,但对路数不多的遥控发射电路,可以采用频分制的方法制作编码器,而对一路的遥控电路,还可以不用编码器,直接发射38khz红外信号,即可达到控制的目的。

图5是一种一路的红外遥控发射电路,在该电路中,使用了一片icl高速cmos型4-2输入的“与非”门74hc00集成电路,组成低频振荡器作编码信号(f1),用ic2 555电路作载波振荡器,振荡频率为f0(38khz)。f1对f0进行调制,所以ic2的③脚的波形是断续的载波,该载波经红外发光二极管发送到空间。电路中的关键点a、b、b’波形如图2所示,其中b’是未调制的波形。

在图5中,选用了555电路作载波振荡器,其目的是说明电路的调制工作原理,即利用大家熟悉的555产生38khz方波信号,再利用555的复位端④脚作调制端,即当④脚为高电平时,555是常规的方波振荡器;当④脚为低电平时,555的③脚处于低电平。④脚的调制信号是由icl的与非门的低频振荡器而获得。

在实际应用中,遥控发射器是3v电池供电,为此只需把555电路icl剩余的两个与非门组成的38khz取而代之,如图7所示。

注意:这里未引用cmos 4-2输入的“与非”门cd4011作图5电路中的编码器和载波发生器,是因为cd4011作振荡产生方波信号时,属于模拟信号的应用。为了保证电路可靠起振,其工作电压需4.

5v以上,而74hc00的cmos集成电路的最低工作电压为2v,所以使用3v电源,完全可以可靠的工作。

5.遥控接收解调电路。

图8为红外接收解调控制电路,图8中ic2是lm567。lm567是一种锁相环集成电路,采用8脚双列直插塑封装,工作电压为+4.75~+9v,工作频率从直流到500khz,静态电流约8ma。

⑧脚为输出端,静态时为高电平,是由内部的集电极开路的三极管构成,允许最大灌电流为100ma。鉴于lm567的内部电路较复杂,这里仅介绍该电路的基本功能。

lm567的⑤、⑥脚外接的电阻(r3+rp)和电容c4,决定了内部压控振荡器的中心频率f01,f01=1/1.1rc,①、脚接的电容c3、c4到地,形成滤波网络,其中②脚的电容c2,决定锁相环路的捕捉带宽,电容值越大,环路带宽越窄。①脚接的电容c3为②脚的2倍以上为好。

弄清了lm567的基本组成后,再来分析图8电路的工作过程。

icl是红外接收头,它接收图1发出的红外线信号,接收的调制载波频率仍为38khz,接收信号经icl解调后,在其输出端out输出频率为f1(见图2)的方波信号,只要将lm567的中心频率f01调到(用rp)与发射端f1(见图2)相同,即f01=fl,则当发射端发射时,lm567开始工作,⑧脚由高电平变为低电平,该低电平使三极管8550导通,在a点输出开关信号驱动d触发锁存器,再由它驱动各种开关电路工作。这样,只要按一下图1电路的微动开关k,即发射红外线,接收电路图4即可输出开关信号开通控制电路,再按一下开关k,控制开关信号关闭,这就完成了完整的控制功能。

6.小结 利用图5和图8的电路,可以实现多路遥控器,即在发射端,将icl组成的低频振荡器,其电路模式不变,只改变电阻r2,即可构成若干种r组成的多个频率不同的低频振荡器(即编码),利用微动开关转接,38khz的载波电路共用;在接收电路中,一体化红外接收头共用,再设置与接收端编码器相同个数的lm567锁相器和后级锁相驱动控制电路,各锁相环的振荡频率与各编码器的低频编码信号的频率对应相等。这样发射端(图5)按压不同的按钮,载波信号接入不同频率编码的调制信号时,在接收端(图8),各对应的lm567的⑧脚的电平会发生变化,从而形成多路控制信号。

上述所述的工作方式,称为频分制的编码方式。这种频分制工作方式,其优点是可实现多路控制,但缺点是电路复杂,对于路数不多的控制电路,因电路工作原理简单,对一般电子技术人员仍然是有用的。

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