红外线遥控器的原理是什么?

作者&投稿:进光 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
红外遥控器的原理是什么?~

红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波;红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成,它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号,再送后置放大器。应用最多的就是家电遥控器,目前在家电遥控市场中以安瑞创红外遥控器应用得最多用户较广。此类红外遥控器的原理图如下:

  现在使用的遥控器使用的频率都是38KHZ,是用一定方式对不同的按键进行编码,通过专用的集成电路产生调制波,通过红外线二极管发射出去。电视机接收之后进行解码再执行相应的动作。
不同频率的红外脉冲信号对应不同的命令
而这种脉冲是用石英实现的。你知道石英钟吧,通电之后石英的震动频率非常快而且很均匀,所以可以用它实现不同的脉冲频率
回答者:天使在红河岸2008-12-10 15:18:38

1 红外遥控系统

通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成,应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作,如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器;接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。

2 遥控发射器及其编码

遥控发射器专用芯片很多,根据编码格式可以分成两大类,这里我们以运用比较广泛,解码比较容易的一类来加以说明,现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后,即有遥控码发出,所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征:

采用脉宽调制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”,其波形如图2所示。

上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率,达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射,如图3所示。

UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组,其中前16位为用户识别码,能区别不同的电器设备,防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H;后16位为8位操作码(功能码)及其反码。UPD6121G最多额128种不同组合的编码。

遥控器在按键按下后,周期性地发出同一种32位二进制码,周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同,大约在45~63ms之间,图4为发射波形图。

当一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活,将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码(9ms),一个结果码(4.5ms),低8位地址码(9ms~18ms),高8位地址码(9ms~18ms),8位数据码(9ms~18ms)和这8位数据的反码(9ms~18ms)组成。如果键按下超过108ms仍未松开,接下来发射的代码(连发代码)将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。

代码格式(以接收代码为准,接收代码与发射代码反向)
①位定义

②单发代码格式

③连发代码格式

注:代码宽度算法:

16位地址码的最短宽度:1.12×16=18ms 16位地址码的最长宽度:2.24ms×16=36ms

易知8位数据代码及其8位反代码的宽度和不变:(1.12ms+2.24ms)×8=27ms

∴32位代码的宽度为(18ms+27ms)~(36ms+27ms)

1. 解码的关键是如何识别“0”和“1”,从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms的低电平开始,不同的是高电平的宽度不同,“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从0.56ms低电平过后,开始延时,0.56ms以后,若读到的电平为低,说明该位为“0”,反之则为“1”,为了可靠起见,延时必须比0.56ms长些,但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”,读到的已是下一位的高电平,因此取(1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最为可靠,一般取0.84ms左右均可。

2. 根据码的格式,应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。

接收器及解码

一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大于一体,不需要任何外接元件,就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作,而体积和普通的塑封三极管大小一样,它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。

红外遥控器是利用一个红外发光二极管,以红外光为载体来将按键信息传递给接收端的设备。红外光对于人眼是不可见的,因此使用红外遥控器不会影响人的视觉(可以打开手机摄像头,遥控器对着摄像头按,可以看到遥控器发出的红外光)。



红外线遥控器的原理比较简单,就是通过遥控里的红外发射管把信号换成不可见的红外线发出去,然后被遥控的物体接里的红外线接收头接收到红外线然后转成信号,然后信号就能控制物体了,当然这个过程涉及到很多配件和原理,不能详细一一说清楚,就简单说说红外线部分吧。
:红外遥控系统主要分为调制、发射
和接收三部分,如下图所示:
调制:红外遥控发射数据时采用调制的方式,即把数据和一定频率的载波进行“与”操
作,这样可以提高发射效率和降低电源功
耗。调制载波频率一般在30khz
到60khz
之间,大多数使用的是38kHz,占空比1/3
的方波,如图所示,
这是由发射端所使用的455kHz
晶振决定的。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。
发射系统:目前有很多种芯片可以实现红外发射,可以根据选择发出不同种类的编码。
由于发射系统一般用电池供电,这就要求芯片的功耗要很低,芯片大多都设计成可以处于休
眠状态,当有按键按下时才工作,这样可以降低功耗芯片所用的晶振应该有足够的耐物理撞
击能力,不能选用普通的石英晶体,一般是选用陶瓷共鸣器,陶瓷共鸣器准确性没有石英晶
体高,但通常一点误差可以忽略不计。红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去,红外发
光二极管内部材料和普通发光二极管不同,在其两端施加一定电压时,它发出的是红外线而
不是可见光。最简单电路,选用元件时要注意三极管的开关速度要快,还要考虑到LED
的正向
电流和反向漏电流,一般流过LED
的最大正向电流为100mA,电流越大,其发射的波形强
度越大。这个电路有一点缺陷,当电池电压下降时,流过LED
的电流会降低,发射波形强
度降低,遥控距离就会变小。
而射极输出电路可以解决这个问题,两个二极管把三级管基极电压钳位在1.2V
左右,因此
三级管发射极电压固定在0.6V
左右,发射极电流IE
基本不变,根据IE≈IC,所以流过LED
的电流也基本不变,这样保证了当电池电压降低时还可以保证一定的遥控距离。
接收:红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中,成为一体化红外接收头。内部电路
包括红外监测二极管,放大器,限副器,带通滤波器,积分电路,比较器等。红外监测二极
管监测到红外信号,然后把信号送到放大器和限幅器,限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平,
而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器,带通滤波器可以通过
30khz
到60khz
的负载波,通过解调电路和积分电路进入比较器,比较器输出高低电平,还
原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的,这样的目的是为了提高接
收的灵敏度。
这段文字是从百度文库里的《红外接收头入门宝典
》http://wenku.baidu.com/view/911889d484254b35eefd3419.html?st=1

是什么遥控器?无线电遥控 还是红外线遥控
无线电遥控也有很多种,可以用一个电容或电感三点式振荡电路来实现。发射部分由一个信号波产生模块和一个载波产生模块,把两种波调制后由发射电路发射出去,接收部分用一个解调模块解调后得到所要的信号波,为了防止和其它遥控器相干扰,就在发射接收端都加一组加密芯片。想自己做的话,高频载波注意弄好些。 电路图 百度一下,N多。
电视机 DVD等都是红外线的
信号是脉冲信号:一种是每个按键按下时发射的脉冲个数不一样,来区别不同按键,但键数多了就难处理了。另一种用的较多,一般由一个或两个启动脉冲(宽度比较宽差不多可达到10MS) 然后是 32个信号脉冲 最后是一个和启动脉冲一样的结束脉冲。
信号用脉冲的宽度来区别0和1,比如说如果脉冲宽度是1.2MS就代表1,0.6MS就代表0,那么就可以形成32个0101......的脉冲串(四个字节)。红外线接收头也很便宜,才6毛一个
发射器就不用自己弄啦,那么多DVD,VCD,随便拿一个就OK啦
然后就拿到示波器上测每个键的波形,麻烦些就用单片机测。

这原理可简单了,你看过船上的灯光信号?或旗语信号吧,就是在够不着的地用一束光来进行联系,这红外遥控器也是这的了,只是用的是红外光而不是可见光,




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