在電子電路領域，紅外遙控技術有著廣泛的應用。本文將詳細介紹使用 LM567 制作的單通道紅外遙控電路圖，從發(fā)射電路到接收解調(diào)控制電路，深入剖析其工作原理和設計要點，同時探討其改造為多路遙控電路的方法及應用場景。

單通道紅外遙控發(fā)射電路

單通道紅外遙控發(fā)射電路如圖 1 所示。在該發(fā)射電路中，使用了一片高速 CMOS 型四重二輸入 “與非” 門 74HC00。其中，“與非” 門 3、4 組成載波振蕩器，振蕩頻率 f0 需調(diào)在 38kHz 左右；“與非” 門 1、2 組成低頻振蕩器，振蕩頻率 f1 不必精確調(diào)整。f1 對 f0 進行調(diào)制，所以從 “與非” 門 4 輸出的波形是斷續(xù)的載波，這也是經(jīng)紅外發(fā)光二極管傳送的波形。

幾個關鍵點的波形如圖 2 所示，圖中 B′波形是 A 點不加調(diào)制波形而直接接高電平時 B 點輸出的波形。由圖 2 可以清晰地看出，當 A 點波形為高電平時，紅外發(fā)光二極管發(fā)射載波；當 A 點波形為低電平時，紅外發(fā)光二極管不發(fā)射載波。這一停一發(fā)的頻率就是低頻振蕩器頻率 f1。

在紅外發(fā)射電路中，不采用價格低廉的低速 CMOS 四重二輸入 “與非” 門 CD4011，而采用價格較高的 74HC00，主要是受電源電壓的限制。紅外發(fā)射器的外殼多樣，但電源一般設計成 3V，使用兩節(jié) 5 號或 7 號電池作電源。雖然 CD4011 的標稱工作電壓為 3 - 18V，但這是針對處理數(shù)字信號而言的。因為這里的 CMOS “與非” 門是用作振蕩產(chǎn)生方波信號的，屬于模擬應用，所以它的工作電壓至少要 4.5V 才行，否則不易起振，影響使用。而 74HC 系列的 CMOS 數(shù)字集成電路最低工作電壓為 2V，所以使用 3V 電源便 “得心應手” 了。74HC00 的引腳功能以上如圖 3 所示。

紅外接收解調(diào)控制電路

圖 4 為紅外接收解調(diào)控制電路。圖中，IC1 是 LM567。LM567 是一片鎖相環(huán)電路，采用 8 腳雙列直插塑封。其⑤、⑥腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率 f2，f2≈1/1.1RC。其①、②腳通常分別通過一電容器接地，形成輸出濾波網(wǎng)絡和環(huán)路單級低通濾波網(wǎng)絡。②腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。①腳所接電容的容量應至少是②腳電容的 2 倍。③腳是輸入端，要求輸入信號≥25mV。⑧腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個集電極開路的三極管，允許最大灌電流為 100mA。

LM567 的工作電壓為 4.75 - 9V，工作頻率從直流到 500kHz，靜態(tài)工作電流約 8mA。LM567 的內(nèi)部電路及詳細工作過程非常復雜，這里僅將其基本功能概述如下：當 LM567 的③腳輸入幅度≥25mV、頻率在其帶寬內(nèi)的信號時，⑧腳由高電平變成低電平，②腳輸出經(jīng)頻率 / 電壓變換的調(diào)制信號；如果在器件的②腳輸入音頻信號，則在⑤腳輸出受②腳輸入調(diào)制信號調(diào)制的調(diào)頻方波信號。在圖 4 的電路中，我們僅利用了 LM567 接收到相同頻率的載波信號后⑧腳電壓由高變低這一特性，來形成對控制對象的控制。

電路工作原理及分析

弄清了 LM567 的基本工作原理和功能后，再來分析圖 4 電路便非常簡單。IC1 是紅外接收頭，它接收發(fā)射器發(fā)出的紅外信號，其中心頻率與發(fā)射器載波頻率 f0 相同，經(jīng) IC1 解調(diào)后，在輸出端 OUT 輸出頻率為 f1 的方波信號，也就是與圖 1 中 A 點波形相同的信號。我們將 LM567 的中心頻率調(diào)到與發(fā)射器中 “與非” 門 1、2 振蕩頻率相同，即使 f2 = f1。則當發(fā)射器發(fā)射信號時，LM567 便開始工作，⑧腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，利用這個變化的電平便可去控制各種對象。利用圖 4 的電路，我們可以做成遙控開關，遙控家里的各種家用電器。

改造為多路遙控電路

實際上，利用圖 1 和圖 4 所示的電路，我們也可以較容易地將其改造成多路遙控電路。方法是：在發(fā)射器（圖 1）中將電阻 R * 變成若干擋不同的數(shù)值，由此形成若干種頻率不同的調(diào)制信號；在接收電路中，設置若干只 LM567，其輸入均來自紅外接收頭，各個 LM567 的振蕩頻率不同但與發(fā)射端一一對應。這樣當發(fā)射器按壓不同的按鈕，接入不同的調(diào)制信號時，在接收端對應的 LM567 的⑧腳的電平就會發(fā)生變化，由此形成多路控制。