红外发射、接收头(红外基础知识).
(整理)红外发射和接收器件示例
图2-2 红外发射和接收器件示例红外一体化接收头内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。
红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。
交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。
注意输出的高低电平和发射端是反相的。
图2-3为红外发射和接收解码的示意图。
在发射部分设计一个38kHz的载波，在发射数据（全码）为高电平时输出载波，发射数据（全码）为低电平时输出低电平，二者实现了逻辑与的关系，得到的信号（红外发射）驱动红外发射二极管向空间发射红外线。
红外一体化接收头接收到红外信号后，解码出与发射数据（全码）逻辑相反的数据。
图2-3 红外发射和接收解码的示意图3系统硬件设计3.2红外遥控单元本设计中作为发射部分使用的遥控器为M5046AP机芯的电视机遥控器。
电视机遥控器应用的是红外收发原理，即遥控器前端侧面的红外发射管发射出红外信号，电路板上红外接收管接收到信号后送到单片机内部，经译码后变成相应的操作指令，以实现定时、遥控风扇的功能。
红外遥控器的内部关键电路和接收管电路如图3-1所示。
图3-13.3单片机控制单元本设计以AT89S51单片机为主控器，单片机控制电路设计如图3-2所示。
单片机的P1.2-P1.4口用于控制风扇的3个档次，设计中用继电器来模拟风扇换挡开关；P1.6和P1.7引脚控制时钟电路；P2口作为液晶显示的8位数据线；P3.0和P3.1口控制风扇工作状态指示灯，分为手动和自动2个状态；P3.2中断0用于接收红外遥控编码信号；P3.4接收温度数据；P3.5-P3.7三个引脚分别控制液晶显示器的控制端。
图3-2为单片机控制电路。
图3-23.4时钟单元3.4.1DS1307简介种低功耗、BCD码的8引脚实时时钟芯片。
红外遥控器的基本原理
红外遥控器的基本原理•红外线的特点人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次(从长到短)为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，红光的波长范围为0.62μm～0.7μm，比红光波长还长的光叫红外线。
红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm 之间的近红外线来传送控制信号的。
红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。
电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。
红外线发射和接收人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。
发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光。
常用的红外发光二极管发出的红外线波长为 940nm 左右，外形与普通φ5mm 发光二极管相同，只是颜色不同。
一般有透明、黑色和深蓝等三种。
判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。
单只红外发光二极管的发射功率约100mW。
红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。
接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。
红外接收二极管一般有圆形和方形两种。
由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。
然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头。
红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。
所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。
红外遥控器的协议•鉴于家用电器的品种多样化和用户的使用特点，生产厂家对红外遥控器进行了严格的规范编码，这些编码各不相同，从而形成不同的编码方式，统一称为红外遥控器编码传输协议。
了解这些编码协议的原理，不仅对学习和应用红外遥控器是必备的知识，同时也对学习射频（一般大于300MHz）无线遥控器的工作原理有很大的帮助。
红外遥控发射接收系统课件
发射器的编码与调制方式
编码方式
红外遥控发射器采用多种编码方式，如PWM（脉宽调制）编 码、PPM（脉冲位置调制）编码等，以实现不同按键信号的 编码与发送。
调制方式
红外遥控发射器通常采用FSK（频移键控）或PSK（相移键控 ）等调制方式，将低频控制信号调制到高频载波上，以提高 信号的抗干扰能力和传输距离。
04
红外接收管电路设计
接收管选择：选用高灵敏度的红外接收管 。
05
06
信号处理电路设计：设计信号放大、滤波 、比较等电路，提高接收信号的信噪比。
软件程序设计
要点一
初始化
初始化硬件设备，如红外发射管、接收管、单片机等。
要点二
循环检测
不断检测是否有红外信号输入，若有则执行相应操作。
软件程序设计
01
02
发射器的优化与改进
提高发射距离
通过提高发射功率、选用高效率 的红外发光二极管等措施，可以 增加红外遥控发射器的发射距离
。
降低功耗
采用低功耗设计、选用合适的电源 管理系统等技术手段，可以降低红 外遥控发射器的功耗，延长使用寿 命。
兼容性与互操作性
针对不同品牌和型号的红外遥控接 收器，红外遥控发射器应具备兼容 性和互操作性，以实现广泛的适用 范围。
接收器的优化与改进
抗干扰能力
降低功耗
为了提高红外遥控接收器的抗干扰能 力，可以采用多种抗干扰技术，如扩 频技术、跳频技术、频移键控等。
为了降低红外遥控接收器的功耗，可 以采用低功耗设计，如采用CMOS工 艺、采用休眠模式等。
灵敏度提升
通过优化接收管和信号处理电路的设 计，可以提高红外遥控接收器的灵敏 度，使其能够更好地接收微弱信号。
红外遥控的发射和接收
红外遥控的发射和接收Donna 发表于2006-5-12 10:08:00光谱位于红色光之外，波长为0.76～1.5μm，比红色光的波长还长，这样的光被称为红外线。
红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制系统，红外遥控具有抗干扰，电路简单，编码及解码容易，功耗小，成本低的优点，目前几乎所有的视频和音频设备都支持这种控制方式。
一、红外遥控系统结构红外遥控系统主要分为调制、发射和接收三部分，如图1 所示：图1 红外遥控系统1.调制红外遥控发射数据时采用调制的方式，即把数据和一定频率的载波进行“与”操作，这样可以提高发射效率和降低电源功耗。
调制载波频率一般在30khz到60khz之间，大多数使用的是38kHz，占空比1/3的方波，如图2所示，这是由发射端所使用的455kHz晶振决定的。
在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。
图2 载波波形1.发射系统目前有很多种芯片可以实现红外发射，可以根据选择发出不同种类的编码。
由于发射系统一般用电池供电，这就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗芯片所用的晶振应该有足够的耐物理撞击能力，不能选用普通的石英晶体，一般是选用陶瓷共鸣器，陶瓷共鸣器准确性没有石英晶体高，但通常一点误差可以忽略不计。
红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管内部材料和普通发光二极管不同，在其两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。
图3a 简单驱动电路图3b 射击输出驱动电路如图3a和图3b是LED的驱动电路，图3a是最简单电路，选用元件时要注意三极管的开关速度要快，还要考虑到LED的正向电流和反向漏电流，一般流过LED的最大正向电流为100mA，电流越大，其发射的波形强度越大。
图3a电路有一点缺陷，当电池电压下降时，流过LED的电流会降低，发射波形强度降低，遥控距离就会变小。
红外发射、接收头（红外基础知识）
红外发射、接收头（红外基础知识）目前市售红外一体化接收头有两种：电平型和脉冲型，绝大部分的都是脉冲型的，电平型的很少。
电平型的，接收连续的38K信号，可以输出连续的低电平，时间可以无限长。
其内部放大及脉冲整形是直接耦合的，所以能够接收及输出连续的信号。
脉冲型的，只能接收间歇的38K信号，如果接收连续的38K信号，则几百ms后会一直保持高电平，除非距离非常近（二三十厘米以内）。
其内部放大及脉冲整形是电容耦合的，所以不能能够接收及输出连续的信号。
一般遥控用脉冲型的，只有特殊场合，比如串口调制输出，由于串口可能连续输出数据0，所以要用电平型的。
一般遥控器用455K经12分频后输出37917HZ，简称38K，10米接收带宽为38+-2K，3米为35~42K。
在没有环境反射的空旷空间，距离10米以上方向性会比较强。
在室内，如果墙是白色的，则在15米的空间基本没有方向性。
接收头要有滤光片，将白光滤除。
在以下环境条件下会影响接收，甚至很严重：1、强光直射接收头，导致光敏管饱和。
白光中红外成分也很强。
2、有强的红外热源。
3、有频闪的光源，比如日光灯。
4、强的电磁干扰，比如日光灯启动、马达启动等。
38K信号最好用1/3占空比，这个是最常用的，据测试1/10占空比灵敏度更好。
实际调制时间要少于50%。
最好有间歇。
电平型的接收头只要接收到38K红外线就输出持续低电平，用起来非常爽，以前的老式接收头多半是这种类型，但其有个致命弱点：抗干扰性太差，传输距离短（小于1m）。
而脉冲型一体化红外线接收头必须接受一定频率38K的载波的基带信号才有正常输出，如发送500HZ的38K载波，脉冲型一体化红外线接收头输出500HZ 方波，而如果发送连续的38K载波就会出项有瞬间低电平其后为高电平的现象。
这种脉冲型一体化红外线接收头克服了传统电平型接收头的不足：传输距离相对更远，稳定性大大增加，抗干扰性更强。
因此已经完全取代了老式的电平型接受头，在电子市场如不说明店主给你的绝对是脉冲性的。
红外线接收头的产品知识
4.接收距离：这个一般都是生产厂家依自已的测试来进行标识的 , 无实际对比意义，最主要还是看客户自已机台上测试效果。
5.温度： 工作温度为-20～85℃ 贮存温度为-40～125℃ 焊接温度为最高260 ℃，焊接时间5S。 6.电源电流，最大为3mA。 7.脉宽：500 ～700μs。
• 灌胶型设备投资小，现在国内厂所作的大多是灌胶型产品， 优点是价格便宜，缺点是抗光干扰能力差，接收角度要小 （270度接收）,灌胶型同样也分为分塑封和铁壳两种，在选 择接收头时具体要不要带铁壳这要根据设计来定，一般情况 下用在玩具类的产品上使用塑封的，用在家电类产品上用带 铁壳的较多。
• 目前市场上接收头多种多样，从生产工艺上讲，接收头主要是 由以下几种原料构成：接收管芯片（简称PD）、IC（集成电 路）、支架（L/F引脚框）、色素、环氧树脂（胶水）
档次 低端
中低端 中端
高端
厂家 SILICOM SILICOM 欧美亚 士兰微 ADTECH SILICOM
ND ATMEL ATMEL
ND ATMEL ATMEL
NEC ND
型号 2004单
2008 L2004 4766G 2500B 2004多频 ND5300 A2525R338 A2526R338 ND5200 T2525N338 T2526N338 NEC2807 ND5100Leabharlann 支架代码 支架型号A
长支架 (33mm)
B 中支架
C 窄脚内屏
D
2.0支架 (44mm)
E
2.0支架内 屏
型号 接线
A(2004单)
B(2500B)
C(2008)
红外调制与解调原理
4 功能模块设计4.1 红外的发射和接收红外线波长在750nm至1um之间的电磁波，它的频率低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。
红外遥控具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易于实现等显著优点。
红外遥控由发送和接收两部分组成，发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲信号，通过红外发射管发射红外信号。
红外接收采用性能可靠的一体化红外接收头接收红外信号，它同时对信号进行放大，检波，整形，得到TTL电平的编码信号，再送给单片机，经单片机解码并进行相关操作。
发送与接收示意图如下所示：图4 发送与接收示意图由上所述可知，遥控系统分为编码，调制，解调和解码如图5所示四大部分：图5 遥控与接收系统4.1.1 编码如图4，二进制信号中的‘1’的高低电平均等于0.26ms，相当于10个26us的宽度；二进制信号中的‘0’的低电平宽0.52ms，高电平宽0.26ms。
图6 编码示意图4.1.2 调制红外信号的调制有脉冲宽度调制（PWM），脉冲位置调制（PPM）等方法，本设计采用脉宽调制。
二进制的调制由单片机来完成，它把编码后的二进制信号调制成频率为38khz 的间断脉冲串，此脉冲串即是用于红外发射二极管发送的信号。
如图7，A是二进制信号的编码波形，B是频率为38khz（周期约为26us）的连续脉冲串，C是经调制后的间断脉冲串，即是用于发送的信号。
图7中，待发的二进制数据为101。
图7 信号调制示意图4.1.3 解调二进制信号的解调由一体化红外接收头来完成，它把接收到的信号（图8中的波形D 也是图7中的波形C）经内部处理并解调复原，输出图8中的波形E(正好是图7中A的取反)。
接收头的解调可理解为：在输入脉冲串时输出低电平，否则输出高电平。
二进制的解码由单片机来完成，它把红外接收头送来的二进制编码波形通过解码，还原成发送端发送的数据。
如图8，把波形E解码还原成数据信息101。
图8 信号解调示意图4.1.4 解码在发送字节的开始先通过单片机发送20个脉冲宽度（每个脉冲周期26us）的高电平作为传输的开始（同步帧），接着发送8位二进制数据（高位在前，低位在后），最后发送10个脉冲宽度的低电平作为传输的结束，如图9所示：图9 字节传输当接收到同步帧后，进入解码部分。
红外通讯(发送与接收)课件
目录
• 红外通讯概述 • 红外发送模块 • 红外接收模块 • 红外通讯协议 • 红外通讯实例
01
红外通讯概述
红外通讯定义
红外通讯是一种利用 红外线传输数据的通 信方式。
红外通讯具有无需可 见光、安全性高、抗 干扰能力强等优点。
它通过发送和接收红 外信号来实现数据的 传输。
时域抗干扰
采用脉冲压缩、相干检测等技术，提高时间分辨率和抗干扰能力。
空域抗干扰
利用光学天线或反射镜实现信号的定向传输，减少干扰信号的影响。
感谢您的观看
THANKS
03
红外接收模 块
红外接收电路
光电转换
红外接收模块通过光电转换将红 外光信号转换为电信号。
信号放大
转换后的电信号通常比较微弱，需 要进行放大处理。
滤波处理
对放大后的信号进行滤波，以去除 噪声和干扰。
解调与解码方式
解调技术
采用适当的解调技术，如相干解 调或非相干解调，将已调制的信 号还原为原始信号。
红外通讯原理
发送端将数据转换为红外信号， 通过红外发射器发送出去。
红外通讯的传输速率、传输距离 和调制方式等参数取决于具体的 硬件设备。
01
02
红外通讯系统由发送端和接收端 组成。
03
接收端接收到红外信号后，将其 转换为电信号，再经过解码还原 成原始数据。
04
红外通讯应用场景
01
02
03
04
家庭和办公环境
红外通讯技术在工业环境中具有较高的可靠性和稳定性，能 够在较为恶劣的环境下正常工作，并且具有较低的成本和维 护要求。
06
红外通讯发展趋势与挑战
提高传输速率与距离
红外线遥控接收头工作原理
红外线遥控接收头工作原理
红外线遥控接收头的工作原理：当红外发射管发射出一组红外线后，如果接收器接收到了红外信号，接收头将其放大、整形后，通过天线送至接收器。
红外线遥控接收头主要由控制电路、前置放大电路和红外接收头三部分组成。
1.控制电路
该部分包括四部分：输入端（输入信号）、输出端（输出信号）、整形放大电路和红外发射管。
输入端（输入信号）用来控
制接收头的工作状态，输出端（输出信号）用来驱动红外发射管，整形放大电路使接收头的输出信号与输入信号达到同步，红外发射管产生红外线并传输到接收头，而红外接收管将发射出来的红外线转换成电信号，再经放大、整形后送到解调器，解调后的信号经过解调电路解调出模拟量。
2.前置放大电路
该部分包括四部分：放大电路、滤波电路和共模抑制电路。
前置放大电路的作用是将接收头发出的红外线通过后级放大、整形后变成可供本系统使用的红外线。
另外，在一些设计中还需要根据实际需要适当地调节前置放大电路的增益。
—— 1 —1 —。
红外接收头入门宝典
红外接收头入门宝典提要：这份资料里包含红外接收头所有基础资料，从最基本的红外是什么讲到红外接收头的应用，如果让老师在课堂上讲，真是讲到口水都干。
因此这是一份古今中外入门宝典，是菜鸟居家旅行的必备良药。
红外：在弄懂红外接收头之前，我们先了解一下什么是“红外”。
红外其实是红外线的简称（中国人的传统美德就是节俭，所以能省一个字就省一个），是一种光谱（电磁波）里在0.75至1000微米之间你我都看不到的光线。
只是说的话你可能不太明白，没图没真相，还是看图最直接，请看下图：现在你应该有点概念了吧，红外线就一种我们看不见的光而已。
所以嘛，眼见不一定为实，眼不见也不一定为虚。
名称：继续讲正题，从上面的了解，我们可以推出，红外接收头就是一种用来接收红外线的东西。
这个东西有很多种称呼，一般叫红外接收头，简称接收头，还可以叫红外接收器，红外接收管，红外接收模块，遥控接收头，也可以复杂一点，就是在红外后加个线字，如红外线接收头，然后就可以举一反三，再接再厉了。
除了中文名字，红外接收头还有英文名字，叫Infrared Receiver Module，简称IRM，与国际接轨。
外观：接着，我们来看看红外接收头长什么样子，其实还蛮帅的，而且各具个性。
虽然样子很个性，但是按外观还是可以分两类的：鼻梁型，圆球型（圆点型）。
而鼻梁型里可以细分为大鼻梁，标准鼻梁，小鼻梁。
除此之外还有其他特殊的，如超薄型，迷你型，草帽型，贴片型，带线接收头。
分类：除了从外观上分类之外，还可以按封装方式分类，这样比较准确。
目前市场上能买到的接收头从封装方式上分主要有两大类：压模型和灌胶型。
一般来说，鼻梁型属于灌胶型，圆球型属于压模型。
从两种封装工艺上来说，压模型设备投资较大，所用胶饼价格较贵，所以整体价格要贵些，当然其抗光干扰能力要强，接收角度要大（圆型360度接收）；灌胶型设备投资小，现在国内厂所作的大多是灌胶型产品，优点是价格便宜，缺点是抗光干扰能力差，接收角度要小（270度接收）。
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目前市售红外一体化接收头有两种:电平型和脉冲型,绝大部分的都是脉冲型的,电平型的很少。
电平型的,接收连续的38K信号,可以输出连续的低电平,时间可以无限长。
其内部放大及脉冲整形是直接耦合的,所以能够
接收及输出连续的信号。
脉冲型的,只能接收间歇的38K信号,如果接收连续的38K信号,则几百ms后会一直保持高电平,除非距离非常近(二三十厘米以内。
其内部放大及脉冲整形是电容耦合的,所以不能能够接收及输出连续的信号。
一般遥控用脉冲型的,只有特殊场合,比如串口调制输出,由于串口可能连续输出数据0,所以要用电平型的。
一般遥控器用455K经12分频后输出37917HZ,简称38K,10米接收带宽为38+-2K,3米为
35~42K。
在没有环境反射的空旷空间,距离10米以上方向性会比较强。
在室内,
如果墙是白色的,则在15米的空间基本没有方向性。
接收头要有滤光片,将白光滤除。
在以下环境条件下会影响接收,甚至很严重:
1、强光直射接收头,导致光敏管饱和。
白光中红外成分也很强。
2、有强的红外热源。
3、有频闪的光源,比如日光灯。
4、强的电磁干扰,比如日光灯启动、马达启动等。
38K信号最好用1/3占空比,这个是最常用的,据测试1/10占空比灵敏度更好。
实际调制时间要少于50%。
最好有间歇。
电平型的接收头只要接收到38K红外线就输出持续低电平,用起来非常爽,以前的老式接收头多半是这种类型,但其有个致命
弱点:抗干扰性太差,传输距离短(小于1m。
而脉冲型一体化红外线接收头必须接受一定频率38K的载波的基带信号才有正常输出,如发送500HZ的38K载波,脉冲型一体化红外线接收头输出500HZ方波,而如果发送连续的38K载波就会出项有瞬间低电平其后为高电平的现象。
这种脉冲型一体化红外线接收头克服了传统电平型接收头的不足:传输距离相对更远,稳定性大大增加,抗干扰性更强。
因此已经完全取代了老式的电平型接受头,在电子市场如不说明店主给你的绝对是脉冲性的。
手机拍照时可以查看红外发射管是否处于发射状态
红暴问题
有些厂家把能不能制造出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传,好像有红暴就是低技术,无红暴就是高技术。
其实,有无红暴只是一个选择问题,并不是技术问题,波长超过700nm的光线叫做红外线,900nm以上的红外线基本无红暴,波长越短,红暴越强,红外线感应度也越高。
现在市场上有两种主流红外灯,一种是有轻微红暴的,波长在850nm左右,一种是无红暴的,波长在940nm左右。
同一款摄像机,在850nm波长的感应度,比在940nm波长的感应度好到10倍。
所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率,应当做为红外夜视监控的首选项。
这说的有道理吗?
红暴是对红外灯工作状态的一个描述。
工作灯在工作时,如果有红暴就会在管芯出现红色小点。
如果没有红暴的话,工作和不
工作人眼看不出来。
没有红点
850nm和940nm都有红爆,只不过940要比较弱一点
常见的红外发射管有940nm波长和850nm波长两种,940nm波长的红外发射管主要使用于调制编码及信号传输,而850nm 波长的主要用于安防等红外光源上,接收管则有850nm~950nm通用的型号。
850的管和940的管区别在于他们的功率大
小。
8 50是属于大功率的,它的特点是:发射距离短,灵敏度高,适合用于摄象监控那块。
940是属于小功率的,它的特点是:发射
距离远,灵敏度低,主要用摇控器上
850发射管的选择
一般的一体机设计距离较近,一般适用较大角度的IR发射管,市场上最通用45、60度角,可选择一般晶片,最好还是选择日本和台湾的,市场上用12Pcs、14Pcs、18Pcs、24Pcs发射管的一体机,常用此类产品一般开发距离在5-20米,若开发20米以上的一体机,必需建议使用日本和台湾晶片,如28Pcs、36Pcs、48Pcs、64Pcs等产品,同时需选用较小角度的效果会更
好。
如果你的调制波形是高电平有效,38KHz接收头输出的肯定是低电平;
几乎所有的红外线接收头的输出信号都是反相的
接收头一般都有好多种,时间一久就分不清三脚是怎么排列的?
方法是分别用机械表测其中两个脚的电阻,找到其中两脚阻值最小的一个,这时表棒不要动,答案出来了:红表棒接的是V cc,黒表棒接的是地呵呵不用说另一个脚就是信号脚(IR了。