紅外線發射管遙控原理，從紅外光，調制，發射機這幾個方面去了解，希望可以幫到大家對IR(紅外)的原理有新的認識。

      在可視范圍內遙控設備最廉價的方式是通過紅外線。目前幾乎所有的視頻和音頻設備都可以通過這種方式遙控。由于該技術應用廣泛，相應的應用器件都十分廉價，因此紅外遙控是我們日常設備控制的理想方式。

      這部分的知識將解釋紅外遙控的原理，以及一些我們日常使用到的消費類電器紅外控制協議。

      紅外光

       紅外光實際上就是一種特殊顏色的普通光。我們不能看到這種特殊的顏色是因為它的波長大于950nm，位于可見光譜之下。這就是我們使用紅外光遙控的目地之一：我們要利用它，但我們不希望能看到它。另一個原因就紅外LED(發光二極管)十分容易制作，制作成本很低。

        盡管我們看不到從遙控器上發射出來的紅外光，但并不意味著我們不能使它可見。如圖，通過攝影機和數碼照相機，我們都能“看到”紅外光。

   　對我們不利的是，紅外光的發光源實在是太多了。太陽光是其中最強的一個光源，其它的有諸如：白熾燈、蠟燭、熱系統中心(如散熱器件)，甚至我們的身體。實際上，只要有發熱的物體，都會發出紅外光。

        因此，我們需要注意保證我們的紅外遙控傳送的信息準確無誤的發射到接收器上。

    調制

        調制是我們使需要的信號區別于噪音方法。通過調制我們可以使紅外光以特定的頻率閃爍。紅外接收器會適配這個頻率，其它的噪音信號都將被忽略。

        你可以認為這種閃爍是引起接收器“注意”方法，正如我們人類特別容易被黃色的燈光引起注意一樣，甚至在白天。

  　上圖左邊，調制信號通過驅動放大由紅外LED發射;上圖右邊，信號通過接收器檢測輸出。

       在串行通訊里，我們經常談及‘marks’和‘spaces’標記?！畇paces’是個默認信號，是指發射管關閉狀態，在‘spaces’期間，紅外光不被發射。反之在‘marks’狀態期間，紅外光以特定的頻率脈沖形式發射。在消費類電子產品里，脈沖頻率普遍采用30KHz到60KHz這個頻段。

       在接收端，一個‘space’信號以高電平的重現方式輸出。反之一個‘mark’信號便是以低電平方式重現。

      請注意，這里的‘marks’和‘spaces’不是我們需要發送的狀態1和0。‘marks’和‘spaces’以及1和0之間的真正關系取決于被應用的協議。更多關于協議的信息，下面的協議部分將繼續介紹。

      發射機

      發射機通常是一個帶電池的手持裝置。它設計成盡可能減少功耗，以及發射的信號盡可能強以致發射的距離更遠。更甚之是，它可以經受震動。

       已經有很多現成的紅外發射芯片，較老版本的芯片僅支持單一的協議?，F在很多低功耗芯片用于紅外發射的一個根本原因是它們可以更靈活的運用在這方面。當沒有遙控按鈕按下時，它們處于幾乎不消耗電能的低功耗待機模式，而當按鈕按下時，它們會馬上喚醒發射相應紅外命令。

      石英晶振很少使用在這些手持發射裝置。它們極度脆弱以致在發射裝置掉在地上時損壞。而陶瓷晶振更適合在這些設備上使用，因為它們可以承受很大機械震動，而它們較低的精確性應用在這里并不重要。

      通過紅外LED的電流范圍在100mA到達1A!為了使遙控的距離更遠，通過紅外LED的電流盡可能高。而實際設計時應結合LED的參數、電池壽命和遙控距離適中選取。通過紅外LED的電流可以達到這么高時因為驅動LED的脈沖時間很短。紅外LED的平均功耗不應該超過最大值。你也需要注意紅外LED的峰值電流不能超標。所有這些參數都可以參閱LED的數據表。一個簡單晶體三極管放大電路就可以用來驅動紅外LED。選擇三極管時應該考慮的是合適的HFE和頻率響應參數。

　   圖中的限流電阻可以簡單地通過歐姆定律計算(U=IR)。而在紅外LED的壓降低至1.1V。

       如上說提及的驅動電路，有個缺點：當電池電壓下降時，通過LED的電流也跟著下降，最終導致遙控的距離更短。

        而一個射極跟隨器可以解決這個問題。兩個二極管串聯和三極管的的基極并聯可以三極管的基極電壓箝位在1.2V左右，因而三極管基極到射極的電壓箝位在0.6V左右，使得發射極電壓始終保持在0.6V左右。所以恒定的放大倍數通過恒定的限流電阻最終仍得到一個較為恒定的大射極電流。仍然可以通過歐姆定律計算通過紅外LED的電流。

      接收器

      市場上有很多現成的接收器。最重要的選擇條件便是調制頻率和你所在區域的可行性。

       紅外信號由接收器的檢波二極管接收，信號通過放大和限幅2個環節處理。限幅模塊如同一個AGC (自動增益控制電路)，使信號有穩定的脈沖電平，因而可以忽略由于遙控距離不同接收信號強弱引起的問題。

       圖中，很好理解只有AC(交流)信號可以通過帶通濾波器。帶通濾波器用于調諧發射極調制發射頻率。在一般的消費類電子產品中，這個頻率的范圍為30KHz到60KHz。

        接下來的模塊是檢波，積分和比較。這三個模塊用于檢出調整頻率：若有調制頻率信號，則比較器輸出低電平，有很多生產商的現成的產品，大多數的產品都針對特定的頻率有多種型號。

     請注意，接收頭的增益都設置到很大，因而接收系統很容易振蕩。一個大于22uF電容接到接收頭的電源端由著有效地退偶作用。很多數據表建議串聯一個330歐姆再接退偶電容的RC濾波方法。

         億光/Everlight，接收頭調制頻率有30，33，36，38，40和56KHz。