基于CX20106的红外遥控调速器设计

孙俊杰， 鄢 妍

(①江西电力职业技术学院，江西 南昌 330032；②江西科技师范学院，江西 南昌 330013)

0 引言

红外线遥控器包括红外线发射机与红外线接收机，目前红外遥控技术广泛应用在电视、录像，音响等设备上。本设计采用发射机与电视、音响等设备的发射机兼容的办法，即采用电视已有遥控器作为发射机来控制，不需另外做发射机[1]。本设计为可接收电视遥控器的红外接收机，可用于实现9档数显调速。

1 红外技术简介

红外通讯技术是无线通讯技术的一种，利用红外线来传递数据。由于红外通讯技术最大的特点就是不需要连接实物线缆，并且技术已经非常成熟，因此实际使用成本低。

红外通讯技术通常采用红外光波段内的近红外线，它的波长范围在0.75～25 μm之间。由于红外线属于肉眼不可见光，所以抗干扰性强，具有光波的直线传播特性，不容易产生信号间的相互干扰[2]。例如，调制信号可以直接用控制红外线光的强弱来进行传输，也可以用红外线光产生某个特定频率的载波，然后采用信息对载波信号进行调制，信号接收端再来解调信号，获得信息。

2 红外线预放器CX20106结构

CX20106的内部结构如图 1所示，预放器内部电路结构主要分为自动偏置控制系统模块、前置放大系统模块、限幅放大系统模块、通频带滤波系统模块、峰值检波滤波系统模块、积分比较模块和施密特整形输出模块等几部分，便能实现对红外线信号进行遥控接收和信号分析、处理的功能[3]。预放器的总AU大小等于80 dB左右，这是为保证它的第七管脚输出的脉冲序列控制信号在3.5～5 V之间。总 AU大小由它的第二管脚接入的电容、电阻所决定，电容越大或电阻越小，产生的电压放大倍数就越大。电阻阻值范围大约在 0～10 Ω 之间,电容范围大约在l～1.1 μF之间，不然容易造成频率响应过大或过小。第五管脚接入R2为通频带滤波系统模块的f0的外围控制电阻，通过改变R2的数值，便可以将载波输入信号的接收频率进行调节控制，当中心频率f0一旦偏离载波输入信号频率，电压放大倍数立即减小。第六管脚接入的电容容值 C3范围大约在330 pF左右,电容容值一旦改变，虽然增大容值可以使CX20106加强抗干扰能力，但同时也会使输出编码脉冲的持续周期加大，从而造成遥控距离缩短[4]。第七管脚为CX20106的信号输出端，CX20106分析处理后的脉冲信号由第七管脚输出给负载。只要给第一管脚输入信号，第七管脚就有输出信号。开始用20106时要注意，7脚并不是一直输出低电平，而是周期性的，而这里只关心这里有没有下降沿出现。

3 电路结构

为了把已有的电视遥控器作红外发射机用，设计了如图2所示的红外遥控接收机[5]。

该电路主要由红外线接收二极管 PH302、红外线预放器 CX20106，双二和十进制加法计数器CD4518、译码驱动器4511、LED数码管以及双向可控硅、稳压管等电子元件构成。

其中，输入信号被二级管PH302接收后转换成数十微伏到数百微伏的电信号，将此信号送入CX20106的1脚，CX20106处理后的脉冲信号由7脚输出给计数器 4518，由 4518的输出来控制电机转速和数码管的显示。

图1 CX20106内部框

图2 接收器电路

4 工作原理

当按下遥控器的时候，发射机发射红外调制信号，由接收管 PH302接收。这一信号调制频率为40 kHz左右，信号较弱，不能直接利用，需经CX20106检波、放大后再送入 4518的计数输入端。计数器 4518接成二级计数器串行级联形式，采用下降沿计数,观察 CX20106输出的下降沿。由于红外遥控器发射的是脉冲群，含有多个脉冲，如果用此脉冲群来直接控制电机，则很不容易准确调在所需要的档位上，因此将 4518前后级接成图示电路，当输入接收到 10个脉冲时，输出的状态才改变一次，即调节一档。而 4518的输出，一方面通过电阻控制输出电流，经三极管放大后去调节双向晶闸管的导通角 θ，从而来控制电机转速。合理调节 R7-R10,便可改变其触发信号的强弱，进而改变双向晶闸管的导通角，也就改变了电机两端的电压，从而改变了电机转速，达到变速的目的[6]。这里的二极管D3-D6起隔离作用，避免各路输出的干扰。4518的输出可组合成9档不同的电流，从而可实现9档调速。4518 的输出另外可经4511译码后直接驱动LED数码管显示相应的档速，其循环顺序为1到9到停。D7-D10及R11组成一个4输入或门，当 4518输出全低时，控制4511的消隐端为低电平有效，此时数码管不显示并且电机也停转。

电源部分采用的是电容降压方式，市电 220 V经 C2降压，再经过整流，稳压，滤波后输出 5 V的直流电压。R2和C3组成晶闸管的吸收电路，防止浪涌电流损坏双向晶闸管。

5 制作

在做好PCB板之后，注意CX20106的放大增益很高，要用金属屏蔽罩将CX20106及外围电路加以屏蔽，否则难以正常工作。其余元器件按图示参数选用即可。调速时主要是触发电路，即确定限流电阻 R7-R10的阻值。按遥控器上任意一键，使数码管显示1，调节R10,使电机上有一定的端电压，如200 V；再按键，显示 2，调节 R9，使 M端电压为180 V；3档的触发电流由 R9、R10共同决定，不必再调。实际只需调节1、2、4、8档时M两端的电压，其余各档可由这4档组合决定。此调速器的安装位置应与电视或音响等其他遥控装置的角度大于45度，否则在调节时会影响电视的工作。将此调速器接上风扇的电机，可实现数显调速的功能。

[1]包浩明.一种红外线传感器的设计与实现[J].内蒙古师范大学学报,2003 (06):123.

[2]李鑫,曾光,廖荣辉.基于AT89C52 智能温度控制器的设计[J].现代电子技术,2006,29(02):93-96.

[3]丁跃华,陈艳峰,龙筝.红外遥控系统的一种设计方法[J].现代电子技术,2007,30(07):50-51.

[4]吴媛媛，叶茂森.红外遥控技术浅析[J].广西轻工业,2009(01):72-73.

[5]侯继红.基于CPLD/VHDL语言的红外遥控解码器设计[J].通信技术，2010,43(07):193-194.

[6]高仁璟，刘国新，唐祯安.基于Si4432的无线射频遥控系统设计[J].通信技术,2010,43(10):137-139.