紅外接收頭入門寶典

1、紅外接收頭入門寶典提要：這份資料里包含紅外接收頭所有基礎(chǔ)資料，從最基本的紅外是什么講到紅外接收頭的應(yīng)用，如果讓老師在課堂上講，真是講到口水都干。因此這是一份古今中外入門寶典，是菜 鳥居家旅行的必備良藥。紅外：在弄懂紅外接收頭之前，我們先了解一下什么是“紅外”。紅外其實(shí)是紅外線的簡(jiǎn)稱（中國(guó)人的傳統(tǒng)美德就是節(jié)儉，所以能省一個(gè)字就省一個(gè)），是一種光譜（電磁波）里在0.75至1000微米之間你我都看不到的光線。只是說(shuō)的話你可能不太明白，沒(méi)圖沒(méi)真相，還是看 圖最直接，請(qǐng)看下圖：可見(jiàn)松1丫詼部躺壁IrwiEEMX電康0JID.754、1000先a口叵1辺見(jiàn)光光譜線現(xiàn)在你應(yīng)該有點(diǎn)概念了吧，紅外線就一種我們看

2、不見(jiàn)的光而已。所以嘛，眼見(jiàn)不一定為實(shí), 眼不見(jiàn)也不一定為虛。名稱：繼續(xù)講正題，從上面的了解，我們可以推出，紅外接收頭就是一種用來(lái)接收紅外線的 東西。這個(gè)東西有很多種稱呼，一般叫紅外接收頭，簡(jiǎn)稱接收頭，還可以叫紅外接收器，紅 外接收管，紅外接收模塊，遙控接收頭，也可以復(fù)雜一點(diǎn)，就是在紅外后加個(gè)線字，如紅外 線接收頭，然后就可以舉一反三，再接再厲了。除了中文名字，紅外接收頭還有英文名字， 叫 Infrared Receiver Module，簡(jiǎn)稱 IRM，與國(guó)際接軌。外觀：接著，我們來(lái)看看紅外接收頭長(zhǎng)什么樣子，其實(shí)還蠻帥的，而且各具個(gè)性。雖然樣子 很個(gè)性，但是按外觀還是可以分兩類的：鼻梁型，圓球型

3、（圓點(diǎn)型）。而鼻梁型里可以細(xì)分為大鼻梁，標(biāo)準(zhǔn)鼻梁，小鼻梁。除此之外還有其他特殊的，如超薄型，迷你型，草帽型，貼 片型，帶線接收頭。萬(wàn)州卅電分類：除了從外觀上分類之外， 還可以按封裝方式分類， 這樣比較準(zhǔn)確。 目前市場(chǎng)上能買到的接收頭從封裝方式上分主要有兩大類：壓模型和灌膠型。一般來(lái)說(shuō)，鼻梁型屬于灌膠型，圓球型屬于壓模型。從兩種封裝 工藝上來(lái)說(shuō)，壓模型設(shè)備投資較大，所用膠餅價(jià)格較貴，所以整體價(jià)格 要貴些，當(dāng)然其抗光干擾能力要強(qiáng)，接收角度要大（圓型360度接收）；灌膠型設(shè)備投資小，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)廠所作的大多是灌膠型產(chǎn)品，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格 便宜，缺點(diǎn)是抗光干擾能力差，接收角度要小（270度接收）。當(dāng)然還存在假壓

4、模型，利用灌膠方式做出圓球型，類似壓模方式做出來(lái)的外形， 但是性能方面肯定沒(méi)壓模的好。有時(shí)候，接收頭外面還穿個(gè)鐵馬甲，所 以又可以把接收頭又分成塑封和鐵殼兩種，多個(gè)鐵殼的好處是多了層外屏蔽，對(duì)抗光和電源干擾能力有一定的屏蔽作用，相對(duì)來(lái)說(shuō)接收性能要 穩(wěn)定些。當(dāng)然如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)OK，同等條個(gè)件下用塑封的接收距離要稍遠(yuǎn)一些。當(dāng)然帶不帶鐵殼價(jià)格上也會(huì)有一些差異，所以在選擇接收頭時(shí) 具體要不要帶鐵殼要根據(jù)設(shè)計(jì)來(lái)定。一般情況下用在玩具類的產(chǎn)品上使 用塑封的，用在家電類產(chǎn)品上用帶鐵殼的較多。萬(wàn)州WS組成：接收頭主要由4大部分：光電二極管（PD）、芯片（IC）、支架、膠體（色素、環(huán)氧 樹脂）共同組合封裝而成PD

5、主要功能是接收光信號(hào)。有大、中、小之分，尺寸越大，在其他原物料相同的情況 下，其接收距離越遠(yuǎn)，接收角度越大。IC是接收頭的處理元件，主要由硅晶和電路組成，是一個(gè)高度集成的器件、主要功能 有濾波、整形、解碼、放大等功能，決定接收頭性能的主要原料，關(guān)系到產(chǎn)品的抗光干擾能 力、抗電源干擾能力、接收距離、解碼能力、產(chǎn)品穩(wěn)定性等多種因素。支架是接收頭的引腳部分，將IC功能腳外接，固定芯片等作用。膠體是由色素和環(huán)氧樹脂混合一起的黑色物，其中環(huán)氧樹脂起包含PD和IC的作用,色素對(duì)產(chǎn)品的抗光干擾能力有較大作用，好的色素如日本的2245，價(jià)格較貴，但濾光性能較好，可濾除 850nm以下的可見(jiàn)光，另一種壓模型封裝

6、的用的是膠餅，這種抗光干擾能力 最好。所以從外型上看一樣的接收頭，由于組成的東西不一樣造成市場(chǎng)上同種外型的產(chǎn)品價(jià)格從 0.41元價(jià)格不等。因?yàn)镮C是影響價(jià)格的最大因素，所以在選擇產(chǎn)品的時(shí)候要注意性價(jià)比， 不能只看價(jià)格而忘記了質(zhì)量?，F(xiàn)在對(duì)比一下市場(chǎng)上大部分紅外接收頭常用的芯片ADT2500B和STA2004 :價(jià)格：ADT2500B>STA2004工作電壓：兩者差不多，都是3V和5V共用ADT2500B/STA2004:2.46.5V接收距離：ADT2500B接收距離要遠(yuǎn)大慨要比 STA2004遠(yuǎn)20%解碼能力：ADT2500B>STA2004抗干擾能力：ADT2500B>ST

7、A2004產(chǎn)品的穩(wěn)定性： ADT2500B>STA2004市場(chǎng)占有率：2500B占80%，STA2004占20%2500B作為一種中低價(jià)位的接收頭IC,從產(chǎn)品性能和市場(chǎng)占有率來(lái)說(shuō)，無(wú)穎是非常成功的當(dāng)然，接收頭整個(gè)成品價(jià)格的下降也是因他而起。目前市場(chǎng)上用于家電類的主流基本上都是用2500B的IC ,實(shí)際上STA2004較2500B更早一年出現(xiàn)在市場(chǎng)，但為何ADT2500B后來(lái)居上呢？這與STA2004本身原因引起的：近距離無(wú)法接收（有少部分在01M這個(gè)范圍內(nèi)，有那么一段無(wú)法接收信號(hào)）；連續(xù)按只接收一個(gè)碼 （一批批的，有的有的沒(méi)）；GND和VOUT 電極太近，不好焊線；一致性不夠好。以上幾種

8、原因造成此IC晶片在臺(tái)資廠無(wú)法使用，內(nèi)資較為正規(guī)的廠家也無(wú)法使用。參數(shù)：紅外接收頭有幾個(gè)主要的參數(shù)，在這里簡(jiǎn)單介紹一下：工作電壓：現(xiàn)在市場(chǎng)上接收頭 IC設(shè)計(jì)的工作電壓主要有以下幾種：2.0V6.5V,（此種為低電壓，主要用于電池供電的紅外接收頭上 ）；2.7V6.5V （是市場(chǎng)上大部分IC的設(shè)計(jì)，此 種主要用于3V或5V供用的電子類產(chǎn)品）,4.5V6.5V （主要用于家用電器類產(chǎn)品）中心頻率：32.7KHZ（33KHZ）,36.7KHZ（36KHZ）,37.9KHZ（38KHZ）, 40KHZ,56.7KHZ（56KHZ）,遙控器的中心頻率要與接收頭所用的頻率一致，這樣才能達(dá)到最好的接 收效果

9、。38KHZ的最為常用。工作電流：靜態(tài)電流 0.10.6mA（為低功耗產(chǎn)品），一般產(chǎn)品的靜態(tài)電流在 0.81.5mA 接收距離：這個(gè)一般都是生產(chǎn)廠家依自已的測(cè)試來(lái)進(jìn)行標(biāo)識(shí)的，無(wú)實(shí)際對(duì)比意義，最主要還是看是否在自已機(jī)臺(tái)上測(cè)試效果。引腳：接收頭一般有三種腳位，-00丘珂E1L1a,54*«ru z1CWT '3iD VDCrr-0.38*弓.15旳碼從左至右：1.Vout（信號(hào)輸出）2.GND（接地）3.Vcc（供電）r苗L5.09*4*GlfD WC OUT從左至右：1.GND（接地）2.Vcc（供電）3.Vout（信號(hào)輸出）工作原理：紅外接收頭一般可以接收8501100nm波

10、段的紅外光，其中主要以接收940nm為主（因此配套紅外發(fā)射管的時(shí)候最好選擇940的發(fā)射管）。PD將紅外發(fā)射管發(fā)射出來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為微弱的電信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)由IC內(nèi)部放大器進(jìn)行放大，然后通過(guò)自動(dòng)增益控制、帶通濾波、解調(diào)變、波形整形后還原為遙控器發(fā)射出的原始編碼，經(jīng)由接收頭的信號(hào)輸出腳輸入到電器上的編碼識(shí)別電路。珠誨萬(wàn)州光電IRH系列VCC2丄O1°°>10K UGU上面是簡(jiǎn)單的說(shuō)明，讓你有個(gè)準(zhǔn)備，現(xiàn)在開始詳細(xì)分析：紅外遙控系統(tǒng)主要分為調(diào)制、發(fā)射 和接收三部分，如下圖所示：調(diào)制：紅外遙控發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)采用調(diào)制的方式，即把數(shù)據(jù)和一定頻率的載波進(jìn)行“與”操作，這樣可以提高發(fā)射效率和

11、降低電源功 耗。調(diào)制載波頻率一般在30khz到60khz之間，大多數(shù)使用的是 38kHz，占空比1/3 的方波，如圖所示，這是由發(fā)射端所使用的455kHz晶振決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)般取 12,所以 455kHz÷12 37.9 kHz 38kHz。發(fā)射系統(tǒng)：目前有很多種芯片可以實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)射，可以根據(jù)選擇發(fā)出不同種類的編碼。 由于發(fā)射系統(tǒng)一般用電池供電，這就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都設(shè)計(jì)成可以處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)才工作，這樣可以降低功耗芯片所用的晶振應(yīng)該有足夠的耐物理撞 擊能力，不能選用普通的石英晶體， 一般是選用陶瓷共鳴器，陶瓷共鳴器

12、準(zhǔn)確性沒(méi)有石英晶體高，但通常一點(diǎn)誤差可以忽略不計(jì)。紅外線通過(guò)紅外發(fā)光二極管（LED）發(fā)射出去，紅外發(fā)光二極管內(nèi)部材料和普通發(fā)光二極管不同，在其兩端施加一定電壓時(shí)， 它發(fā)出的是紅外線而不是可見(jiàn)光。簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路射擊輸出驅(qū)動(dòng)電路最簡(jiǎn)單電路，選用元件時(shí)要注意三極管的開關(guān)速度要快，還要考慮到LED的正向電流和反向漏電流，一般流過(guò)LED的最大正向電流為100mA，電流越大，其發(fā)射的波形強(qiáng)度越大。這個(gè)電路有一點(diǎn)缺陷，當(dāng)電池電壓下降時(shí)，流過(guò)LED的電流會(huì)降低，發(fā)射波形強(qiáng)度降低，遙控距離就會(huì)變小。而射極輸出電路可以解決這個(gè)問(wèn)題，兩個(gè)二極管把三級(jí)管基極電壓鉗位在1.2V左右，因此三級(jí)管發(fā)射極電壓固定在 0.6V左

13、右，發(fā)射極電流IE基本不變，根據(jù)IE疋IC,所以流過(guò)LED 的電流也基本不變，這樣保證了當(dāng)電池電壓降低時(shí)還可以保證一定的遙控距離。接收：紅外接收電路通常被廠家集成在一個(gè)元件中，成為一體化紅外接收頭。內(nèi)部電路包括紅外監(jiān)測(cè)二極管，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監(jiān)測(cè)二極 管監(jiān)測(cè)到紅外信號(hào)，然后把信號(hào)送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。交流信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過(guò) 30khz到60khz的負(fù)載波，通過(guò)解調(diào)電路和積分電路進(jìn)入比較器，比較器輸出高低電平，還 原出發(fā)射端的信號(hào)波形。 注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，

14、這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。生產(chǎn)過(guò)程：整體的生產(chǎn)工藝流程分為4個(gè)環(huán)節(jié)，分別是，固晶、邦定、封裝（壓模）、后處理（后工序）。各工序都有不同的功能，都是必不可少的。固晶工序又叫DIE BOND，就是將芯片（IC、PD）固定到支架上面。本工序所使用的 材料有IC、PD、支架、銀膠。支架是接收頭的引腳部分，將IC功能腳外接，固定芯片等作用。銀膠的組成主要是銀粉和環(huán)氧樹脂以及其他的原料，主要作用是導(dǎo)電和固定。焊線工序又叫 WIRE BOND，是將IC和PD各功能點(diǎn)用金線連起來(lái)，本工序涉及到的 材料主要是金線。本工序的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的成品質(zhì)量，以及產(chǎn)品的穩(wěn)定性。封裝工序是固定外形的，一種是灌膠鼻

15、梁型，二是模壓球形，三是灌膠球形。三種模式 各有利弊，主要以灌膠鼻梁進(jìn)行生產(chǎn)。該工序是產(chǎn)品成形關(guān)鍵，一經(jīng)封裝，就不容許再進(jìn)行 返工，所以在封裝之前應(yīng)對(duì)固焊工序進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。主要用到的材料有液態(tài)環(huán)氧樹脂、固態(tài)環(huán)氧樹脂、04色素、08色素等。顏料 04的濾光范圍是 830-1050,08色素的濾光范圍是 750-1150，范圍越寬，接收頭的接收靈敏度越好，但抗干擾越差，濾光范圍越窄，抗干擾越 好，但接收效果會(huì)稍差，為了滿足不同客戶的需求，對(duì)該兩種色素進(jìn)行不同比例的搭配，以滿足客戶要求。后處理：主要有裝殼、焊殼、沖筋、測(cè)試、二切、包裝等環(huán)節(jié)，除裝殼是根據(jù)客戶要求 作業(yè)之外，其他都必須要完成。目前的

16、測(cè)試只是單純對(duì)接收距離進(jìn)行測(cè)試，其他參數(shù)沒(méi)有進(jìn)行檢測(cè)，有一定風(fēng)險(xiǎn)性，正在進(jìn)行改善。高危工序是沖筋工序，切記要按照作業(yè)指導(dǎo)進(jìn)行檢 查和作業(yè)。本工序涉及到的模具都是簡(jiǎn)單的沖筋模具，重點(diǎn)關(guān)注模具的公差范圍。涉及到的材料主要有鐵殼，鐵殼的原料是0.3mm馬口鐵，這種不需要電鍍，但裸露的存放時(shí)間比較短，一般不超過(guò)1個(gè)月，另外還有普通 0.3mm的鐵材，需要進(jìn)行鍍錫，這種工藝的存放時(shí) 間很長(zhǎng)也不會(huì)生銹，考慮到成本的因素，普通的鐵殼均用馬口鐵制成?？煽啃栽囼?yàn)主要有冷、熱、冷熱循環(huán)、電老化、鍍錫等另外有的客戶還要做電擊試驗(yàn)。 冷凍試驗(yàn)的條件是-25度、-45度，一般存放1個(gè)小時(shí)左右再進(jìn)行測(cè)試，或在試驗(yàn)溫度下進(jìn) 行測(cè)試，批量測(cè)試時(shí)，不用在試驗(yàn)溫度下測(cè)試，可以上機(jī)臺(tái)測(cè)試。試驗(yàn)溫度下測(cè)試適用于試 樣或抽檢。熱試驗(yàn)，試驗(yàn)條件灌膠產(chǎn)品是 140-150度，模壓150-160度