紅外遙控的發射和接收原理

為了更直觀地讓大家理解紅外遙控的原理，這篇文章用來幫你理解紅外遙控的發射管原理和接收原理。

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資訊的一種控制方式，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。

一、紅外遙控系統結構

紅外遙控系統的主要部分為調製、發射和接收，如圖1 所示：

圖1 紅外遙控系統

1.調製

紅外遙控是以調製的方式發射資料，就是把資料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的方波，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。

圖2 載波波形

1.發射系統

目前有很多種晶元可以實現紅外發射，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，這就要求晶元

的功耗要很低，晶元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元所用的晶振應該有

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。

圖3a 簡單驅動電路圖3b 射擊輸出驅動電路

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**管基極電壓鉗位在1.2v左右，因此**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。

1．一體化紅外置收頭

紅外訊號收發系統的典型電路如圖１所示，紅外置收電路通常被廠家整合在乙個元件中，成為一體化紅外置收頭。

內部電路包括紅外監測二極體，放大器，限副器，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訊號，

然後把訊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

訊號進入帶通濾波器，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，還原出發射端的訊號波形。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。

一體化紅外置收頭，如圖5a、5b所示：

圖5a 小體積接收頭irm38b引腳圖5b大體積接收頭irm38a引腳

紅外置收頭的種類很多，引腳定義也不相同，一般都有三個引腳，包括供電腳，接地和訊號輸出腳。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。

紅外置收頭內部放大器的增益很大，很容易引起干擾，因此在接收頭的供電腳上須加上濾波電容，一般在22uf以上。

有的廠家建議在供電腳和電源之間接入330歐電阻，進一步降低電源干擾。

紅外發射器可從遙控器廠家定製，也可以自己用微控制器的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。

因為一體化紅外置收頭已經將低噪音放大器,限幅器,帶通濾波器,解調器,以及整形驅動電路等整合在一起.所以電路做起來也非常簡單，下面介紹一下萬州光電紅外一體化接收頭的典型電路供參考：