程超才总结doc-欢迎访问安徽大学创新实验室

红外传送原理：红外线光谱位于红色光之外，波长为0.76～1.5μm，比红色光的波长还长。它的发射与接收主要有三部分组成：调制、发射与接收，即在发射端发射一定频率的方波信号，并通过红外发射管发射出去，当红外接收管接收到相应频率的脉冲方波时通过信号采集，放大，比较输出驱动LED并显示接收到指定频率的方波信号。红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管内部材料和普通发光二极管不同，在其两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光，使用时要正接。接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。各芯片典型应用外围电路：NE555电路：NE555电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。555是单定时器。双极型的电源电压VCC＝+5V～+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压为+3～+18V。如下图示由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端Ct放电，使电路产生振荡。电容C在CCV31和CCV32之间充电和放电，其波T＝tw1＋tw2，tw1＝0.7(R1＋R2)C，tw2＝0.7R2C外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此这种形式的多谐振荡器应用很广。实际应用中可将R1和R2换成电位器以调节输出脉冲的占空比。uA741典型应用电路：uA741是一种通用高增益运算通用放大器,早些年最常用的运放之一.应用非常广泛,双列直插8脚或圆筒8脚封装。工作电压±22V,差分电压±30V,输入电压±18V,允许功耗500mW。NE567典型应用电路：工作特性：逻辑兼容输出具有吸收100mA电流吸收能力，可调带宽从0%至14%，宽信号输出与噪声的高抑制，对假信号抗干扰，高稳定的中心频率，中心频率调节从0.01Hz到500kHz。由于LM567具有输入灵敏度高(20~200mV)和输入阻抗高(20kΩ)的特点。用较少的元件即可构成一部袖珍频率计。工作原理是：被检测频率信号从CK经LM567③脚，同时送入多个信号作为输入信号。LM567⑤、⑥脚外接的RC与内部振荡信号也送入检测器与送入的信号频率和相位进行比较。比较后在带宽范围内的信号．通过其内部放大后，由其⑧脚输出一个低电平。若无信号输入，⑧脚则为高电平(同Vcc)。其输出信号的驱动电流达100mA。红外传感器涉及红外线的发射与接收两部分：发射部分是以555为核心组成的无稳态多谐振荡器，振荡频率为f=1.49/(R1+2R2)C(具体参数已在原理图中标注，其中R1和R2均为10千欧的电位器，C为0.1uF)。为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值Ip，就能增加红外光的发射距离。提高Ip的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度т。而占空比P＝2w1w1wtttBAABAARRR)R0.7C(RC0.7R，因此尽量减小Rb，增大Ra。实际工作时我选择R1为50欧左右，R2为7千欧左右，这样我就能使输出震荡频率稳定在2Kh左右，并且为了使R1的调节更加精确，我又在R1上并联了一个200欧的定值电阻，这样能达到在温度变化的情况下电阻R1的阻值基本不变的效果。555低频多谐振荡器3引脚输出的低频振荡方波通过三极管9013去控制LED和红外发射管工作，为减小LED上的压降从而降低发射管的发射功率我把LED灯由原电路的发射极移至集电极并加一限流电阻加以控制。接收主要由集成运放uA741和音频解码器NE567。当红外接收管接收到来自红外发射管发出的周期性的方波脉冲信号后，经信号放大，滤波以后送至NE567③输入引脚，当输入信号频率和NE567内部振荡器频率一致时由⑧引脚输出低电平，驱动发光二极管发光。在实际电路中我由原来的放大100倍改为放大300倍，并且为调节失调电流，我在uA741的③引脚输入端与地之间加了1k的电阻。体会：Ⅰ:发射部分由555构成的RC多谐频率不是很稳定，并且电阻容易受温度的影响，为克服此缺点，可在两电位器上分别并联一大电阻。如果采用晶振来产生脉冲信号效果会更好。Ⅱ：在实际应用中，为减小输出信号的占空比，可在原电路的基础上加两个二极管构成如下的电路：Ⅲ：实际工作时在保证信号不失真的情形下尽可能增大接收端放大电路的放大倍数，这样能很好的再现信号的原始波形。并能够使输出高电平信号幅度高于NE567所能检测到的高电平信号的最小值，使NE567的③引脚接收到有效的高电平。Ⅳ：调试电路时要分级测试，从输入到输出，把可能出现的问题全部一一列出，然后逐个排查，直到整个电路没有错误为止。