电子说
虽然现在移动电子设备应用广泛,但电视机依然是家庭的必备电器,而遥控器作为电视的控制设备,让人们毫不费力就可以调换电视频道,那么遥控器是如何实现对电视机进行遥控的呢?
随着电子技术的发展,电视遥控器的种类也随之增多。最常见的就是红外线遥控式,在我们日常生活中,如空调,电视,机顶盒等等,应用最广泛的就是红外线遥控模式了,以电视机遥控器为例,我们来谈谈其工作原理。
遥控器的组成
通过拆解我们看到,整个遥控器分为外壳,键盘,电池仓,电池,PCB板,和螺丝组成。整块PCB电路比较简单,主要的器件是黑色的集成电路和红外发射管,简单到甚至连电阻和电容都没有。键盘上的按键是一层凸起来的黑色导电材料的涂层,按键原理是,当按键被按下时,使PCB上的按键电路短接,达到检测按键按下的目的。
遥控系统一般由发射器、接收器和中央处理器三部分组成,接收器和CPU部分都在电视机上。一般电视机遥控器是利用红外线来发射出控制信息的,其工作距离只有0~10米,并且沿直线传播。在遥控器内部的电路中,对应于遥控器上每一个按键,其内部电路都采用了一种特定的编码方式与其对应。当按下特定按键时,电路中的某一电路连通,芯片能够检测出哪一电路被连通,并判断出是哪一按键被按下。然后,芯片会发出与该按键相对应的编码序列信号,该信号调制处理后会发送给发光二极管,被转换为红外线信号向外辐射。电视机接收器接收到红外线信号经过解调处理,恢复出其中的控制信号,并将该信号发送给中央处理器,由中央处理器执行换台等相应操作。由此,我们便实现了对电视机的遥控功能。
红外线遥控器的优点有很多。首先,红外线遥控器成本造价较低,更容易被大众接受。其次,红外线遥控器不会对周边环境产生影响,对其它的电器不存在干扰,即使在不同屋内的家用电器我们也可以使用相同类型的遥控器,因为红外线遥控器不能穿透墙壁,因此不会有干扰的现象发生。最后,遥控系统电路调试简便,通常不用任何的调试我们便可进行使用,只要按照指定的电路进行正确的连接即可。所以,红外线遥控器在我们的家用电器得到了普遍的使用。
遥控器都有学习按键,按学控制键使CPU切换到学习状态,此时学习状态指示灯点亮,在按下某一设备选择键时,指示灯常亮,对准要学习的一个遥控器按下要学习的功能键,指示灯熄灭,数据存储到内部存储器,从而完成一个键的学习。如果再学习其他键的功能,方法相同。如果想学习另外设备的各个键的功能,按下本遥控器的另外一个设备选择键,然后分别按下各个功能控制键,从而学习被学习遥控器的各个功能。
遥控器为什么这么省电,是因为遥控器在没有按键按下的时候是不工作,就像人睡觉了一样,基本不消耗电流,睡眠电流为ua级,当有按键按下时CPU中断响应唤醒了CPU,就像闹钟早上叫醒人类一样,完成相应工作。之后又进入睡眠状态。减少对电池的消耗,两节电池基本可以使用半年至一年。
红外遥控器发射电路、接收电路、编码电路详解
红外发射电路
红外发射电路采用红外发光二极管发出来的经过调制的红外光波,其电路结构多式多样,工作频率可根据需要设定。利用红外发光二极管发射红外线有两种方式:一是单路控制型电路,二是多路控制型电路。其中单路控制型电路采用非编码脉冲调制来产生调制光信号。常用的红外发射电路有555红外发射电路,M50560红外发射电路,编码式红外电路。
1、555红外发射电路
555时基电路组成的单通道非编码式红外发射电路见下图。
555时基电路构成多谐振荡器,由于在充放电回路中设置了隔离二极管D01,D02,所以充放电回路可独立调整,使电路输出脉冲的占空比达到1:10,这有助于提高红外发光二极管的峰值电流,增大发射功率。555时基电路3脚输出的脉冲信号经R3加到三极管VT1的基极,由VT1驱动红外发光二极管VD03工作。只要按动一次开关按钮K,电路便可发出红外线。
2、M50560红外发射电路
由M50560组成的单通道非编码式红外发射电路见下图。
M50560的4、5脚接有石英晶振X及C3,C4,它们和内部电路组成时钟振荡器,可产生456KHz的脉冲信号,经12分频后成为38KHz,占空比1:3的红外载波信号。M50560的19脚为调制信号的输出端,经三极管VT1驱动红外发光二极管VD01工作,按下发射控制键K,即可发出调制后的红外光。
3、编码式红外发射电路
见下图。
该电路由红外遥控键盘矩阵电路,M50110P红外遥控发射集成电路及放大驱动电路三部分组成。
核心电路是IC01(M50110P),其4-14脚外接键盘电路,即遥控器的操作按键,按键按下,IC01的15脚输出指令信号,经VT01,VT02放大后驱动红外发光二极管VD01,VD02,VD03,发射红外信号。
K01为蜂鸣器,VT03,VT04驱动蜂鸣器。
红外接收电路
红外接收电路由红外接收二极管、放大、滤波、整形电路组成,接收到红外光信号后,将之转换为电信号,再送到前置放大器放大,最后由驱动电路来驱动执行元件实现各种操作指令。
红外接收电路也是多种多样的,可根据实际需要进行设计。
红外光接收电路见下图。
红外接收二极管VD01接收到红外光信号,转变为电脉冲信号,经IC1集成运算放大器放大,输入到锁相环电路IC2,R3和C7组成固定频率的振荡器,频率与发射电路频率相同。IC2的8脚输出低电平,三极管VT01导通,继电器K1吸合,其触点作为开关去控制被控负载。平时没有红外信号时,IC2的8脚,输出高电平,VT01截止,继电器不工作。
遥控电路识图分析
首先根据电路功能,将电路分为发射和接收两部分,然后分别分析。找出电路中主要元器件,并了解其功能,根据信号的流程逐一分析。
简单的红外光遥控电路如下图。
发射电路由振荡器、放大器、开关、驱动电路等组成,振荡器产生的脉冲信号经放大、驱动红外发光二极管。
接收电路是由uPC1373H和红外光敏二极管等组成,光敏二极管收到红外信号后,将光信号变为电信号送给uPC1373H,然后经放大、滤波后输出控制信号。
审核编辑:汤梓红
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