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濟有效的方法。但是對消費電子產品來講，它該功成身退了。隨著“多媒體中心”、互動電視、視頻點播這類消費電子產品的出現、瀏覽復雜的菜單成了家常便飯，對于紅外技術來說，則難以實現，而RF遙控則更能滿足數字時代的需要。

　　在今天，很多中國消費者把掙來的錢花在家用娛樂設備上。數字音樂播放機、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線通訊技術，很容易設計，結實，制造起來費用不高，這樣做出來的遙控器使用兩節或者四節1.5伏AAA電池，可以用幾個月。不過紅外搖控器是在上世紀七十年代未設計的，用來取代超聲波遙控器(見附文“搖控器簡史”)，現在開始顯得老態龍鐘了。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的)時，紅外遙控使用起來就很不方便。

　　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。紅外線是單方向的通訊技術(實現雙向通訊是可能的，但價錢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講，用它來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界面，并提供關于他們要聽的或者觀看的指令和信息。

　　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，設計簡單，成本低，電池的壽命長─而且消費者可以用它進行無線連接，支持更先進的菜單式瀏覽─這在家用娛樂設備中現在是很普通的了。

　　更重要的是，半導體廠商提供成熟的收發器，并提供參考設計，針對用戶的協議以及射頻方面的專業知識，幫助缺乏經驗的設計人員，在簡化傳統的射頻設計過程方面，向前邁出了一大步。

　　紅外技術簡況

　　紅外線是一種電磁(EM)輻射，波長比可見光長，但是比射頻短，在750 nm到1 mm之間。紅外數據協會，簡稱IrDA，建議使用紅外線，只要紅外搖控器產品符合該組織的標準，就能兼容。

　　紅外遙控器使用紅外發光二極管(IR LED)產生紅外線，用一個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轉換成電流，然后接收器中的MCU對它解碼(見圖1)。紅外線不能穿透墻壁，然而墻壁和天花板會反射紅外線，但是，一般不會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

　　簡單的紅外遙控器由鍵盤、諧振器、8位MCU和紅外發光二極管組成。鍵盤用于輸入指令，諧振器產生可靠的時基信號，8位MCU檢測鍵盤上按鍵的狀態，并對紅外信號進行調制，發光二極管產生紅外線。

　　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或短，分別代表“0”或者“1”(見圖2)。許多消費電子產品公司都使用8位地址和8位數據，并且傳送兩次來提高可靠性。

圖2　紅外遙控器中按脈沖間距進行編碼

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　　在這個例子中，在數據之前是一串9 ms的脈沖，接著是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，遙控器并不知道它發出去的信號是否被收到。只要按下按鈕，遙控器就無聲地重復發出命令。在這個例子中，按協議，每隔110 ms就重復一次，這表示，在把按鍵按下半秒的時間內，紅外控制器也許傳送90 ms(見圖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　用脈沖間距對整個序列進行編碼

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