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电子电路实验3 综合设计总结报告 题目： 红外遥控开关的设计实现 班级 学号：2011081324 姓名：王亚梁 成绩： 日期：2014.05.27 一、摘 要 随着科学技术的发展，各种电器，如电视机、DVD、加湿器等都用红外遥控器进行控制，如果各自都用自己的遥控器控制，使用起来不够方便，而且浪费资源。本实验将设计一套通用型的红外遥控装置来对家用电器进行控制。 红外光是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，其波长在760纳米（nm）至1毫米（mm）之间，是波长比红光长的非可见光。 红外线遥控器原理比较简单。通过遥控器里红外发射管把控制信号转换成不可见的红外线发出去。被遥控电器里的红外线接收头接收红外线后，转成控制信号来控制电器。红外遥控系统主要分调制、发射和接收三部分。 调制：红外遥控发射数据时采用的调制方式即把数据和一定频率载波进行与操作，这样可以提高发射效率和降低电源功耗。调制载波频率一般为30kHz—60kHz之间。大多数使用38kHz占空比1/3的方波。 发射系统：目前有多种芯片实现红外发射，可以根据不同选择，发出不同种类编码。由于发射系统一般用电池供电，要求芯片功耗要低，芯片大多都设计成处于休眠状态。当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗。 芯片所用晶振应该有足够耐物理撞击能力，不能选用普通石英晶体。一般选用陶瓷共鸣器。陶瓷共鸣器准确性没有石英晶体高，但通常这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发出红外线而不是可见光。一般流过LED最大正向电流为100mA，电流越大其发射波形强度越大。 接收：红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。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红外信号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水平。而不论红外发射器和接收器距离远近。交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30kHz —60kHz 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信号波形。 注意：输出高低电平和发射端是反相的。这样的目的为了提高接收灵敏度。? 二、设计任务 2.1 设计选题 选题三 红外遥控开关的设计实现 2.2 设计任务要求 设计制作一款双路红外遥控开关，能够分别遥控两路负载，可用于控制灯具、电风扇、加湿器等常用家用电器。作用距离大于2m。红外光峰值辐照度不小于40μW/cm2。指向性要求：圆锥角不小于30o。欠压条件下的红外光峰值辐照度：遥控器所用电源电压为额定工作电压的80%时，遥控器的红外光峰值福照度不小于20μW/cm2。指向性要求圆锥角不小于30o 静态工作电流不大于3μA。 三、方案设计与论证 该设计是一种双路红外遥控开关，它能分别控制两路负载，可用于控制灯具、电风扇、排风扇等家用电器，设计介绍了可控制1KHZ和3KHZ的红外遥控开关，除具有一般红外遥控的发射、接收及控制外，还特别设计了利用锁相环实现加密的功能。另外，由于使用的器件以及电路的性能都较好，它的抗干扰性也是很好的，特别适用于对发射和接收要求高的场合。 该红外遥控开关电路由红外发射电路和红外接收控制电路组成。 红外发射电路由1KHz音频振荡器、 3KHz音频振荡器，40 KHz载波振荡器和驱动输出电路组成。 红外接收控制电路由红外线接收头、音频译码器、反相器、双稳态触发器和控制执行电路组成。 系统方框图见图1。 图1 系统方框图 频分制红外光遥控电路比较简单，调试简单，成本不大，通常应用在遥控通道数目不太多的控制系统中。这次的设计是两路遥控，所以采用频分制。 四、电路单元参数的选定和设计实现 4.1 红外发射电路 图2 红外发射电路图 红外发射电路由1KHZ音频振荡器，3KHZ音频振荡器，40KHZ载波振荡器和驱动输出电路组成如图2所示。1KHZ音频振荡器由四与非门集成电路IC1（D1-D4）内部的D1和电阻器R1、R2、电位器RP1、控制按钮S1组成。3KHZ音频振荡器由IC1内部的D2和电阻器R3电位器RP2、电容器C1，控制按钮S2组成。40KHZ载波振荡器由IC1内部的D3、D4和电阻器R4、R5、电容器 C2组成。驱动输出电路由电阻器R6、晶体管V1和红外发光二极管VL组成。 当按下红外发射电路中的控制按钮S1时，1KHZ音频振荡器振荡工作，产生1KHZ的指令 信号，该信号经40KHZ载波振荡器调制后,通过V1驱动VL发射出红外光信号。