38k载波及红外发射原理

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1、38k 载涉及红外放射原理本帖最终由 Randy 于 2023-10-28 21:12 编辑转自 Doctor_A 坛友的笔记之前做接触过一次红外遥控器，现在有空想用简洁的话来聊一聊，下面有错误的地方欢送改正指出:1:红外的概念不聊，那是一种物理存在。以下聊 38K 红外放射接收，主要讲可编程的红外编码。2:红外遥控红外遥控首先需要用来发“光”的红外发光管，还有一个接收光线的“接收管”(不是那种触发的红外对管)，还有一个产生 38K 的信号源(可以是 MCU 中断实现还有就是市场上大把的红外编码 IC)，只需要简洁的外围电路即可。就单片机而言，为了增大红外发光管电流，需要用一个三极管驱动。红外

2、编码IC 也只需要几个外围电路，规格书上都有供给，这里不提。3:红外接收头(有不理解的地方可以在后面找到你想要的答案或者连续“百度”“谷歌“)有必要可以看一下红外接收头内部组成的具体介绍。接收收头分为电平头还有脉冲头。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，假设接收连续的 38K 信号，则几百 ms 后会始终保持高电平，除非距离格外近(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，只有特别场合，比方

3、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。4:红外遥控中的载波到底是什么,(不要影响到你对其它载波的理解)第一次接触红外我看到?载波这个词就觉得生涩。网上很多资料五花八门都描绘得很厉害、我们就从一下几点开头描述，信任的等会就懂:(1)38K 怎么来的,这里只谈单片机给出，38K 脉冲信号，占空比(脉冲的高电平比周期的值就是占空比)自己打算，既然是 38K，那么脉冲的周期就是 1/38000 S,记住这个不是高电平的时间长度，这个是一个脉冲的时间长度也就是一个周期，例如我们利用一个中断产生 38K 脉冲，占空比是 1/2,我们的中断时间就要设置为 1/38000/2 S 中断

4、一次，然后通过相隔一次中断电平翻转一次就形成了一个频率为 38K 占空比 1/2 的脉冲。另外 i在这里想说一下我在学习红外的时候遇到的两个错误:一、当第一次接触红外遥控的时候，在网上下载了很多资料中断时间竟然是1/38000S，产生的是 19K 的脉冲信号，红外确定接收不了，更不要谈编码了。而且还是大局部被人的程序都是 19K.对于刚接触的人可能就晕乎乎地忽悠过去了。二、就是我们用单片机的时候是用了单片机的查询模式还是中断模式的问题。我们利用中断时候，在时钟比较快的条件下可以产生比较准确的时间基准,来产生相对正确的脉冲。而利用查询方式，假设用 51 单片机，12M 的晶振，利用查 询溢位来产

5、生的 38K 脉冲，那就犯了一个大错，由于利用查询的方式查询这个动作铺张的时间可不是一个或两个的机器周期，它铺张了大把的单片机时间，误差大得离谱。假设你用中断试过成功过，不妨试一下查询方式失败的感觉。虽然利用查询方式编程是简洁了很多，可是误差大得更多了多。我就是偷懒犯过了错误。5:什么是红外 38K 的载波信号(其实我更想说成什么是 38K 编码信号(一下详解)(1) 记住 38K 的红外不单单只承受 38K 信号，它有个频偏(频率偏差左右波动) 的范围，但记住范围不大。(2) 说是三极管驱动，其实三极管是作为一个开关，共射的方式。于是有两种通断方式，三极管用的是 PNP 呢还是 NPN。一般

6、我们承受 PNP 作为开关管，NPN 是利用高电寻常候导通，但单片机开机时候，全部 IO 口的状态为高电平，这个时候就触发了开关管，虽然我们在初始化的时候可以把它关断，但即使此处实际上可以的问题为了以后设计其它东西可能因此犯了不该犯的错误还是选用 PNP 管好了。(3) 那么我们就用“0“表示红外管导通。“1“表示红外管截至驱动红外发光的“IO“口的状态便是 38K 脉冲信号从 IO 口发出来的触发信号， 脉冲中的低电平就是导通，高电平就是截至。我们会看到，假设单单用 38K，那么如前面摘录局部讲到的，我们会在接收端会承受到一个低电平的信号。或者我们可以再这么理解吧:红外接收头只承受 38K

7、信号(误差范围内)，我们把接收头看出一个转换器。遇到 38K 就输出低电平，没有遇到 38K 就被上拉成高电平。于是所谓的“编码”的概念就这样产生了，我们利用有 38K 信号 跟 没有 38K 信号 这两种状态，利用红外接收头就翻译成低电平、高电平的信号。这就是最主要的东西。什么时候有 38K。什么时候没有 38K，一切都由我们编程来实现。我们可以灵敏地操控有跟没有，有的时间长度就是“接收方“低电平的时间长度。没有的脉冲的时间长度就是接收方高电平的时间长度。我们只需要在接收方读取凹凸电平的时间长度与凹凸电平的各种组合来读取放射方所供给的信息。这种就是所谓的“协 议”，协议就是我们说好了，你照办

8、的意思。协议内容明确我发什么的时候代表什么意思，接收方你懂的。于是就有各种红外编码，NEC/飞利浦等红外编码是比较常见的，而我们依据需要我们可以自己设置自己的编码。假设想做遥控玩一玩的就没必要争论人家的红外编码协议，自己编几个简洁编程的就可以了。像想 NEC 红外协议里面谈到的承受头输出的 高电平几毫秒低电平几毫秒就是代表“1”，高电平几毫秒低电平几毫秒就是代表“0”，高电平几毫秒低电平几毫秒就是代表“引导码或者用户识别码”， 这些都是人家 NEC 里面的标准，我们可以自己定我们自己的标准。我可以说 10ms 低电平后 10ms 高电平就代表允许承受，然后 5ms 低后 5ms 高就代表“1”

9、，15ms 低后 15ms 高就代表“2”，25ms 低 25 毫秒高就代表“0”,固然这里只打个比方， 由于编码长度要是太大的话对其它程序处理不是很灵敏。由于我们解码的时候最好不要被中断。像空调那种一百多位编码的一般很少。少。至于多少适宜，自己酌情考虑。编码的形式也自己打算。于是乎，上面的东西并没有说到“载波”两个字，好了下面就说说载波吧。我们把“有 38K 信号”这种状态(“信息”)当做“1”，把“没有 38K 的信号”这种状态(“信息”)当作“0”，我们可以看成其实我们要发出去的就是 1 跟0 两种状态的组合。而 1 跟 0 两种状态的另外一种意思就是 38K 的“有”跟“没有” 于是

10、38K 就带上了 1 跟 0 的这两种信号的信息。我们就把 38K 理解成载波信号，载放这信息的信号，其实就是断断续续的 38K 信号而已，假设我们说成载波那么就是载波。不过我更宠爱把这种信号看成一种编码信号。好了，总结一下。红外遥控就是这么简洁， MCU 把握有没有 38K 信号 红外管就是把利用通断来把单片机的信号发出去 接收头就是把 38K 翻译成有跟没有 接收头那边的 MCU 就是把有跟没有的时间长度与组合计算出来(解码)。然后依据事先我们商定的编码执行相对应的动作。还有一点需要补充一下。那就是接收头的供电这个很主要，接收头的供电就好依据解码的 MCU 的供电保持全都，这样接收头的输出

11、的凹凸电平就可以被单片机 IO 识别兼容。同时接收头有很多种，有一些只能 3V 供电承受管就不要跟 5V 的 MCU 一起用，免得铺张电路资源。另外接收头的有些是中间是电源脚有些中间的地脚，假设来玩玩的最好看清楚顺便买的时候预留多一个免得烧了之后又得跑一趟。至于学习型的红外遥控，有的只需要学习编码，有个则需要学习载波频率。后者比较不好弄。欢送接贴.下面是红外放射、接收头(红外根底学问)目前市售红外一体化接收头有两种:电平型和脉冲型，绝大局部的都是脉冲型的，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

12、连续的信号。 脉冲型的，只能接收间歇的 38K 信号，假设接收连续的 38K 信号，则几百 ms 后会始终保持高电平，除非距离格外近(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，只有特别场合， 比方串口调制输出，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3542K。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， 假设墙是白色的，则在 15 米的空间根本没有方向性。接收头要有滤光片，将白光滤

13、除。在以下环境条件下会影响接收，甚至很严峻 : 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，比方日光灯。4、强的电磁干扰，比方日光灯启动、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，用起来格外爽，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需承受确定频率 38K 的载波的基带信号才有正常输出，如发送 500HZ 的

14、38K 载波，脉冲型一体化红外线接收头输出 500HZ 方波， 而假设发送连续的 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抑制了传统电平型接收头的缺乏: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承受头，在电子市场如不说明店主给你确实定是脉冲性的。手机拍照时可以查看红外放射管是否处于放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，似乎有红暴就是低技术，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 以上的红外线根本无红暴，波长

15、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，一种是有略微红暴的，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 这种有略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，假设有红暴就会在管芯消灭红色小点。假设没有红暴的话，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放射管有 940nm 波长和 850nm 波

16、长两种，940nm 波长的红外放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 850nm950nm 通用的型号。850 的管和 940 的管区分在于他们的功率大小。850 是属于大功率的，它的特点是:放射距离短，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:放射距离远，灵敏度低，主要用摇控器上850 放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 放射管，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 放射管的一体机，常用此类产品一般开发距离在 5-20 米， 假设开发