红外遥控器将功成身退

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作者：Nordic Semiconductor公司高级应用工程师 Kjartan Furset时间：2008-01-01来源：电子产品世界收藏

　　红外遥控有二十五年的历史了，它很容易设计，是控制电子设备的一种经济有效的方法。但是对消费电子产品来讲，它该功成身退了。随着“多媒体中心”、互动电视、视频点播这类消费电子产品的出现、浏览复杂的菜单成了家常便饭，对于红外技术来说，则难以实现，而RF遥控则更能满足数字时代的需要。

　　在今天，很多中国消费者把挣来的钱花在家用娱乐设备上。数字音乐播放机、录象机、“多媒体中心”、大屏幕电视和游戏机纷纷从零售商飞到消费者家中。

　　这些家用电器大多数是用红外无线通讯技术，很容易设计，结实，制造起来费用不高，这样做出来的遥控器使用两节或者四节1.5伏AAA电池，可以用几个月。不过红外摇控器是在上世纪七十年代未设计的，用来取代超声波遥控器(见附文“摇控器简史”)，现在开始显得老态龙钟了。例如，在浏览复杂的多层菜单(在今天数字电子设备中这是常见的)时，红外遥控使用起来就很不方便。

　　而且，使用者必须要把摇控器对准所要控制设备上的红外接收器，这就是，摇控器与设备之间不可以有人、家俱和墙壁阻挡。红外线是单方向的通讯技术(实现双向通讯是可能的，但价钱很高而且容易受其他光源的干扰)。对于八十年代的消费者来讲，用它来改变电视频道或者调节音量是够了。但是，在2007年，消费者要求在遥控器中增加用户界面，并提供关于他们要听的或者观看的指令和信息。

　　幸好出现了新一代的射频(RF)遥控器，它和红外遥控器同样方便─也就是说，设计简单，成本低，电池的寿命长─而且消费者可以用它进行无线连接，支持更先进的菜单式浏览─这在家用娱乐设备中现在是很普通的了。

　　更重要的是，半导体厂商提供成熟的收发器，并提供参考设计，针对用户的协议以及射频方面的专业知识，帮助缺乏经验的设计人员，在简化传统的射频设计过程方面，向前迈出了一大步。

　　红外技术简况

　　红外线是一种电磁(EM)辐射，波长比可见光长，但是比射频短，在750 nm到1 mm之间。红外数据协会，简称IrDA，建议使用红外线，只要红外摇控器产品符合该组织的标准，就能兼容。

　　红外遥控器使用红外发光二极管(IR LED)产生红外线，用一个塑料透镜将它聚焦成很窄的光束。用光束调制的方法把数据编码，这样它不会受其他红外光源(例如荧光灯)的影响。接收器使用硅光电二极管把红外线转换成电流，然后接收器中的MCU对它解码(见图1)。红外线不能穿透墙壁，然而墙壁和天花板会反射红外线，但是，一般不会对相邻房间中的其他设备造成干扰。

图1　红外调制和解调的原理图

　　简单的红外遥控器由键盘、谐振器、8位MCU和红外发光二极管组成。键盘用于输入指令，谐振器产生可靠的时基信号，8位MCU检测键盘上按键的状态，并对红外信号进行调制，发光二极管产生红外线。

　　调制方法有很多种，但是在几种基本的调制方法中用得最多的是频率的变化或者波形的变化。调幅、调频或者脉冲调制是其中的一些例子。例如，对于脉冲间距编码，脉冲的高度不变，但是脉冲之间的距离或长或短，分别代表“0”或者“1”(见图2)。许多消费电子产品公司都使用8位地址和8位数据，并且传送两次来提高可靠性。

图2　红外遥控器中按脉冲间距进行编码

　　在这个例子中，在数据之前是一串9 ms的脉冲，接着是4.5 ms的标记，然后是54 ms的地址和命令。红外通讯一般是单方向的。这就是说，遥控器并不知道它发出去的信号是否被收到。只要按下按钮，遥控器就无声地重复发出命令。在这个例子中，按协议，每隔110 ms就重复一次，这表示，在把按键按下半秒的时间内，红外控制器也许传送90 ms(见图3)。例如，每一天遥控器按下按键五十次，那么占空比大约是0.005%。