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

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。

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

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

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。