一体红外线接收头工作原理及其应用

简单了解红外遥控器工作原理

红外遥控是生活中除无线电波遥控以外最常用的一种无线控制方式。红外遥控具有体积小、功耗低、成本低等特点，在常见的家用电器中，如电视机、空调、机顶盒、音响、儿童玩具等都被广泛应用。

红外遥控器采用的是载波通信方式，它将经过编码的数据与固定频率的相叠加，通过这种方式进行通信可以有效地提高发射效率，同时会降低功耗。

红外遥控常用的载波频率为38kHz,所以在红外遥控器中会见到频率为455kHz的晶振，晶振通过分频器进行12分频后得到约为38kHz的频率。

红外遥控器中常见的455kHz陶瓷晶振

经过编码和调制之后的信号会经过放大电路放大，之后通过红外发光二极管发射出去。接收电路接收到红外信号之后，对信号进行放大和滤波等处理之后，送至后级解码电路，就可以还原出遥控器所发出的按键功能。

一体红外线接收头工作原理

由于环境光线中的可见光以及其他频率的红外线都会被红外接收部分接收，为了防止这些光线对信号造成干扰，就需要通过滤光、滤波电路等对接收到的信号进行“筛选”。普通的红外线二极管外壳会做成红褐色，从而对部分可见光进行滤除，但是无法滤除其他频率的红外光。

常见红外线接收二极管

一体红外线接收头除对部分可见光进行滤除外，其内部滤波电路会对某个特定频率范围之内的红外线进行“筛选”，由于大部分的红外遥控器为38kHz的载波频率，所以常用的一体红外接收头的中心频率为38kHz，并且内部集成了放大电路，其输出的信号可直接进入解码电路使用，无需增加额外的电路。

一体红外线接收头

一体红外线接收头内部结构

一体红外线接收头内部包含红外接收电路、滤波电路、限幅电路、放大电路、积分电路等几部分。接收到的光信号通过外壳的滤光之后进入内部红外接收二极管，接收二极管输出的信号经过初级放大和限幅电路后，将信号幅度限定在一定范围内，这样不会因为遥控器的距离远近而造成信号的过大浮动。

经过初步放大的信号会进入滤波和积分电路，最终的会通过比较器或触发器等电路，将输入的信号还原成方波信号输出。

一体红外线接收头内部结构框图

一体红外线接收头尺寸封装

一体红外线接收头有多种规格的外形尺寸和封装，使用时可根据不同的环境和实际情况进行选用。不同尺寸封装的接收头其引脚排序会有有所不同，在代换使用时应注意这一点。

两种常见红外接收头封装及引脚排序

一体红外线接收头规格参数

常见的38kHz一体红外线接收头有VS1838、VS838、HS0038等多种型号，下面举例说明其中一种型号的规格参数。

一体红外线接收头外形尺寸

一体红外线接收头电参数

一体红外线接收头基本应用电路

一体红外线接收头基本应用电路

红外二极管发射电路图大全

红外二极管发射电路图（一） 传感器检测及声光报警电路

传感器模块由热释电传感器、烟雾传感器MQ211和红外传感器组成。

烟雾传感器的内部电阻是随着烟雾的浓度的变化而变化，因此要将其转化为变化的电压信号，在此通过电压比较器LM339和几个相应的分压电阻构成，具体电路设计如图2所示。在通电状态下测得传感器的内阻是130kΩ左右，在烟雾较浓时内阻为6kΩ左右，在无烟时比较器的负端输入为2.5V左右，正端为1.2V左右，有烟雾时负端为2.5V，正端为3～5V，此电路能很好地实现电平的转换。热释电红外传感器采用RE200B和信号处理元件BISS0001及少量外接元件组成，电路如图3所示。

红外传感器电路由红外发射二极管及1838B组成，用单片机来检测两个传感器低电平的先后顺序来判断人的进出情况。其原理如图4所示。声光报警模块由蜂鸣器、（红，绿）发光二极管和NPN型三极管驱动电路组成，具体电路图如图5所示。

红外二极管发射电路图（二）

如图所示，图是红外线遥控接收装置实例。红外线传感器有多种，这里选用光电二极管TPS604。

工作原理简介如下：

光电二极管TPS604接收到被调制的红外线的微弱信号，先经场效应晶体管VT1的前级放大，再经晶体管VT2进行适当的放大，由UT2的集电极输出相应信号控制有关电路。

VDZ稳压管为+5V、VT1为3DJ6VT2为C8550。

红外二极管发射电路图（三）

该红外线无线耳机由发射机和接收机两部分电路组成。发射机电路如图1所示。声音信号从电视机音频输出插座引出。电视机输出的音频信号经过C1耦合至VT1进行一级放大后驱动红外线发光二极管VD1、VD2发光，声音信号的变化引起VD1、VD2发光强度的变化，即VD1、VD2的发光强度受声音的调制。

接收部分电路如图2所示。该电路接收部分采用一块音频放大集成电路LM386进行功率放大。VD3为红外线接收管。

当被音频信号调制的红外光照到VD3表面时，VD3将接收的经声音调制的红外线光信号转换成电信号，即在VD3两端产生一个与音频信号变化规律相同的电信号，该信号经C9耦合至LM386进行功率放大后驱动扬声器发声。由于LM386可以输出约0.5W的功率，所以该接收器可以同时供多副（1～4副）耳机收听。

三极管VT1选用中功率管2SC8050，PCM＝3mW，ICM＝500mA，R2的功率要在l/4W以上。VD3为红外线接收管（不要选用光电二极管，以免受干扰，影响接收效果），VD1、VD2宜选用外壳透明的品种，那些从外部不能看到内部电极的品种其通信距离将会很小。

安装时调节发射部分三极管VT1的静态电流在30mA左右。接收部分只要安装无误，不需调试即可工作。发射部分可以安装在电视机内部，由机内12V电源供电。信号输入端接到音量电位器两端即可。对于伴音功放采用直流音量控制的电视机，可以在C1前面串联一个5.1kΩ的电阻后将输入端接到扬声器的两端。调节音量电位器，使其转发距离最远（3～4m）且不失真即可。两只红外线发射管（VD1。VD2）在安装时，要考虑其辐射区范围，由于红外发射管的辐射角一般在60°左右，所以安装时要使它们的辐射空间范围有一部分重叠。

红外二极管发射电路图（四）

由于感应式无线耳机的发射电路必须固定安装在房间的墙壁或天花板上，故无法在室外使用，这是感应式无线耳机的主要缺点。而红外无线耳机则不然，由于它的信号发射采用小巧的红外发射电路，既可在室内用于电化教学、家庭电视和音响设备的音频信号无线接收，也能在户外使用便携式录音机、CD、VCD及MP3时，方便地去掉耳机线，实现名副其实的无线“随身听”。

红外无线耳机的发射电路如图（a）所示。使用时将插头XP插入电视机、收录机的耳机插座内，音频信号通过XP经电容Cl耦合、三极管VTl放大，再由红外发射二极管VDl和VD2向外发射载有音频电波的红外线。电路装成后适当调节偏置电阻R2，使流过VDl和VD2的静态电流为l0mA即可。

图（b）为红外无线耳机的接收电路。红外接收管VD3～VD5接收到发射电路发出的红外线信号后，将其转换为音频信号，再由三极管VT2放大送入集成运放ICl作功率放大，最后由耳机BE输出。电路中使用3只红外接收管是为了能全方位接收信号。调试时，先用手触摸红外接收管的正极，调节电阻R4、R5使耳机BE输出的交流声最响，然后再接通发射电路，适当调节电视机或收录机的音量大小，直到耳机传出的声音大且清晰为止。

红外二极管发射电路图（五）

一个光电二极管DL饲料高增益红外遥控前置放大器1C，CA3237E。U2是一种调频锁相环探测器调整到100千赫左右。U3和检测器的输出被放大，它可以驱动一个扬声器或耳机。

红外二极管发射电路图（六）

介绍的这款无线耳机借助红外线来实现音频信号的近距离传递，其发射与接收部分均由数字电路构成，制作成本低廉，调试起来也比较容易，适合广大电子爱好者自行仿制。

发射电路如图1所示，它包含脉冲调制、电流放大及红外线发射等部分电路。由锁相环CD4O46构成的压控振荡器（VCO）是发射器的核心；当伴音信号加在图1中的A点时，VCO的输出端会产生一组振荡频率随音频信号的幅度大小同步改变的调频信号，经红外发光管转变为红外调频信号发送出去。

图1中的三极管VT1与VT2用来驱动红外发光管，如果没有相同型号，也可用常见的C1815或9014代替，但管子的β值最好取得偏大一点。

接收器由光电转换、脉冲放大、频率解调及音频放大四部分组成，接收器电路如图2所示。经调制的红外信号首先被红外光敏管接收并转换为调频电信号，经过场效应管2SK117预放大，μPC1373H选频、放大后再由CD4046构成的鉴相电路解调并还原为音频信号。

接收与发射电路中两只CD4046的中心频率均为45kHz，故R7与R17、R8与R18、C4与C24的参数必须严格对应相等。驱动红外发光管的三极管VT1与VT2均工作在放大状态，其Vbe约0.6V；VT1与VT2也可用9013替换，但管子的β应大于100。发射电路的电源在图中没有标出，制作时可用LM7806稳压后获得。

每只红外发光管的正向压降均为1.15V，发射功率都小于100mW，将三只红外管进行串联的目的在于提高红外线的发射功率。此外，由于红外发光管的辐射角度有限，因此在设计电路板时需将三只管子错开45°排列。

红外光敏管只有被加上合适的反向电压才能正常工作，因此在电路安装时必须注意检查红外光敏管在电路中是否反接。接收电路采用电池供电，对功放TDA2822M进行桥接正是为了降低整机功耗。电感L10可在工字形中周骨架上用φ0.06的漆包线密绕150匝后装上磁帽及屏蔽罩制得。

红外无线耳机的发射器不需要调整即可正常工作。在对接收器进行调节时，我们可先把彩电遥控板对准接收器并随意按下任一键，监聴耳机中是否有响亮的“嘟嘟”声；然后再把接收器对准发射器，用无感螺丝刀反复调节电感L10中磁帽的位置，直到伴音信号清晰宏亮而噪声最小时用高频蜡将磁帽固定，调试即告完成。如果感觉耳机中的伴音干涩、音质不佳时，可适当调整阻尼电阻R16的阻值；如果接收器的频带过窄，可以将R7与R17分别开路试试。

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