紅外線發(fā)生器的原理

1、1引言隨著社會(huì)發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，信息化、智能化技術(shù)滲透于人們生活 的各個(gè)領(lǐng)域,安全問(wèn)題也成為工業(yè)生產(chǎn)、人民生活關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。本系統(tǒng) 利用紅外技術(shù)、電子技術(shù)等設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)裝置在安全防護(hù)區(qū)域安放有效防止了 人為誤動(dòng)作或誤進(jìn)入;在家庭、倉(cāng)庫(kù)等安放可實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警等功能，應(yīng)用前景廣 闊。2設(shè)計(jì)原理與工作流程由于紅外線通過(guò)云霧等充滿懸浮粒子的物體時(shí)不易發(fā)生散射、有較強(qiáng)的穿透能力和抗干擾能力，且紅外線遙控不易引起串干擾，目前已廣泛用于家電及部分工業(yè) 控制中。隨著智能化的高速發(fā)展，這種性能優(yōu)良的非接觸控制必將在人類(lèi)生活中 扮演越來(lái)越重要的角色。本系統(tǒng)基于紅外技術(shù)設(shè)計(jì)，具有報(bào)警精確度高、誤報(bào)

2、率 低、設(shè)備安裝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。系統(tǒng)由外線探測(cè)器、信號(hào)放大電路、比較電路、延時(shí) 電路、報(bào)警電路、顯示電路和穩(wěn)壓電源等部分組成，結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖1結(jié)構(gòu)原理組成框圖系統(tǒng)紅外探測(cè)器主要包括紅外發(fā)射電路和紅外接收電路兩部分。當(dāng)探測(cè)器探測(cè)到的微弱信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大電路傳輸?shù)奖容^電路，比較電路將信號(hào)與參考值進(jìn)行比較，去除信號(hào)中的干擾信號(hào)，輸出信號(hào)傳 輸?shù)綀?zhí)行機(jī)件（繼電器等），控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備關(guān)斷，或者驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路觸發(fā)聲、光報(bào) 警。為防止安裝裝置時(shí)啟動(dòng)電源或調(diào)試時(shí)報(bào)警，電路中設(shè)計(jì)了開(kāi)機(jī)延時(shí)電路。為 防止停電或蓄意切斷電源，該系統(tǒng)配有交流和直流雙電源供電，自動(dòng)切換。系統(tǒng) 可根據(jù)所要監(jiān)控的區(qū)域進(jìn)行選擇使用。另外，可利

3、用總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)多區(qū)域監(jiān)控 通過(guò)狀態(tài)顯示電路警示發(fā)生報(bào)警的位置。3系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1紅外探測(cè)本系統(tǒng)紅外探測(cè)由紅外信號(hào)發(fā)生器發(fā)出紅外線信號(hào) ，由接收裝置接收。當(dāng)人體進(jìn)入警戒區(qū)內(nèi)時(shí)遮擋紅外光束，引起接收。一、概要目前在國(guó)內(nèi)周界防范主要采用兩種方式：主動(dòng)紅外探測(cè)器防范方式和感應(yīng) 電纜方式。（排除警用高壓電網(wǎng)、軍用鐵絲網(wǎng)等特殊周界防范措施）主動(dòng)紅外探測(cè)器一般用于圍墻、草坪等需要直線防范的空間區(qū)域，使用安裝靈活，可以與其他探測(cè)器隨意組合，安全，可靠，經(jīng)濟(jì)性好，為當(dāng)今民用周界防范的主要選擇產(chǎn)品。缺 點(diǎn)是對(duì)安裝環(huán)境要求比較嚴(yán)格，要求防護(hù)環(huán)境為水平、無(wú)遮擋，探測(cè)距離一般單對(duì)防范最遠(yuǎn)距離為200米。感應(yīng)電纜方式一般用

4、于開(kāi)闊地帶，可以是圍墻，也可以是空地，無(wú)水平要求，可以是丘陵，單個(gè)防區(qū)一般最遠(yuǎn)距離為 100M，采用感應(yīng)空間磁場(chǎng)變化的方式 監(jiān)控，而且由于可以埋 地安裝，比較隱蔽，缺點(diǎn)是防誤報(bào)能力差，由于其工作范圍在1.5m左右，不宜在街邊，路旁等周界防范，而且造價(jià)高，與主動(dòng)紅外周界相比造價(jià)高出10倍以上，普通用戶(hù)難以承受。二、工作原理主動(dòng)紅外探測(cè)器的工作原理是利用探測(cè)器的發(fā)射端發(fā)出紅外射線，由接收端接收后經(jīng)電路放大比較后驅(qū)動(dòng)繼電器，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，從而形成一個(gè)報(bào)警回路。為了防止入侵者破壞， 一般每個(gè)紅外探測(cè)器都會(huì)加裝有防拆開(kāi)關(guān)，一旦發(fā)現(xiàn)探測(cè)器外殼被打開(kāi)，就會(huì)向主機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。由于探測(cè)器一般都工作在室外，為了

5、防止室外 自然光或太陽(yáng)光、汽車(chē)燈光的干擾，或防止惡意入侵者以紅外光源干擾，每個(gè)生產(chǎn)廠家對(duì)自己的紅外發(fā)射源都會(huì)加以調(diào)制，以不同的調(diào)制頻率工作，同時(shí)在接收端加以解調(diào)，只接收該頻率段的紅外光源，從而防止干擾和惡意入侵。為了增加紅外發(fā)射管的壽命，一般紅外發(fā)射管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，而開(kāi)關(guān)頻率可以由用戶(hù)自己調(diào)節(jié)。一般的開(kāi)關(guān)頻率按照探測(cè)器的工作位置特性，參照該工作位置入侵者可能的最大入侵速度而定，如假設(shè)安裝在墻頭， 則考慮到入侵者爬行的速度最大為0.5m/s,設(shè)定開(kāi)關(guān)時(shí)間為20Hz （以上均為假設(shè)，具體參照各廠家的技術(shù) 參數(shù)）。一般紅外探測(cè)器都會(huì)有四段開(kāi)關(guān) 頻率（或稱(chēng)為遮斷時(shí)間）以供用戶(hù)選擇。為了增加探測(cè)器抗衰

6、減能力，一般探測(cè)器都會(huì)有放大電路，即自動(dòng)增益調(diào)節(jié)回路（AGC），在室外條件比較惡劣的情況下增加接受端的放大系數(shù)，以適應(yīng)如大雨、濃霧，大雪等較惡劣的天氣， 特別是南方的大霧天氣， 有過(guò)安裝經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)都 知道，往往探測(cè)器誤報(bào) 都發(fā)生在此。值得一提的是，構(gòu)成主動(dòng)紅外探測(cè)器的最主要的核心技術(shù)有三：1、 紅外發(fā)射管。由于紅外探測(cè)器工作距離一般要求都比較遠(yuǎn)，所以要求紅外發(fā)射管的 功率都比較大。應(yīng)該使用大功率的紅外發(fā)射管。2、 外罩。由于紅外探測(cè)器都工作在室外， 長(zhǎng)期受到太陽(yáng)光和其他光線如汽車(chē)燈光等的 直接干擾，容易引起探測(cè)器接受端的誤動(dòng)作， 所以一般優(yōu)質(zhì)紅外探測(cè)器的外罩都添加能過(guò)慮 外界紅外干擾的物質(zhì)以減

7、少漏報(bào)現(xiàn)象出現(xiàn)。3、 發(fā)射接收端的鏡片。鏡片起兩個(gè)作用：過(guò)濾和 聚焦。前者繼續(xù)過(guò)濾干擾紅外源，后 者主要是將發(fā)射端的紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線聚焦后成平行狀發(fā)出，以提高紅外線的發(fā)射距 離和發(fā)射效率，而接受端的鏡片再將發(fā)射過(guò)來(lái)的平行紅外源聚焦到接受二極管上采集紅外信號(hào)。紅外線發(fā)射器的原理及應(yīng)用摘 要：BL9148是目前市場(chǎng)上頗為流行的紅外線遙控發(fā)射芯片，它具有功能強(qiáng)、電壓低、功耗 小等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：紅外線；CMOS 遙控發(fā)射器；BL91481.概述BL9148是一種CMO決規(guī)模集成電路，它利用紅外線進(jìn)行發(fā)射，從而能遠(yuǎn)距離控制，是目前市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的典型發(fā)射芯片。BL9148能與接收芯片 BL9149

8、聯(lián)合使用，可完成 10個(gè)控制功能；如果與另一種接收芯片BL9150聯(lián)合使用，則能完成 18種功能控制。在實(shí)際應(yīng)用中，該芯片能發(fā)射75個(gè)指令，其中63個(gè)是連續(xù)指令，利用它可組成多鍵操作；另外12個(gè)是單發(fā)指令，利用它可組成單鍵操作。2. 芯片簡(jiǎn)介2.1引腳圖和引腳功能BL9148引腳圖如圖1所示。BL9148引腳功能如表1所列。弓|譽(yù)珀GD. Vrr,蓋3XT. XT聲蕎E：【l蘋(píng)Ft巧薩咕側(cè)從玨4-9務(wù)一氐HV人引弭U tWtrt捽下槍電BO10-12r Ti-T町FT儼好出引算燒乾曲的tt茅対序驚峠札施金1出1?11IC *.再也編人斗IW. 1 &帽柞杠斥枚的州驚西卍14I>X

9、1牌試人引構(gòu)引奔哲開(kāi)1!2.2推存參數(shù)電源電壓：3.0V工作電流：I.OmA(max)靜態(tài)電流：10卩A(max)振蕩頻率：455kHz振蕩器反饋電阻:500k Q使用芯片時(shí)，要求使用推薦參數(shù)，否則易損壞或使芯片性能遭到破壞。*1蛍強(qiáng)拒中，石I卯 h丨* I * 口|渤巧|%角77把戶(hù)科mt翼/星at評(píng) “人黑3. 工作原理BL9148內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。從圖中看岀，它由多種電路和模塊組成，現(xiàn)將主要功能說(shuō)明如下：3.1發(fā)送指令該芯片的發(fā)送指令由 12位碼組成，如表 2所列。其中CCa是用戶(hù)碼，可用來(lái)確定不同的 模式。C和C組合，可與接收電路芯片BL91芯BL9148/BL9149相匹配。

10、上述每種組合均有三種狀態(tài)：00、01和11,其中00狀態(tài)不用。用戶(hù)碼設(shè)定是以列線內(nèi)接入二極管為界線，當(dāng)Ta與CODE之間分別接入二極管時(shí)，用戶(hù)碼（C1Ca）為“1 ” ;當(dāng)Ta引腳不接二極管時(shí)，用戶(hù)碼為“ 0”。如果該芯片與 BL9150相結(jié)合,則G引腳必須接入二極管；如果該芯片與 BL9149相結(jié)合，則 C必須接二極管，H、S和S2是代 表連續(xù)發(fā)送或單次發(fā)送的碼，且分別與、T2和Ta列的鍵對(duì)應(yīng)。D4B是發(fā)送的數(shù)據(jù)碼（也是鍵輸入碼）鍵與碼的關(guān)系如表 3所列。3.2發(fā)送波形a. “ 0”與“ 1”碼的識(shí)別當(dāng)正脈沖的占空比為1/4時(shí)，脈沖的碼位為“ 0”；當(dāng)正脈沖的占空比為3/4時(shí)，脈沖的碼位為“

11、 1”?！?0”與“ 1”碼位識(shí)別的波形圖如圖 3所示。b. 載波信號(hào)無(wú)論是“ 0”還是“ 1”碼位的脈沖，它們均要被發(fā)送。發(fā)送時(shí)，正脈沖是被調(diào)制在38kHz的載波上，而載波的占空比為1/3，這樣有利于減少電路中的功耗。發(fā)送波形如圖4所示。48/BL9150相匹配，C2和G組合，可與接收 號(hào)岀HStrx嶺U1JFo0:a0002100100ILJ03*31°4I00D応4000(»J0Q41 1 0Qft0u106 I0 10亠-00；I連tt7Q01D0V0杠01u01QN0 ；L90Q1n101000000I00Itflc1001u0flnu01 1001丄上，可00U

12、0010T0iD<»15QQ101 1 1QJ6001000,1 10耶17I0100ojDn亠U1)1 100D ；Q 11同' 轉(zhuǎn)住詵制就辭fl'c. 發(fā)送的基本波形每個(gè)發(fā)送碼的周期均按Cl、C2、G、H、Si、S3、Di、0、D3、D、D5、D6的次序串行發(fā)送，總長(zhǎng)度為48a,其中a等于每個(gè)碼周期的1/4，即a=(1/fx 192秒?；静ㄐ稳鐖D 5所示。d. 單發(fā)和連續(xù)信號(hào)當(dāng)按下單發(fā)鍵時(shí)，輸出碼只發(fā)送兩個(gè)周期，當(dāng)按下連續(xù)鍵時(shí)，輸出碼將連續(xù)發(fā)送。每?jī)山M信號(hào)之間停頓時(shí)間為 208a。發(fā)送波形如圖6所示。m s祀皐漏車(chē)it骸!心T-P4亠""j亠y-.hhub-tdk亠4亠