遥控器基础知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,遥控器基础知识,Ver:1.0,内容,:,1.,遥控器发展历程,.,2.,红外遥控系统及遥控器工作原理,.,3.,红外遥控器的主要构成部件介绍,4.,红外遥控器的常见协议分析,.,5.,红外遥控器的常见异常与处理及分析,目的,:,提高对红外遥控器的认识,.,提高工作效率和产品的合格率,.,方式,:,相互学习与探讨,遥控器发展历程,第一阶段：单一遥控器,第二阶段：万能及学习型遥控器,第三阶段：网络及,RF,型遥控器,单一遥控器,到底是谁发明出第一个遥控器已不可考。但最早的遥控器之一，是一个,叫 尼古拉,特斯拉（,Nikola,Tesla,）,(1856-1943),的发明家（他曾经为爱迪生工作，同样被誉为天才发明家）在,1898,年时开发出来的（美国专利,613809,号,叫做“,Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles”,。,最早用来控制电视的遥控器是美国一家叫,Zenith,的电器公司（这家公司,现在被,LG,收购了），在,1950,年代发展出来的。 一开始是有线的。,1955,年，该公司发展出一种被称为“,Flashmatic,”,的无线遥控装置。但这种装置,没办法分辨光束是否是从遥控器而来，而且也必需对准才可以控制。,1956,年罗伯爱德勒（,Robert Adler,）开发出称为“,Zenith Space Command”,的遥控器，这也是第一个现代的无线遥控装置，他是利用超声波来调频,道和音量，每个按键发出的频率不一样，但这种装置也可能会被一般的超声波干扰，而且有些人及动物（如狗）听的到遥控器发出的声音,.,随着电子技术的发展，第一只采用红外线的遥控器出现在,20,世纪,80,代,发送和接收红外线的装置开发出来时,就慢慢取代了超声 波控制装置,即使其他的无线传输方式持续被开发出来,它直到现在还持续广使用,.,它的特点,遥控器内预置了一套编码，功能相对简单,.,一只遥控器只能控制单一型号的电器,.,万能及学习型遥控器,产生时间,:20,世纪,90,年代,主要特点,:,遥控器内预置了多种编码,通过代码调用方式,进行,选择,.遥控器能学习记录其他遥控器的编码信号,.,主要分类,:,单一万能,.,组合式万能,.,单纯学习型,.,固定代码,+,学习,.,网络及,RF,型遥控器,产生时间,:,目前,主要特点,:,遥控器与,Internet,技术相结合,利用强大的网络技术,实现用户对遥控器的自己制作,.,操作遥控器时无需考虑电视位置和遥控器的指向。,红外遥控系统及遥控器工作原理,第一：,红外遥控系统,第二：,遥控器工作原理,红外遥控系统,发射器,传感器,接收器,控,制,器,负,载,遥控器系统组成方框图,遥控器系统工作原理,发射器：,1,编码电路,2,发射电路,接收器：,1,接收电路,2,译码,执行电路,遥控器工作原理,定义,:,通过红外发射器件,发射被编码脉冲信号调制的红外光,在一定距离控制相应设备的有光功能的装置。,遥控器主要组成 ：微处理器芯片、晶体 振荡器、放大晶体管、红外发射二极管以及键盘矩阵等。,芯片,:,主要负责处理运算控制遥控器的工作状态,根据外部信息做出相应的判断,.,晶振,:,主要是为芯片工作提供准确的时基。,晶体三极管,:,对脉冲信号的电流进行放大。,红外发光二极管：把电信号转换为光信号发送出去,键盘矩阵,:,及时判断外部输入信息,.,遥控器性能的几个评测参数,工,作电压范围,2.43.5V,发射信号的波长,800950nm,遥控距离和发射角度 大于,8m 30-45,度,发射功率,1,单位,40uW,待机功耗 不大于,3uA 50uA,红外遥控器的主要构成部件介绍,芯片,红外发光二极管,晶振,三极管,电容,电阻,芯片,遥控器芯片主要为单片机,.,MCU,：是,Microchip/Microcomputer,的缩写。,定义：单片微型计算机（,Single-Chip Microcomputer,），简称单片机。就是将微处理器（,CPU,）、存储器（存放程序或数据的,ROM,和,RAM,）、总线、定时器,/,计数器、输入,/,输出接口（,I/O,口）和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。,基本构成：,CPU,（逻辑控制）,ROM,（硬盘）,RAM,（内存）,I/O,（接口）,单片机的分类,按地址线可分为,:4bit,8bit,16bit,32bit,64bit,按功能分：,MCU,、,MPU,、,DSP,MCU,：,control,，重点在功能,.,MPU,：,program,重点在数据运算,典型应用为手机芯片,。,DSP,： 是数字图象信号处理，各种监控设备,按功能赋予,IC,的方式不同分为：,ASIC:,有特定的功能，如,6122,、,3010,；,MASK,： 控制部分固定，由厂家或根据客户要求厂家赋予,.,OTP:,由用户赋予，只能烧写一次,；,FLASH,可电擦写，多次烧写。,按体系：,51,系列：指令多，功能强大，可扩展性强,.,RISC,：精简指令系列 ，如,PLC 16C54 /1602.,美欧系列、日、韩、台、大陆系列,.,遥控器,IC,的种类,按功能：单一、多功能,单一：,单一简单的（通常用,AISC,）,单一特殊的（通常用,MASK,、,OTP,）,多功能：,单一多功能（通常用,OTP,、,MASK,）,万能多代码（通常用,OTP,、,MASK,）,万能组合多合一 （通常用,MASK,）,按用途：,电视（通常,MASK,、,AISC,、,OTP,）,VCD,（通常,AISC,、如,6122,）,DVD,（通常,AISC,、如,6122,）,VCR,（通常,AISC,、如,6122,）,空调（通常,OTP,、,MASK,，是,4bit.8bit,）,音像设备（通常,AISC,、如,6122,）,红外发光二极管,红外线的概念与特性,红外线的基本概念,：,红外线是一种不可见光，是太阳光谱的一部分，实质上是一种电磁波。,红外光,近红外 中红外 远红外,0.75 3 20 1000um,由图知红外的波长范围在,0.761000um,之间。硅光电器件对光波最敏感区域在,0.80.95um,范围内，在这个波段内，利用砷化镓和砷铝化镓材料制成的红外发光二极管发射波段。将他们进行良好的匹配，作为红外遥控器的主要光源。,光热效应,具有可见光的某些特性,具有微波的某些特性,传播速度,300000km/s,在介质中传播会产生衰减,大部分液体对红外的吸收非常大,具有良好的隐蔽性,保密性,环境光线对它的影响很小,抗干扰能力强,且使用这种发射,.,接收器件的电路简单而无特殊的环境要求,.,自然界中不论任何物体,不论本身是否发光,只要温度高于绝对零度（,-273,),都会不停向周围辐射红外线,.,红外线的基本特性,红外传感器,红外发光二极管分类,GaAs,GaAlAs,红外发光二极管的主要参数,工作电流,IF,及峰值电流,IFP,峰值电流,IFP,是指流过管子的脉冲电流的最大峰值。若脉冲电流的平均值与恒定的直流值相等，则脉冲电流的幅值要比允许的工作电流大的多，其发射效率也较高。所以一般遥控器发射器都采用占空比较小的脉冲工作方式。（,1/3),管功耗,PM,与光功率,P0,峰值波长,P,反向漏电流,IR,响应时间,TW,红外发光二极管的基本驱动方式,直流恒定电流驱动方式,直流脉冲电流驱动方式：,红外光的有效发射距离与驱动功率峰值大小有关，驱动功率峰值越大，发射距离越远；而峰值功率又与所加的驱动电流峰值有关。想要提高红外光的发射距离，必须加大驱动信号,U,的幅度，提高峰值电流。红外发光二极管的正向工作电流,IP,与峰值电流,IFP,之间有如下关系：,IF=IFPT0/Td T0,为方波脉冲的周期；,Td,为方波脉冲宽度；,T0/TD,等于脉冲的周期与脉冲宽度之比，称为脉冲电流的空度比。在限定范围内，这个比值越大，则允许的峰值电流越大，但也不能超出限定范围，否则红外发光二极管来不及响应，也不能保证有效控制。,交流电流驱动方式,检测方法,把万用表调到测二极管挡,红表笔测正极,黑表笔测负极,电压读数应该在,1.V,左右,.,晶振,晶振也叫石英谐振器，它是利用石英的压电特性按特殊的切割方式制成的一种电谐振元件，被广泛使用在电子设备中,石英晶体的种类很多，大致分为普通型、精密型、和高精密型三种，我们的遥控器使用的属于普通型，高精密型石英晶体的壳内都带有恒温槽，能进行温度补偿。,在我们遥控器中，石英晶振主要被来作为振荡元器件。,标称频率,32.768Khz .455KHz . 480KHz. 680KHZ3.58KHz.3.68KHZ 4MHz,负载电容,10p 15p 20p 30p 68p,101,221,103,104,保证晶振正常起振和工作,在稳定的中心频率内。,频率精度,频率精度从,10(-4),量级到,10(-10),量级不等,频率稳定度,稳定度从,1,到,100ppm,不等,在遥控器中的作用,提供稳定的时基信号，保证遥控器正常工作。,晶振的主要参数,晶振检测方法,直接测试法,直接把晶振插到专门的晶振测试仪上测试,电阻法,把万用表,10K,挡测量石英晶体两引脚之间的电阻值,应该为无穷大,若不为无穷大，则说明石英晶体内部存在漏电或短路现象,.,电压法,一般遥控器的电压都在3,V,左右,所以将万用表置在10,V,直流挡,黑表笔固定接负极；先在不按遥控器的情况下,用红表笔测出晶体两引脚的电压值,并将两个电压数值记录下来；然后按下遥控器上的任意一个按键，再用红表笔分别测出晶体两端的电压,记录下来测量的电压值,然后把第一次记录的两个电压值比较相差较大，第二次记录的两个电压值比较值基本一致,则晶振正常工作,反之则工作不正常,这对一般的遥控器可以采用,。,晶体三极管,定义,晶体管（,transistor,）,是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。,分类,按使用的材料可分为硅管和锗管。按极性可分为锗,NPN,型晶体管、锗,PNP,晶体管、硅,NPN,型晶体管和硅,PNP,型晶体管。,按电流容量可分为小功率晶体管,.,中功率晶体管和大功率晶体管,.,晶体管按工作频率可分为低频晶体管、高频晶体管和超高频晶体管等,.,晶体管按封装结构可分为金属封装（简称金封）晶体管、塑料封装（简称塑封）晶体管、玻璃壳封装（简称玻封）晶体管、表面封装（片状）晶体管和陶瓷封装晶体管等。其封装外形多种多样,。,三极管是我们遥控器的关键元件，在遥控器电路中起放大、开关、作用，且体积小、使用寿命长、耗电省等优点,按,PN,结的不同组合方式，三极管可分为,PNP,型（8550）和,NPN,型（8050）两种,三极管在遥控器中的作用,三极管的检测,用万用表测试,HFE,把万用表调到,HFE,挡把三极管插到相应的孔中,读数一般在,50300,之间,用万用表测试,PN,结电压,把万用表调到测二极管的挡,对,8050,管,把红表笔接触三极管中间的引脚,把黑表笔接触三极管的另外两引脚的任意一引脚,电压读数应该在,0.6V,左右,对,8550,管则把红黑表笔对调一下测试即可,.,电容,定义：,电容是表征电容器容纳,电荷,的本领的,物理,量。我们把电容器的两极板间的电势差增加,1,伏所需的,电量,，叫做电容器的电容。,电容的符号是,C,。在,国际单位制,里，电容的单位是法拉，简称法，符号是,F,常用的电容单位有毫法,(mF),、微法,(F),、纳法,(nF),和皮法,(pF)(,皮法又称微微法,),等，换算关系是：,1,法拉,(F)= 1000,毫法,(mF),1000000,微法,(F)1,微法,(F)= 1000,纳法,(nF)= 1000000,皮法,(pF),。,分类,聚酯（涤纶）电容（,CL,）聚苯乙烯电容（,CB,）聚丙烯电容（,CBB,）云母电容（,CY,）高频瓷介电容（,CC,）钽电解电容（,CA,） 铝电解电容玻璃釉电容（,CI,）低频瓷介电容（,CT,）,直接标示发,如：,20p,30p,104 ,47uF ,100uF,数码表示法,数码一般为三位，前两位是有效数字,第三位是倍数0至8表示有效数字后面0个数，9表示有效数字乘以1/10,如：104表示10,X10000pF=0.1F,229,表示22,X1/10pF=2.2 f,221,表示22,X10pF=220pf,电容的标示方法,工作电压,工作电压指的是电容在连续工作中所能承受的最高电压，使用中应当保证加在电容两端的电压不超过耐压值，否则将会损坏电容。耐压值一般都印在电容上，,注意：电容上印的耐压值，都是指的是直流电压，用在交流电路中，则应使所加的交流电压的最大值（峰值）不能超过电容上所标明的电压值。,遥控器用的电容及作用,铝电解电容,47uF/6.3V,作用是电源滤波,低频耦合,高频瓷介电容,20P 30P 104 101,作用滤处高频干扰,晶体匹配,检测方法,对电解电容来说,将指针万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间万用表指针即向右偏转较大幅度，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置，此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值越大，说明漏电电流越小，电容性能越好,对瓷片电容来说，可直接用数字万用表测试,电阻,定义,导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。,电阻器简称电阻（,Resistor ,通常用“,R”,表示）,电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压分流的作用,对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻,在国际单位制中,电阻的单位是,（欧姆）,此外还有,K,（千欧）,M,（兆欧）,.,其中,：,1M=1000K,，,1K=1000,。,电阻的分类,a.,按阻值特性,:,固定电阻、可调电阻、特种电阻,(,敏感电阻,) .,不能调节的,我们称之为固定电阻,而可以调节的,我们称之为可调电阻,.,常见的例如收音机音量调节的,主要应用于电压分配的,我们称之为电位器,.b.,按制造材料,:,碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等,.C.,按安装方式,:,插件电阻、贴片电阻,.,阻值和误差的标注方法,直标法,将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上,.,eg,: 5.1k 5%,文字符号法,将文字、数字两者有规律组合起来表示电阻器的主要参数,.,eg,: 0.1=1=0R1, 3.3=33=3R3,3K3=3.3K,贴片电阻标注方法,:,前两位表示有效数,第三位表示有效值后加零的个数,.0-10,欧带小数点电阻值表示为,XRX,RXX.,eg,: 471=470105=1M 2R2=2.2,电阻色环表示法,色环表示法最常用的方法，有三环表示法,.,四环表示法,.,五环表示法。,黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9,最后一环金,.,银或无色分别表示误差为5%、10%、20%,在电阻上印有四道色环，第1、2环表示两位数的数值，第3环表示倍乘数，第四环表示阻值允许的误差，各道色环不同的颜色的意义不同，右图三电阻的阻值分别是1,K、100K、2.2,欧姆,电阻在遥控器中的作用,限流,连接发射管或小红灯等的电阻,分压,构成,RC,振荡电路,红外遥控器的常见协议分析,协议组成,:,一般由引导码,用户码,数据码,重复码或数据码的反码和结束码构成。,载波,:,常用的有,33K,36K,36.6K,38K,40K,56K,无载波,占空比,:,常用的有,1/3,1/2,不常用,1/4,调制方式,:,脉宽调制,相位调制,常见协议,:6122,3010,9012,7461,7051,6124,261,2188,6014,50560,等,6122,协议分析,帧格式：,引导码,+16,位固定码,+8,位数据码,+8,位数据码反,固定的尾码,逻辑,0,逻辑,1,引导码时间：,9ms,高电平,+4.5ms,低电平,周期,1:108ms,周期,2,：,108ms,载波,38K,占空比,1/3,采用脉冲调制,3010,协议分析,帧格式：,3010,的数据格式为：起始位,(2,位,),奇偶位,(1,位,)+,用户码,(5,位,),数据码,(6,位,),逻辑,0,逻辑,1,周期,载波为,38k,占空比为,1/3,调制为相位调制,不同的协议工作电流不同,红外遥控器的常见异常与处理及分析,半成品及成品测试要求,工厂测试码值是否正确,工作电压范围,一定电压下工作电流大小,静态电流大小,发射距离,各个电子元器件是否正确,LCD,显示问题,其它部件等,检修遥控器板的一般步骤,IC,的正负极是否有电压，电压是否正常；,晶振是否起振，起振是两个脚的电压是一样大小，否则 一大一小，用万用表的电压档检查。,看复位电路元件是否有问题,IC,是否正常发射；一般情况下发射脚（用8050的三极管为中间那个脚）没有什么电压，正常发射应该有大于2伏的电,看三极管能否正常工作，看,C,极在按键万用表的指针是否摆动，摆动三极管正常；,看发射管是否正常；用万用表看发射管正极是否有电压，有电压而不发码，发射管坏,处于发射状态的电压会有变化,看工作电流是否正常，静态工作电流是否正常，大电流一般都为短路现象（有按键短路，可以用万用表的欧姆档检查是否有短路现象）；,流水作业常见问题分析,上电不发码,在没有工作电流和静态电流的情况下,检查芯片有没有工作（电源有没有输入，晶振有没有振荡）,在有很小的工作电流而没静态电流的情况下,检查三极管基极电阻和发射管及相连的电阻,.,死机,没有复位脉冲,检查复位电路元件,晶振没有起振，更换晶振或匹配电容,电压太低,不解码,晶振用错，换晶振,芯片不正确,旧电池，更换电池,反应慢,工作电流小,即发射距离近,检查限流电阻,晶振用错 换晶振,用的是旧电池,更换,低电压不解码,晶振匹配电容错误,电解电容用错,电源线绕得太远,裸片没有绑好,放置时间太长,焊接不正确,高电压不解码,电阻用错,晶振的两个匹配电容不匹配,IC,性能不好,状态不稳定（有时解码,有时不解码,),晶振是否正常,电源是否正常,元件有没有焊接好，虚焊现象,工作电流偏小,电阻有错（发射管基极电阻）,三极管有错，三极管有没有穿反,线路元件跳碳,限流电阻过大,工作电流偏大,电阻有错,静态电流过大,PCB,有连焊、连碳,电解电容穿反,晶振可能不起振、坏掉,程序不正确,裸片没有绑好,PCB,的性能问题，导线和碳膜间的绝缘强度不够,空调遥控器,液晶不显示,螺丝没上好,晶振,32.768k,没有起振，检查是否虚焊,匹配的小瓷片电容是否出现问题,液晶显示不全或错乱,螺丝上的力度不平衡,引起斑马条扭曲。,检查,PCB,板的与斑马条相对的线路是否短路或断路的现象。,谢谢大家!,