紅外遙控器將功成身退

　　紅外遙控有二十五年的歷史了，它很容易設計，是控制電子設備的一種經(jīng)濟有效的方法。但是對消費電子產(chǎn)品來(lái)講，它該功成身退了。隨著(zhù)“多媒體中心”、互動(dòng)電視、視頻點(diǎn)播這類(lèi)消費電子產(chǎn)品的出現、瀏覽復雜的菜單成了家常便飯，對于紅外技術(shù)來(lái)說(shuō)，則難以實(shí)現，而RF遙控則更能滿(mǎn)足數字時(shí)代的需要。

　　在今天，很多中國消費者把掙來(lái)的錢(qián)花在家用娛樂(lè )設備上。數字音樂(lè )播放機、錄象機、“多媒體中心”、大屏幕電視和游戲機紛紛從零售商飛到消費者家中。

　　這些家用電器大多數是用紅外無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，很容易設計，結實(shí)，制造起來(lái)費用不高，這樣做出來(lái)的遙控器使用兩節或者四節1.5伏AAA電池，可以用幾個(gè)月。不過(guò)紅外搖控器是在上世紀七十年代未設計的，用來(lái)取代超聲波遙控器(見(jiàn)附文“搖控器簡(jiǎn)史”)，現在開(kāi)始顯得老態(tài)龍鐘了。例如，在瀏覽復雜的多層菜單(在今天數字電子設備中這是常見(jiàn)的)時(shí)，紅外遙控使用起來(lái)就很不方便。

　　而且，使用者必須要把搖控器對準所要控制設備上的紅外接收器，這就是，搖控器與設備之間不可以有人、家俱和墻壁阻擋。紅外線(xiàn)是單方向的通訊技術(shù)(實(shí)現雙向通訊是可能的，但價(jià)錢(qián)很高而且容易受其他光源的干擾)。對于八十年代的消費者來(lái)講，用它來(lái)改變電視頻道或者調節音量是夠了。但是，在2007年，消費者要求在遙控器中增加用戶(hù)界面，并提供關(guān)于他們要聽(tīng)的或者觀(guān)看的指令和信息。

　　幸好出現了新一代的射頻(RF)遙控器，它和紅外遙控器同樣方便─也就是說(shuō)，設計簡(jiǎn)單，成本低，電池的壽命長(cháng)─而且消費者可以用它進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接，支持更先進(jìn)的菜單式瀏覽─這在家用娛樂(lè )設備中現在是很普通的了。

　　更重要的是，半導體廠(chǎng)商提供成熟的收發(fā)器，并提供參考設計，針對用戶(hù)的協(xié)議以及射頻方面的專(zhuān)業(yè)知識，幫助缺乏經(jīng)驗的設計人員，在簡(jiǎn)化傳統的射頻設計過(guò)程方面，向前邁出了一大步。

　　紅外技術(shù)簡(jiǎn)況

　　紅外線(xiàn)是一種電磁(EM)輻射，波長(cháng)比可見(jiàn)光長(cháng)，但是比射頻短，在750 nm到1 mm之間。紅外數據協(xié)會(huì )，簡(jiǎn)稱(chēng)IrDA，建議使用紅外線(xiàn)，只要紅外搖控器產(chǎn)品符合該組織的標準，就能兼容。

　　紅外遙控器使用紅外發(fā)光二極管(IR LED)產(chǎn)生紅外線(xiàn)，用一個(gè)塑料透鏡將它聚焦成很窄的光束。用光束調制的方法把數據編碼，這樣它不會(huì )受其他紅外光源(例如熒光燈)的影響。接收器使用硅光電二極管把紅外線(xiàn)轉換成電流，然后接收器中的MCU對它解碼(見(jiàn)圖1)。紅外線(xiàn)不能穿透墻壁，然而墻壁和天花板會(huì )反射紅外線(xiàn)，但是，一般不會(huì )對相鄰房間中的其他設備造成干擾。

圖1　紅外調制和解調的原理圖

　　簡(jiǎn)單的紅外遙控器由鍵盤(pán)、諧振器、8位MCU和紅外發(fā)光二極管組成。鍵盤(pán)用于輸入指令，諧振器產(chǎn)生可靠的時(shí)基信號，8位MCU檢測鍵盤(pán)上按鍵的狀態(tài)，并對紅外信號進(jìn)行調制，發(fā)光二極管產(chǎn)生紅外線(xiàn)。

　　調制方法有很多種，但是在幾種基本的調制方法中用得最多的是頻率的變化或者波形的變化。調幅、調頻或者脈沖調制是其中的一些例子。例如，對于脈沖間距編碼，脈沖的高度不變，但是脈沖之間的距離或長(cháng)或短，分別代表“0”或者“1”(見(jiàn)圖2)。許多消費電子產(chǎn)品公司都使用8位地址和8位數據，并且傳送兩次來(lái)提高可靠性。

圖2　紅外遙控器中按脈沖間距進(jìn)行編碼

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　　在這個(gè)例子中，在數據之前是一串9 ms的脈沖，接著(zhù)是4.5 ms的標記，然后是54 ms的地址和命令。紅外通訊一般是單方向的。這就是說(shuō)，遙控器并不知道它發(fā)出去的信號是否被收到。只要按下按鈕，遙控器就無(wú)聲地重復發(fā)出命令。在這個(gè)例子中，按協(xié)議，每隔110 ms就重復一次，這表示，在把按鍵按下半秒的時(shí)間內，紅外控制器也許傳送90 ms(見(jiàn)圖3)。例如，每一天遙控器按下按鍵五十次，那么占空比大約是0.005%。

圖3　用脈沖間距對整個(gè)序列進(jìn)行編碼

　　當工作在2V時(shí)，遙控器吸收大約100mW的功率。搖控器在“待命狀態(tài)”時(shí)，它吸收的功率可以勿略。兩節AAA電池接成串聯(lián)，每節電池的電能是900mAh，總電能是2