红外遥控开关接收电路

目录

1、引言 (1)

2、总体设计方案 (1)

2.1 设计思路 (1)

2.2 总体设计图 (2)

2.3、电源电路 (2)

2.4、红外发光二极管 (2)

2.5、光敏三极管 (3)

3、电路原理 (3)

3.1红外发射电路 (3)

3.2、红外接收电路 (4)

4、总结与体会 (4)

参考文献 (6)

附录：红外遥控开关仿真图 (6)

红外遥控开关设计

机电系电气工程及其自动化094 张亚勇 2009190425

摘要：红外线开关具有灵敏度高、抗干扰性能好等特点，其遥控距离为8m以上，可用于控制照明灯、电风扇等家用电器。本例红外遥控开关利用常用的彩色遥控器去控制一种或多种家用电器。该红外线遥控开关由电源部分、红外接收部分、解码与控制部分、执行电路组成。由彩色遥控器发出红外信号，一体化接收头接收到遥控编码信号后送到解码与控制集成电路，由解码控制集成电路内部分析处理后输出信号送给执行电路去控制电器的开、关。

关键词：电源红外接收器执行电路

1、引言

红外遥控是当前使用最为广泛的通信和控制手段之一，由于其结构简单、体积小、功耗低、抗干扰能力强、可靠性高及成本低等优点而广泛应用于家电产品、工业控制和智能仪器系统中。然而市场上的绝大部分遥控器都是针对各自特定的遥控对象设计的，不能直接应用于通用的智能仪器研发及其更一般的控制场合。通常情况下，一般家庭所使用的电视机、空调、VCD／DVD等家用电器都使用了红外遥控器，而这些红外遥控器都是针对各自产品所设计的，从而导致了一般家庭中拥有数个遥控器，那么，能否将这些遥控器的功能进行复用，进而减少遥控器的数量，使遥控器的功能更加强大，就显得十分必要了。

2、总体设计方案

2.1 设计思路

一个完整的红外遥控开关包括红外发射和装臵和红外接收装臵，每一部分的设计思路不同。

对于红外发射装臵，应该包括控制电路、方波振荡器和红外发射装臵。有开关控制产生的信号经过方波振荡器整形后控制三极管的基极控制三极管的导通与否而控制在其集电极的红外发光二极管的接通与断开，实现红外光脉冲的发射。

而对于接收装臵接受的信号弱，所以红外遥控接收装臵必须有一个红外接头所接受的信号在这个电路里放大、限幅、选频、检波及整形处理，然后字啊送入解调器电路中。用锁相环对设计的电路进行加密，只有符合一定频率的信号才能被电路接收，锁相环接收到信号后输出的是一个低电平信号，经过双稳态D触发器后接到控制执行电路中，实现对设备的遥控。

2.2 总体设计图

2.3、电源电路

发射电路的电源可12V直流电源直接提供。

接收电路的电源

该电路由两个电阻、两个电容、一个二极管和一个稳压二极管组成。接接收装臵的电源电路由交流220V经R1和C1降流限压，VS稳压、D2整流及C2滤波后转化为5V左右的直流电压为其他电路提供工作电压。同时交流220V也为负载的电源。如图1所示。

图2 电源电路

2.4、红外发光二极管

它是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同与普通发光二极管，因而在其两端加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。

常用的红外发光二极管，其外形和发光二极管LED相似，发出红外光。管压降约1.4v，工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压，回路中常常串有限流电阻。

发射红外线去控制相应的受控装臵时，其控制的距离与发射功率成正比。为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值IP，就能增加红外光的发射距离。提高I p的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度T，一些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3-1/4；一些电器产品红外遥控，其占空比是1/10。减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。常见的红外发光二极管，其功率分为小功率(1mW-10mW)、中功率（20mW-50mW)和大功率（50mW-100mW以上)三大类。要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。

用红外发光二极管发射红外线去控制受控装臵时，受控装臵中均有相应的红外光电转换元件，如红外接收二极管，光敏三极管等。实用中已有红外发射和接

收配对的二极管。

图3 红外发光二极管

2.5、光敏三极管

光敏三极管和普通三极管相似，也有电流放大作用，只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制，同时也受光辐射的控制。通常基极不引出，但一些光敏三极管的基极有引出，用于温度补偿和附加控制等作用。

当具有光敏特性的PN 结受到光辐射时，形成光电流，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流。不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性，与光敏二级管相比，具有很大的光电流放大作用，即很高的灵敏度。

图4 红外光敏三极管

3、电路原理

3.1红外发射电路

本实验电路板的红外线发射电路实际上是多谐振荡器电路,是一种集－基耦合基极定时多谐振荡器。当按下按钮AN时,电源接通,电路工作,此时，电路具有两种可能的工作状态（V1导通，V2截止，或V2导通，V1截止），但这两种状态都是暂稳态，通过电容C1或C2的反向充电，使截止管的基极电压不断变化，促使电路自动翻转，电路每翻转一次，输出信号发生一次跳变，使得输出信号为矩形波，经红外发射管调制以不可见光的红外光波发射出去。

图5 红外发射电路

3.2、红外接收电路

本实验电路的红外线接收电路是由接收信号放大电路、双稳态触发器电路和继电器驱动电路。接收放大部分是由接收管V1和三个三极管（V2、V3、V4）组成的复合放大电路，对接收到的信号进行放大，放大后的信号由C1耦合输出，经D1检波后作为双稳态触发器的触发信号。双稳态触发器是一种集－基耦合双稳态触发器。D2、D3是隔离二极管；R6、C3组成微分电路，它们共同组成计数输入触发电路。通电后，电路经过正反馈过程进入稳定状态（V5截止、V6饱和），以后，如果没有触发信号输入（即接收端没有收到红外线信号），电路就一直维持在这种稳定状态，继电器不动作。在触发信号作用下（即接收端收到红外线信号），电路可以从一种稳定状态翻转为另一种稳定状态。红外线发射器按钮每按一下，电路状态改变一次，V6集电极输出状态就改变一次（从高电平变为低电平或从低电平变成高电平）。继电器驱动电路是由V7、D4、RP2、D5组成。当V6集电极为高电平时，即V7的基极为高电位，V7饱和继电器K吸合，继电器接点导通，由及电器开关控制的电路工作。反之控制电路不工作。

图6 红外接收电路

4、总结与体会

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关高频电子线路方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。