《遙控器基礎知識》PPT課件.ppt

1、遙控器基礎知識,Ver:1.0 2008.12.8,內容:,1.遙控器發(fā)展歷程. 2.紅外遙控系統(tǒng)及遙控器工作原理. 3.紅外遙控器的主要構成部件介紹 4.紅外遙控器的常見協(xié)議分析. 5.紅外遙控器的常見異常與處理及分析,目的: 提高對紅外遙控器的認識. 提高工作效率和產品的合格率. 方式: 相互學習與探討,遙控器發(fā)展歷程,第一階段：單一遙控器 第二階段：萬能及學習型遙控器 第三階段：網絡及RF型遙控器,單一遙控器,到底是誰發(fā)明出第一個遙控器已不可考。但最早的遙控器之一，是一個 叫 尼古拉特斯拉（Nikola Tesla）(1856-1943)的發(fā)明家（他曾經為愛迪生工作，同樣被譽為天才發(fā)明家

2、）在1898年時開發(fā)出來的（美國專利 613809號,叫做“Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles”。 最早用來控制電視的遙控器是美國一家叫Zenith的電器公司（這家公司 現在被LG收購了），在1950年代發(fā)展出來的。 一開始是有線的。1955 年，該公司發(fā)展出一種被稱為“Flashmatic”的無線遙控裝置。但這種裝置 沒辦法分辨光束是否是從遙控器而來，而且也必需對準才可以控制。 1956年羅伯愛德勒（Robert Adler）開發(fā)出稱為“Zenith Space Com

3、mand” 的遙控器，這也是第一個現代的無線遙控裝置，他是利用超聲波來調頻 道和音量，每個按鍵發(fā)出的頻率不一樣，但這種裝置也可能會被一般的超聲波干擾，而且有些人及動物（如狗）聽的到遙控器發(fā)出的聲音. 隨著電子技術的發(fā)展，第一只采用紅外線的遙控器出現在20世紀80代, 發(fā)送和接收紅外線的裝置開發(fā)出來時,就慢慢取代了超聲 波控制裝置, 即使其他的無線傳輸方式持續(xù)被開發(fā)出來,它直到現在還持續(xù)廣使用.,它的特點 遙控器內預置了一套編碼，功能相對簡單. 一只遙控器只能控制單一型號的電器.,萬能及學習型遙控器 產生時間:20世紀90年代 主要特點: 遙控器內預置了多種編碼,通過代碼調用方式進行選擇.遙控器

4、能學習記錄其他遙控器的編碼信號. 主要分類 :單一萬能.組合式萬能.單純學習型.固定代碼+學習.,網絡及RF型遙控器 產生時間:目前 主要特點:遙控器與Internet技術相結合,利用強大的網絡技術,實現用戶對遙控器的自己制作.操作遙控器時無需考慮電視位置和遙控器的指向。,紅外遙控系統(tǒng)及遙控器工作原理,第一：紅外遙控系統(tǒng) 第二：遙控器工作原理,紅外遙控系統(tǒng),發(fā)射器,傳感器,接收器,控 制 器,負 載,遙控器系統(tǒng)組成方框圖,遙控器系統(tǒng)工作原理,發(fā)射器：1編碼電路 2發(fā)射電路 接收器：1接收電路 2譯碼 執(zhí)行電路,遙控器工作原理,定義:通過紅外發(fā)射器件,發(fā)射被編碼脈沖信號調制的紅外光,在一定距離控

5、制相應設備的有光功能的裝置。 遙控器主要組成 ：微處理器芯片、晶體 振蕩器、放大晶體管、紅外發(fā)射二極管以及鍵盤矩陣等。 芯片:主要負責處理運算控制遙控器的工作狀態(tài),根據外部信息做出相應的判斷. 晶振:主要是為芯片工作提供準確的時基。 晶體三極管:對脈沖信號的電流進行放大。 紅外發(fā)光二極管：把電信號轉換為光信號發(fā)送出去 鍵盤矩陣:及時判斷外部輸入信息.,遙控器性能的幾個評測參數,工作電壓范圍 2.43.5V 發(fā)射信號的波長 800950nm 遙控距離和發(fā)射角度 大于8m 30-45度 發(fā)射功率 1單位40uW 待機功耗 不大于3uA 50uA,紅外遙控器的主要構成部件介紹,芯片 紅外發(fā)光二極管

6、晶振 三極管 電容 電阻,芯片,遙控器芯片主要為單片機. MCU：是Microchip/Microcomputer的縮寫。 定義：單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer），簡稱單片機。就是將微處理器（CPU）、存儲器（存放程序或數據的ROM和RAM）、總線、定時器/計數器、輸入/輸出接口（I/O口）和其他多種功能器件集成在一塊芯片上的微型計算機。 基本構成： CPU （邏輯控制） ROM （硬盤） RAM （內存） I/O （接口）,單片機的分類,按地址線可分為:4bit,8bit,16bit,32bit,64bit 按功能分：MCU、MPU、DSP MCU ：co

7、ntrol，重點在功能. MPU ：program,重點在數據運算,典型應用為手機芯片。 DSP： 是數字圖象信號處理，各種監(jiān)控設備 按功能賦予IC的方式不同分為： ASIC:有特定的功能，如6122、3010； MASK： 控制部分固定，由廠家或根據客戶要求廠家賦予. OTP:由用戶賦予，只能燒寫一次； FLASH可電擦寫，多次燒寫。 按體系： 51系列：指令多，功能強大，可擴展性強. RISC：精簡指令系列 ，如PLC 16C54 /1602. 美歐系列、日、韓、臺、大陸系列 .,遙控器IC的種類,按功能：單一、多功能 單一： 單一簡單的（通常用AISC） 單一特殊的（通常用MASK、OT

8、P） 多功能： 單一多功能（通常用OTP、MASK） 萬能多代碼（通常用OTP、MASK） 萬能組合多合一 （通常用MASK） 按用途： 電視（通常MASK、AISC、OTP） VCD（通常AISC、如6122） DVD （通常AISC、如6122） VCR （通常AISC、如6122） 空調（通常OTP、MASK，是4bit.8bit） 音像設備（通常AISC、如6122）,紅外發(fā)光二極管,紅外線的概念與特性 紅外線的基本概念： 紅外線是一種不可見光，是太陽光譜的一部分，實質上是一種電磁波。 紅外光 近紅外 中紅外 遠紅外 0.75 3 20 1000um 由圖知紅外的波長范圍在0.7610

9、00um之間。硅光電器件對光波最敏感區(qū)域在0.80.95um范圍內，在這個波段內，利用砷化鎵和砷鋁化鎵材料制成的紅外發(fā)光二極管發(fā)射波段。將他們進行良好的匹配，作為紅外遙控器的主要光源。,光熱效應 具有可見光的某些特性 具有微波的某些特性 傳播速度300000km/s 在介質中傳播會產生衰減 大部分液體對紅外的吸收非常大 具有良好的隱蔽性,保密性,環(huán)境光線對它的影響很小,抗干擾能力強,且使用這種發(fā)射.接收器件的電路簡單而無特殊的環(huán)境要求. 自然界中不論任何物體,不論本身是否發(fā)光,只要溫度高于絕對零度（-273)都會不停向周圍輻射紅外線.,紅外線的基本特性,紅外傳感器,紅外發(fā)光二極管分類 GaAs

10、,GaAlAs 紅外發(fā)光二極管的主要參數 工作電流IF及峰值電流IFP 峰值電流IFP是指流過管子的脈沖電流的最大峰值。若脈沖電流的平均值與恒定的直流值相等，則脈沖電流的幅值要比允許的工作電流大的多，其發(fā)射效率也較高。所以一般遙控器發(fā)射器都采用占空比較小的脈沖工作方式。（1/3) 管功耗PM與光功率P0 峰值波長P 反向漏電流IR 響應時間TW,紅外發(fā)光二極管的基本驅動方式,直流恒定電流驅動方式 直流脈沖電流驅動方式： 紅外光的有效發(fā)射距離與驅動功率峰值大小有關，驅動功率峰值越大，發(fā)射距離越遠；而峰值功率又與所加的驅動電流峰值有關。想要提高紅外光的發(fā)射距離，必須加大驅動信號U的幅度，提高峰值電

11、流。紅外發(fā)光二極管的正向工作電流IP與峰值電流IFP之間有如下關系：IF=IFPT0/Td T0為方波脈沖的周期；Td為方波脈沖寬度；T0/TD等于脈沖的周期與脈沖寬度之比，稱為脈沖電流的空度比。在限定范圍內，這個比值越大，則允許的峰值電流越大，但也不能超出限定范圍，否則紅外發(fā)光二極管來不及響應，也不能保證有效控制。 交流電流驅動方式 檢測方法 把萬用表調到測二極管擋,紅表筆測正極,黑表筆測負極,電壓讀數應該在1.V左右.,晶振,晶振也叫石英諧振器，它是利用石英的壓電特性按特殊的切割方式制成的一種電諧振元件，被廣泛使用在電子設備中 石英晶體的種類很多，大致分為普通型、精密型、和高精密型三種，我

12、們的遙控器使用的屬于普通型，高精密型石英晶體的殼內都帶有恒溫槽，能進行溫度補償。 在我們遙控器中，石英晶振主要被來作為振蕩元器件。,標稱頻率 32.768Khz .455KHz . 480KHz. 680KHZ3.58KHz.3.68KHZ 4MHz 負載電容 10p 15p 20p 30p 68p 101 221 103 104保證晶振正常起振和工作 在穩(wěn)定的中心頻率內。 頻率精度 頻率精度從10(-4)量級到10(-10)量級不等 頻率穩(wěn)定度 穩(wěn)定度從1到100ppm不等 在遙控器中的作用 提供穩(wěn)定的時基信號，保證遙控器正常工作。,晶振的主要參數,晶振檢測方法,直接測試法 直接把晶振插到專

13、門的晶振測試儀上測試 電阻法 把萬用表10K擋測量石英晶體兩引腳之間的電阻值,應該為無窮大,若不為無窮大，則說明石英晶體內部存在漏電或短路現象. 電壓法 一般遙控器的電壓都在3V左右,所以將萬用表置在10V直流擋,黑表筆固定接負極；先在不按遙控器的情況下,用紅表筆測出晶體兩引腳的電壓值,并將兩個電壓數值記錄下來；然后按下遙控器上的任意一個按鍵，再用紅表筆分別測出晶體兩端的電壓,記錄下來測量的電壓值,然后把第一次記錄的兩個電壓值比較相差較大，第二次記錄的兩個電壓值比較值基本一致,則晶振正常工作,反之則工作不正常,這對一般的遙控器可以采用 。,晶體三極管,定義 晶體管（transistor）是一種

14、固體半導體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關、穩(wěn)壓、信號調制和許多其它功能。 分類 按使用的材料可分為硅管和鍺管。按極性可分為鍺NPN型晶體管、鍺PNP晶體管、硅NPN型晶體管和硅PNP型晶體管。 按電流容量可分為小功率晶體管.中功率晶體管和大功率晶體管. 晶體管按工作頻率可分為低頻晶體管、高頻晶體管和超高頻晶體管等. 晶體管按封裝結構可分為金屬封裝（簡稱金封）晶體管、塑料封裝（簡稱塑封）晶體管、玻璃殼封裝（簡稱玻封）晶體管、表面封裝（片狀）晶體管和陶瓷封裝晶體管等。其封裝外形多種多樣。,三極管是我們遙控器的關鍵元件，在遙控器電路中起放大、開關、作用，且體積小、使用壽命長、耗電省等優(yōu)點 按P

15、N結的不同組合方式，三極管可分為PNP型（8550）和NPN型（8050）兩種,三極管在遙控器中的作用,三極管的檢測,用萬用表測試HFE 把萬用表調到HFE擋把三極管插到相應的孔中,讀數一般在50300之間 用萬用表測試PN結電壓 把萬用表調到測二極管的擋,對8050管,把紅表筆接觸三極管中間的引腳,把黑表筆接觸三極管的另外兩引腳的任意一引腳 ,電壓讀數應該在0.6V左右,對8550管則把紅黑表筆對調一下測試即可.,電容,定義： 電容是表征電容器容納電荷的本領的物理量。我們把電容器的兩極板間的電勢差增加1伏所需的電量，叫做電容器的電容。 電容的符號是C。在國際單位制里，電容的單位是法拉，簡稱法

16、，符號是F,常用的電容單位有毫法(mF)、微法(F)、納法(nF)和皮法(pF)(皮法又稱微微法)等，換算關系是：1法拉(F)= 1000毫法(mF)1000000微法(F)1微法(F)= 1000納法(nF)= 1000000皮法(pF)。 分類聚酯（滌綸）電容（CL）聚苯乙烯電容（CB）聚丙烯電容（CBB）云母電容（CY）高頻瓷介電容（CC）鉭電解電容（CA） 鋁電解電容玻璃釉電容（CI）低頻瓷介電容（CT）,直接標示發(fā) 如：20p,30p,104 ,47uF ,100uF 數碼表示法 數碼一般為三位，前兩位是有效數字 , 第三位是倍數0至8表示有效數字后面0個數，9表示有效數字乘以1/1

17、0 如：104表示10X10000pF=0.1F 229表示22X1/10pF=2.2 f 221表示22X10pF=220pf,電容的標示方法,工作電壓,工作電壓指的是電容在連續(xù)工作中所能承受的最高電壓，使用中應當保證加在電容兩端的電壓不超過耐壓值，否則將會損壞電容。耐壓值一般都印在電容上， 注意：電容上印的耐壓值，都是指的是直流電壓，用在交流電路中，則應使所加的交流電壓的最大值（峰值）不能超過電容上所標明的電壓值。,遙控器用的電容及作用,鋁電解電容 47uF/6.3V 作用是電源濾波,低頻耦合 高頻瓷介電容 20P 30P 104 101 作用濾處高頻干擾,晶體匹配 檢測方法 對電解電容來

18、說,將指針萬用表紅表筆接負極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間萬用表指針即向右偏轉較大幅度，接著逐漸向左回轉，直到停在某一位置，此時的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值越大，說明漏電電流越小，電容性能越好 對瓷片電容來說，可直接用數字萬用表測試,電阻,定義 導體對電流的阻礙作用就叫該導體的電阻。 電阻器簡稱電阻（Resistor ,通常用“R”表示） 電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經過它就產生內能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用,對信號來說，交流與直流信號都可以通過電阻 在國際單位制中,電阻的單位是（歐姆）,此外還有 K（千歐）, M（兆歐）.其中：1M=1000

19、K ，1K=1000。 電阻的分類a.按阻值特性:固定電阻、可調電阻、特種電阻(敏感電阻) .不能調節(jié)的,我們稱之為固定電阻,而可以調節(jié)的,我們稱之為可調電阻.常見的例如收音機音量調節(jié)的,主要應用于電壓分配的,我們稱之為電位器.b.按制造材料:碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻等.C.按安裝方式: 插件電阻、貼片電阻.,阻值和誤差的標注方法,直標法 將電阻器的主要參數和技術性能用數字或字母直接標注在電阻體上. eg: 5.1k 5% 文字符號法 將文字、數字兩者有規(guī)律組合起來表示電阻器的主要參數. eg: 0.1=1=0R1, 3.3=33=3R3,3K3=3.3K 貼片電阻標注方法: 前兩位表示

20、有效數,第三位表示有效值后加零的個數.0-10歐帶小數點電阻值表示為XRX,RXX.eg : 471=470105=1M 2R2=2.2,電阻色環(huán)表示法,色環(huán)表示法最常用的方法，有三環(huán)表示法.四環(huán)表示法.五環(huán)表示法。 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍 紫 灰 白 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 最后一環(huán)金.銀或無色分別表示誤差為5%、10%、20% 在電阻上印有四道色環(huán)，第1、2環(huán)表示兩位數的數值，第3環(huán)表示倍乘數，第四環(huán)表示阻值允許的誤差，各道色環(huán)不同的顏色的意義不同，右圖三電阻的阻值分別是1K、100K、2.2歐姆,電阻在遙控器中的作用,限流 連接發(fā)射管或小紅燈等的電阻 分壓 構成RC振

21、蕩電路,紅外遙控器的常見協(xié)議分析,協(xié)議組成 :一般由引導碼 ,用戶碼,數據碼,重復碼或數據碼的反碼和結束碼構成。 載波:常用的有33K,36K,36.6K,38K,40K,56K,無載波 占空比:常用的有1/3,1/2,不常用1/4 調制方式:脈寬調制,相位調制 常見協(xié)議:6122,3010,9012,7461,7051,6124,261,2188, 6014,50560等,6122協(xié)議分析,幀格式： 引導碼+16位固定碼+8位數據碼+8位數據碼反,固定的尾碼,邏輯0 邏輯1,引導碼時間： 9ms高電平+4.5ms低電平,周期1:108ms周期2：108ms,載波38K 占空比1/3 采用脈沖

22、調制,3010協(xié)議分析,幀格式： 3010的數據格式為：起始位(2位)奇偶位(1位)+用戶碼(5位)數據碼(6位),邏輯0,邏輯1,周期,載波為38k 占空比為1/3 調制為相位調制 不同的協(xié)議工作電流不同,紅外遙控器的常見異常與處理及分析,半成品及成品測試要求 工廠測試碼值是否正確 工作電壓范圍 一定電壓下工作電流大小 靜態(tài)電流大小 發(fā)射距離 各個電子元器件是否正確 LCD顯示問題 其它部件等,檢修遙控器板的一般步驟 IC的正負極是否有電壓，電壓是否正常； 晶振是否起振，起振是兩個腳的電壓是一樣大小，否則 一大一小，用萬用表的電壓檔檢查。 看復位電路元件是否有問題 IC是否正常發(fā)射；一般情況下發(fā)射腳（用8050的三極管為中間那個腳）沒有什么電壓，正常發(fā)射應該有大于2伏的電 看三極管能否