紅外發(fā)射與接收控制系統(tǒng)講義.doc

本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)。通過本課題設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握紅外發(fā)射接收系統(tǒng)，其中包括本振、接收、放大、解調(diào)等幾部分電路，學(xué)會(huì)調(diào)試與安裝由多級(jí)單元電路組成的電子電路。一、實(shí)驗(yàn)原理多通道紅外遙控是通過對(duì)紅外遙控信號(hào)實(shí)行頻道編碼而實(shí)現(xiàn)的。通常編碼方式可以分兩種形式，一是按頻率的不同劃分頻道；另一種是按照脈沖的個(gè)數(shù)，脈沖的寬度及間隔的不同而劃分頻道的編碼方式。頻率編碼一般采用頻道編碼開關(guān)，通過改變振蕩電路參數(shù)而改變發(fā)射電路的振蕩頻率，使電路發(fā)射出按頻道不同而不同頻率的紅外脈沖信號(hào)。在接收端，在接收到紅外控制信號(hào)后，經(jīng)過紅外一電脈沖轉(zhuǎn)換，并加以電壓放大后，通過選頻回路的選擇，使不同頻率的信號(hào)進(jìn)入各自的控制通道，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的控制開關(guān)。它和步進(jìn)式電路的不同之處，是它能通過發(fā)射機(jī)的編碼開關(guān)單獨(dú)控制任意一路，而不影響其它各路。原理如圖1所示。圖1 采用頻率編碼的遙控電路脈沖編碼常用數(shù)字電路和專用集成編碼電路，這種電路結(jié)構(gòu)能夠按照不同頻道的編碼要求，每次發(fā)出不同結(jié)構(gòu)的紅外脈沖。在接收端通過譯碼電路解碼后控制相應(yīng)的通道。由于集成編、解碼電路采用大規(guī)模集成電路技術(shù)、使電路的編碼數(shù)量達(dá)幾萬至幾十萬之多。這種電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能完善，外圍電路十分簡(jiǎn)單。功能可靠使用方便。工作原理如圖2所示。圖2 采用脈沖編解碼遙控系統(tǒng)集成電路編譯碼式多通道紅外遙控電路可實(shí)現(xiàn)一個(gè)發(fā)射機(jī)控制多個(gè)發(fā)射機(jī)，或多個(gè)發(fā)射機(jī)控制一個(gè)接收機(jī)的功能。二、系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)原理框圖2.2電路設(shè)計(jì)（參考電路）1. 紅外發(fā)射電路的設(shè)計(jì)紅外發(fā)射參考電路可由10個(gè)按鍵和74LS147組成鍵盤編碼（注意：制作時(shí)，提供74ls138實(shí)現(xiàn)編碼），編碼數(shù)據(jù)送紅外編碼集成電路（vd5026），vd5026有8個(gè)編碼輸入端，4個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，編碼器對(duì)這12個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后，送載波調(diào)制電路，8個(gè)編碼輸入端由撥碼開關(guān)控制，只有在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的8個(gè)編碼輸入相同時(shí)，接收機(jī)的解碼電路才工作。載波調(diào)制電路由四個(gè)2輸入與非門（CD4011）組成的載頻振蕩器（多諧振蕩器，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中需說明其相關(guān)參數(shù)的設(shè)置方法），產(chǎn)生38KHz的載頻，經(jīng)編碼脈沖調(diào)制和整形后，送紅外發(fā)射電路。紅外發(fā)射電路由三極管驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射二極管構(gòu)成。具體電路原理圖如圖3。圖3 紅外發(fā)射電路原理圖2.紅外接收電路的設(shè)計(jì)圖4 紅外接收電路原理圖紅外接收電路先由一體化紅外接收頭將接收到的經(jīng)調(diào)制的紅外信號(hào)解調(diào)后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)脈沖。因?yàn)榧t外接收頭輸出相位是負(fù)的，所以要經(jīng)三極管反相后，送紅外解碼電路（VD5027）解碼，其中8個(gè)編碼輸入端由撥碼開關(guān)控制，必須保證此編碼與發(fā)射機(jī)編碼一致。四個(gè)數(shù)據(jù)輸出端送譯碼電路（74LS145）譯碼后驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光。具體電路原理圖如圖4。 三、電路調(diào)試3.1紅外發(fā)射電路的調(diào)試先檢查電路板線條無斷路或短路，再檢查所有元件焊接無誤、無虛焊后，拔下紅外編碼芯片（VD5026），用示波器測(cè)載波調(diào)制輸出，此時(shí)應(yīng)有方波信號(hào)，調(diào)節(jié)其外圍電位器，使輸出為38KHz的標(biāo)準(zhǔn)方波。然后插上紅外編碼芯片，用示波器測(cè)試紅外編碼芯片的輸出端，在有某一按鍵按下時(shí)應(yīng)有一串串脈沖信號(hào)。這時(shí)再用示波器測(cè)載波調(diào)制輸出，按下某一按鍵，應(yīng)看到不穩(wěn)定的方波信號(hào)。到此，紅外發(fā)射電路調(diào)試結(jié)束。3.2紅外接收電路的調(diào)試先檢查電路板線條無斷路或短路，再檢查所有元件焊接無誤、無虛焊后，用示波器兩個(gè)通道同時(shí)測(cè)一體化紅外接收頭的輸出端和紅外發(fā)射電路的紅外編碼輸出端，按下某一按鍵，比較兩個(gè)信號(hào)，應(yīng)除相位相反外一樣。再測(cè)經(jīng)三極管反相后的信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)應(yīng)一樣。此時(shí)可觀察經(jīng)紅外解碼和數(shù)據(jù)譯碼后對(duì)應(yīng)按鍵的發(fā)光二極管應(yīng)點(diǎn)亮。此時(shí)整機(jī)調(diào)試結(jié)束。四、性能測(cè)試4.1測(cè)試工具 實(shí)驗(yàn)箱上5V直流電源 4.2性能測(cè)試2米以內(nèi)，各個(gè)方向發(fā)射紅外信號(hào)均可收到，解碼準(zhǔn)確，對(duì)應(yīng)指示