電子技術(shù)課程設(shè)計模擬電子數(shù)字電子紅外線遙控-文庫吧
2024-10-18 14:21 本頁面
【正文】 點(diǎn)二極管，光敏三極管大豆采用硅（ Si）半導(dǎo)體材料而制作而成，這類管的接受峰值波長為 780~1550nm，即管子對波長為 780~1500nm 的紅外光的探測靈敏度最高。紅外光發(fā)射器件，尤其是采用 GaAs、 AlGaAs 或 GaInAsP 等半導(dǎo)體材料制作的紅外發(fā)光二極管（英文縮寫為 IRED），其發(fā)射波長在 880~1700nm 范圍內(nèi)，這與 Si 光電接收器件（包括發(fā)光二極管，光敏三極管）的響應(yīng)波長相匹配，使探測靈敏度高，工作效率高。 紅外光發(fā)光方式及紅外發(fā)收系統(tǒng)的基本組成 使用紅外發(fā)光二極管獲得近紅外光是相當(dāng)簡便的。紅外發(fā)光二極管是一種由 PN 結(jié)構(gòu)成的注入電流型發(fā)光器件，再加上合適的正向偏置電壓后，就可以發(fā)出一定波長的近紅外光。除支流電流驅(qū)動方式外，發(fā)光二極管（英文縮寫 LED）還有交流電流驅(qū)動方式和脈動電流驅(qū)動方式等。交流電流驅(qū)動方式主要用于紅外測量、檢測及較簡單的紅外光通信電路中。對紅外通信（包括紅外激光通信）來說 ，調(diào)制頻率、調(diào)制帶寬是重要的通信指標(biāo)。 在紅外探測 /遙控系統(tǒng)中，對紅外光二極管一般不采用恒定支流驅(qū)動方式，即 平均 發(fā)射方式 ，而采用脈動電流驅(qū)動方式，即脈沖式紅外光發(fā)射方式。平均發(fā)射方式是指通過啟動支流供電電源直接驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)出恒定的紅外光。 紅外發(fā)光二極管的功率一般較?。ù蠖夹∮?100mW），而平均發(fā)射方式的功耗較大，而且抗干擾能力較差。為了提高紅外探測 /遙控系統(tǒng)的作用距離，而又不使紅外發(fā)射管過載，一般不采用平均發(fā)射方式，而采用脈沖發(fā)射方式或調(diào)制載波脈沖發(fā)射方式。 紅外探測 /遙控系統(tǒng)的有效作用距離取決于發(fā) 射二極管輻射的峰值功率，而峰值功率是由饋給二極管的電流峰值功率所決定的。峰值功率越大，驅(qū)動電流的平均值越小，而發(fā)光效率就越高。 脈沖發(fā)射方式或調(diào)制載波脈沖發(fā)射方式可使紅外發(fā)射管的平均功率減少，提高系統(tǒng)的有效距離，且大大提高了紅外探測或遙控系統(tǒng)的抗干擾能力。 6 紅外探測 /遙控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和控制方式 根據(jù)紅外光探測 /遙控系統(tǒng)的用途、光束路數(shù)、通道的多少及編碼方式等可將其分為以下幾種結(jié)構(gòu)或方式。 1） 單通道紅外遙控開關(guān)方式 這是最簡單的紅外遙控方式，是一種單光束、單通道的控制方式。執(zhí)行器件可以是繼電器或可控硅器件， 達(dá)到控制對象開關(guān)的目的。 2） 單通道步進(jìn)式紅外遙控方式 為提高紅外光的發(fā)射效率和實(shí)施對多個器件的步進(jìn)式開關(guān)控制，常采用脈沖編碼方式。采用這種方式，可以大大提高紅外發(fā)光管的發(fā)射效率，降低對發(fā)射管功率的要求。遠(yuǎn)距離的紅外光探測 /遙控系統(tǒng)一般不采用全時空的平均發(fā)射。發(fā)射和接受紅外光時增加紅外光束光學(xué)聚焦系統(tǒng)，其目的是將一定擴(kuò)散角的紅外光聚集成一束發(fā)射出去，并將接收光束聚集在紅外光電探測器的光電轉(zhuǎn)換的“窗口”中，可使檢測到的游泳信號強(qiáng)度提高很多，從而使遙控距離大大增加，可由幾米增加到幾十米。 3） 雙光束紅外探測 /遙控方式 開關(guān)式和步進(jìn)式兩種遙控方式都是單路紅外光束控制方式。對于系統(tǒng)來說，在單光路上出現(xiàn)異物的阻擋或干擾，就會出現(xiàn)錯誤動作或誤報。雙光束紅外探測 /遙控方式是通過兩只串聯(lián)的紅外發(fā)光二極管發(fā)射兩束紅外光的，兩只管的間距約為 75mm。同樣，在接收段是通過兩只并接的光敏三極管來接收紅外光束的，兩只管的間距也為 75mm 左右。因此，每只光敏三極管都能手到來自兩只紅外發(fā)光二極管中的任一只發(fā)來的光束。如此，當(dāng)某條光束被活動異物以外阻擋時，該接收系統(tǒng)可避免因某一光路阻擋而導(dǎo)致的誤報。只有當(dāng)兩束光都被阻擋時，才會發(fā)生誤報。同時，雙光 束紅系統(tǒng)在紅外發(fā)射管驅(qū)動電流給定的情況下，能發(fā)射雙被于單射束系統(tǒng)的能量，可使有效探測距離大大增加。接收系統(tǒng)并接的雙光電探測器使接收到的紅外信號能量也成倍的加大，使遙控靈敏度得以提高。 4） 多通道紅外探測 /遙控方式 當(dāng)遙控通道數(shù)較多或被控對象數(shù)目較多時，單通道紅外遙控方式很難滿足控制要求。多通道紅外控制方式能滿足多通道、多對象的控制。多通道紅外遙控按照產(chǎn)生控制指令的方式和指令特征的不同，通?？煞譃轭l分制紅外探測 /遙控和碼分制紅外探測 /遙控兩類。這兩類控制方式各有自身的特點(diǎn)。一般說來，在控制通道很多的情況下，要采用 碼分制紅外遙控。 7 紅外發(fā)光二極管的驅(qū)動 1） 單個 發(fā)光二極管的驅(qū)動電路 單個發(fā)光二極管常見的驅(qū)動電路如圖 G BSR sI R E D 圖 21 單個發(fā)光二極管常見的驅(qū)動電路 圖 21 所示電路為最簡單的恒定直流電流驅(qū)動電路，其中 Rs 為限流電阻， 改變 Rs的阻值大小，使驅(qū)動紅外光二極管的電流為最家電流，從而使輸出紅外功率盡可能大。限流電阻 Rs 的阻值大小可由下式估算： CFSFEUR I?? （ 21） 式中： Ec 為供電電源 GB 的電壓（ V）； FU 為紅外發(fā)光二極管的征象壓降（ V）； F I 為紅外發(fā)光二極管的工作電流（ A）。 發(fā)光二極管的輻射強(qiáng)度隨著工作電流 FI 的增大而加大。設(shè)計電路是，應(yīng)使 FI 限定在給定的電流范圍內(nèi)。 FI 的大小會影響管子的征象壓降 FU 。管子不同， FU 值也不同。 2） 多個發(fā)光二極管的驅(qū)動電路 如果需要用一個電源（或信號源）同時與動多只紅外發(fā)光二極管以家大紅外發(fā)射功率，或形成一定的輻射方向性圖（或射束），常采用如圖 2圖 23 所示的兩種驅(qū)動電路。 8 R sL E D 2L E D 3V fL E D 1E c 圖 22 一個限流電阻接多個發(fā)光二極管 R 1 R 2L E D 1L E D 2L E D 3L E D 4L E D 5L E D 6E c
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