基于CX20106的紅外遙控調速器設計

孫俊杰， 鄢 妍

(①江西電力職業技術學院，江西 南昌 330032；②江西科技師范學院，江西 南昌 330013)

0 引言

紅外線遙控器包括紅外線發射機與紅外線接收機，目前紅外遙控技術廣泛應用在電視、錄像，音響等設備上。本設計采用發射機與電視、音響等設備的發射機兼容的辦法，即采用電視已有遙控器作為發射機來控制，不需另外做發射機[1]。本設計為可接收電視遙控器的紅外接收機，可用于實現9檔數顯調速。

1 紅外技術簡介

紅外通訊技術是無線通訊技術的一種，利用紅外線來傳遞數據。由于紅外通訊技術最大的特點就是不需要連接實物線纜，并且技術已經非常成熟，因此實際使用成本低。

紅外通訊技術通常采用紅外光波段內的近紅外線，它的波長范圍在0.75～25 μm之間。由于紅外線屬于肉眼不可見光，所以抗干擾性強，具有光波的直線傳播特性，不容易產生信號間的相互干擾[2]。例如，調制信號可以直接用控制紅外線光的強弱來進行傳輸，也可以用紅外線光產生某個特定頻率的載波，然后采用信息對載波信號進行調制，信號接收端再來解調信號，獲得信息。

2 紅外線預放器CX20106結構

CX20106的內部結構如圖 1所示，預放器內部電路結構主要分為自動偏置控制系統模塊、前置放大系統模塊、限幅放大系統模塊、通頻帶濾波系統模塊、峰值檢波濾波系統模塊、積分比較模塊和施密特整形輸出模塊等幾部分，便能實現對紅外線信號進行遙控接收和信號分析、處理的功能[3]。預放器的總AU大小等于80 dB左右，這是為保證它的第七管腳輸出的脈沖序列控制信號在3.5～5 V之間。總 AU大小由它的第二管腳接入的電容、電阻所決定，電容越大或電阻越小，產生的電壓放大倍數就越大。電阻阻值范圍大約在 0～10 ? 之間,電容范圍大約在l～1.1 μF之間，不然容易造成頻率響應過大或過小。第五管腳接入R2為通頻帶濾波系統模塊的f0的外圍控制電阻，通過改變R2的數值，便可以將載波輸入信號的接收頻率進行調節控制，當中心頻率f0一旦偏離載波輸入信號頻率，電壓放大倍數立即減小。第六管腳接入的電容容值 C3范圍大約在330 pF左右,電容容值一旦改變，雖然增大容值可以使CX20106加強抗干擾能力，但同時也會使輸出編碼脈沖的持續周期加大，從而造成遙控距離縮短[4]。第七管腳為CX20106的信號輸出端，CX20106分析處理后的脈沖信號由第七管腳輸出給負載。只要給第一管腳輸入信號，第七管腳就有輸出信號。開始用20106時要注意，7腳并不是一直輸出低電平，而是周期性的，而這里只關心這里有沒有下降沿出現。

3 電路結構

為了把已有的電視遙控器作紅外發射機用，設計了如圖2所示的紅外遙控接收機[5]。

該電路主要由紅外線接收二極管 PH302、紅外線預放器 CX20106，雙二和十進制加法計數器CD4518、譯碼驅動器4511、LED數碼管以及雙向可控硅、穩壓管等電子元件構成。

其中，輸入信號被二級管PH302接收后轉換成數十微伏到數百微伏的電信號，將此信號送入CX20106的1腳，CX20106處理后的脈沖信號由7腳輸出給計數器 4518，由 4518的輸出來控制電機轉速和數碼管的顯示。

圖1 CX20106內部框

圖2 接收器電路

4 工作原理

當按下遙控器的時候，發射機發射紅外調制信號，由接收管 PH302接收。這一信號調制頻率為40 kHz左右，信號較弱，不能直接利用，需經CX20106檢波、放大后再送入 4518的計數輸入端。計數器 4518接成二級計數器串行級聯形式，采用下降沿計數,觀察 CX20106輸出的下降沿。由于紅外遙控器發射的是脈沖群，含有多個脈沖，如果用此脈沖群來直接控制電機，則很不容易準確調在所需要的檔位上，因此將 4518前后級接成圖示電路，當輸入接收到 10個脈沖時，輸出的狀態才改變一次，即調節一檔。而 4518的輸出，一方面通過電阻控制輸出電流，經三極管放大后去調節雙向晶閘管的導通角 θ，從而來控制電機轉速。合理調節 R7-R10,便可改變其觸發信號的強弱，進而改變雙向晶閘管的導通角，也就改變了電機兩端的電壓，從而改變了電機轉速，達到變速的目的[6]。這里的二極管D3-D6起隔離作用，避免各路輸出的干擾。4518的輸出可組合成9檔不同的電流，從而可實現9檔調速。4518 的輸出另外可經4511譯碼后直接驅動LED數碼管顯示相應的檔速，其循環順序為1到9到停。D7-D10及R11組成一個4輸入或門，當 4518輸出全低時，控制4511的消隱端為低電平有效，此時數碼管不顯示并且電機也停轉。

電源部分采用的是電容降壓方式，市電 220 V經 C2降壓，再經過整流，穩壓，濾波后輸出 5 V的直流電壓。R2和C3組成晶閘管的吸收電路，防止浪涌電流損壞雙向晶閘管。

5 制作

在做好PCB板之后，注意CX20106的放大增益很高，要用金屬屏蔽罩將CX20106及外圍電路加以屏蔽，否則難以正常工作。其余元器件按圖示參數選用即可。調速時主要是觸發電路，即確定限流電阻 R7-R10的阻值。按遙控器上任意一鍵，使數碼管顯示1，調節R10,使電機上有一定的端電壓，如200 V；再按鍵，顯示 2，調節 R9，使 M端電壓為180 V；3檔的觸發電流由 R9、R10共同決定，不必再調。實際只需調節1、2、4、8檔時M兩端的電壓，其余各檔可由這4檔組合決定。此調速器的安裝位置應與電視或音響等其他遙控裝置的角度大于45度，否則在調節時會影響電視的工作。將此調速器接上風扇的電機，可實現數顯調速的功能。

[1]包浩明.一種紅外線傳感器的設計與實現[J].內蒙古師范大學學報,2003 (06):123.

[2]李鑫,曾光,廖榮輝.基于AT89C52 智能溫度控制器的設計[J].現代電子技術,2006,29(02):93-96.

[3]丁躍華,陳艷峰,龍箏.紅外遙控系統的一種設計方法[J].現代電子技術,2007,30(07):50-51.

[4]吳媛媛，葉茂森.紅外遙控技術淺析[J].廣西輕工業,2009(01):72-73.

[5]侯繼紅.基于CPLD/VHDL語言的紅外遙控解碼器設計[J].通信技術，2010,43(07):193-194.

[6]高仁璟，劉國新，唐禎安.基于Si4432的無線射頻遙控系統設計[J].通信技術,2010,43(10):137-139.