CN101799976B - 一种带载波红外遥控信号的解调方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带载波红外遥控信号的解调方法，适用于遥控系统中，利用无源半导体电子元件的导通方向性，将载波群转换成电容储存的电能，由电容电能的消耗程度来确定载波群是否已经结束，并据此生成滤除载波后的红外遥控信号。在克服红外遥控不灵敏问题的新系统中，依据本发明所设计出的一系列解调电路，在实现带载波红外遥控信号解调的同时，满足成本低廉，设计和生产简易的要求。
Description
技术领域
本发明涉及红外无线遥控转换成有线遥控的系统，尤其涉及一种带载波红外遥控信号的解调方法。
背景技术：
红外遥控技术目前已普遍应用，它具有使用方便，抗干扰能力较强的突出特点。但另一方面，传统红外遥控系统的一个显著弱点是，红外无线信号不具备穿透不透明障碍物的能力，也不能绕行传送控制信息。现代家庭中购置的许多带红外遥控的AV(Audio and Video音频和视频)电器设备，如电视机、影碟机、功率放大器、投影仪等，在进行遥控操作时，当红外无线信号遇到人体、机架、台布等遮挡物，或者发射与接收存在较大角度偏差时，容易出现遥控不灵敏或失效。红外遥控的这种弱点，影响人机交互的便利性。
现有技术下的一种普遍的处理方法，是在无遮挡的位置放置一个光敏元件，将红外无线信号转换成带载波的红外遥控信号，然后将该红外遥控信号放大，通过电缆线去驱动其它红外发射二极管从其它方向和/或位置(比如靠近且正对接收设备的红外接收窗)重新向接收设备发射红外无线信号。这种方法的遥控操作比较可靠，但加装的红外发射管给用户带来不便。
另外一种改进的方法，是将带载波红外遥控信号通过电缆线和连接器直接送入接收设备，由接收设备内的专用集成电路完成滤除载波的解调处理，再送微处理器作译码处理。这种方法避免了机外加装发射二级管的不便，但有一个缺点，用于解调的专用集成电路在市场上用量小、型号少，价格高昂，交期长，影响产品设计和生产进度。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带载波红外遥控信号的解调方法，在实现带载波遥控信号的解调的同时，满足成本低廉，设计和生产简易的要求。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种带载波红外遥控信号的解调方法，利用无源半导体电子元件的导通方向性，将红外遥控信号中的载波群转换成电容储存的电能，由电容电能的消耗程度来确定某个载波群是否已经结束，并据此生成滤除载波后的红外遥控信号。
本发明通常采用二极管将载波群转换成电容储存的电能；电容储存的电能的消耗程度，可以通过一个与电容并联的放电电阻来调节。由电容电能的消耗程度来生成滤除载波的红外遥控信号的实现，其中一种典型的做法是，电容电压的变化决定与之相连接的晶体三极管是否导通(或截止)，从而将电容电压的模拟物理量转换成高低电平跳变的数字信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：第一、该方法只使用少量通用电子元件实现带载波遥控信号的解调，不仅成本低廉，而且便于设计和生产；第二、有力支撑了红外无线遥控转换成有线遥控的技术系统，使传统红外遥控系统对于人机交互便利性的改善变得简单易行，利于推广。
附图说明：
图1为本发明实施例1的电路原理图；
图2为本发明实施例1的信号输入输出波形；
图3为本发明实施例2的电路原理图；
图4为本发明实施例3的电路原理图；
图5为本发明实施例4的电路原理图。
具体实施方式：
本发明的设计方案在于克服现有技术的不足，提供一种带载波红外遥控信号的解调方法，在实现带载波遥控信号的解调的同时，满足成本低廉，设计和生产简易的要求。下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的技术特征及优点进行更深入的诠释。
实施例1
在图1所示的电路原理图中，当某一个载波群电压信号传送到二极管D1的正极，第一个载波周期的电平正跳使二极管D1导通，二极管D1电流对电容C1进行快速充电，电容C1储存了电能。充电后电容C1电压升高，电阻R2上产生电流驱动晶体三极管Q1导通，晶体三极管Q1集电极跳变为低电平，标志着一个载波群的开始。在第一个载波周期的高电平持续期间，电阻R1、电阻R2工作电流所消耗的电能由输入信号提供，电容C1的电能没有减少。第一个载波周期的高电平结束后，输入信号电平发生负跳。此时二极管D1截止，电容C1所储存的电能开始向电阻R1、电阻R2提供电流，使晶体三极管Q1保持导通，晶体三极管Q1集电极维持低电平不变。随着电阻R1、电阻R2对电能的消耗，电容C1的电压降低，晶体三极管Q1的基极电流减小。由于电容C1、电阻R1、电阻R2的参数设计，使得下一个载波周期的高电平到来之前，电容C1的电能仍能维持晶体三极管Q1一直处于导通状态。
当下一个载波周期的电平正跳到来之时，输入信号又一次给电容C1快速充电，并提供晶体三极管Q1所需的基极工作电流。于是重复前一个载波周期的充电和放电过程，晶体三极管Q1一直处于导通状态，其集电极一直保持低电平不变，标志着载波的延续。
当该载波群的最后一个载波周期的高电平结束后，电容C1得不到输入信号的后续电能补充，在经过略长于3/4载波周期的时间之后，电容C1的电压下降到不能继续维持晶体三极管Q1良好导通的程度，开始进入微导通状态。此时电阻R2虽然较少消耗电容C1的电能，但电阻R1仍以一定速度消耗电能，电容C1电压持续下降，使晶体三极管Q1脱离微导通状态，变为截止状态。此时晶体三极管Q1集电极恢复成高电平，标志着该载波群的结束。
在载波群持续期间，晶体三极管Q1集电极变为低电平，其余时间保持高电平，就实现了对带载波的红外遥控信号的载波滤除。在图1中，电容C1、电阻R1、电阻R2这三个元件的具体参数，基本决定了电容储能后的放电过程。电容C1的具体放电过程，对应着载波群结束后晶体三极管Q1集电极继续维持低电平的时间，从而确定了最大滤波周期，即对应最低滤波频率。
图2所示为该电路的输入输出波形图。带载波的红外遥控信号，由许多个载波群(carrier burst)和无载波时段组成。图2所示的输入波形，显示了符合NEC红外遥控协议的带载波红外遥控信号的某一数据位的载波群波形的一个实例，载波频率为38KHz，载波占空比为1/4，共包括21个载波周期。这种载波群波形是红外无线信号经光敏元件拾取后放大、整形所形成，其电压幅度大致在3.3V～12V范围。输出波形显示了载波群被滤除后的信号波形。
实施例2
实施例2是实施例1的一个改进实施例，如图3所示：在图1的电路基础上增加了输入信号整形电路，由电阻R4和齐纳二极管ZD1组成。输入信号整形电路的增加，使电路的滤波频率参数基本不受输入信号电压幅度的影响。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处：储能电容C1的一极与电源VCC相连，另一极经齐纳二极管ZD1连接到晶体三极管Q2的基极，电容C1充电后晶体三极管Q2基极电位降低，齐纳二极管ZD1协助晶体三极管Q2截止。
实施例4
实施例4与实施例3的不同之处只是使晶体三极管Q2截止的方法。图4是齐纳二极管ZD1协助晶体三极管Q2截止，而图5是以VCC1高于VCC2的条件(比如VCC1＝5V，VCC2＝3.3V)协助晶体三极管Q2截止。
尽管本发明通过具体实施例对其作出了清晰而完整的描述，但是发明不仅仅限于所述实施例，并且对本领域的技术人员来说，基于本发明而作出的所有的改进和选择，是可能发生的并且都包括在本发明之中。
Claims (7)
1.一种带载波红外遥控信号的解调方法，适用于遥控系统中，其特征在于：该方法利用无源半导体电子元件的导通方向性，将载波群转换成电容储存的电能，由电容电能的消耗程度来确定载波群是否已经结束，并据此生成滤除载波后的红外遥控信号；
该方法基于带载波红外遥控信号解调电路，所述的解调电路的载波群电压信号的输入端IN连接二极管D1的输入端，二极管D1的输出端串联电阻R2后连接到晶体三极管Q1的基极，电容C1与电阻R1并联后一端接在二极管D1的输出端与电阻R2之间，另一端接晶体三极管Q1的发射极，且晶体三极管Q1的发射极接地，晶体三极管Q1的集电极一路串联电阻R3后接电源的正极VCC，一路输出连接输出端OUT。
2.根据权利要求1所述的带载波红外遥控信号的解调方法，其特征在于：输入信号处于高电平时二极管导通对电容充电，输入信号处于低电平时二极管截止，电容处于放电状态，电容的放电程度确定晶体三极管的导通状态，晶体三极管的导通状态对应输入信号的载波群时段，晶体三极管的截止状态对应输入信号的无载波时段；
或输入信号处于低电平时二极管导通对电容充电，输入信号处于高电平时二极管截止，电容处于放电状态，电容的放电程度确定晶体三极管的截止状态，晶体三极管的截止状态对应输入信号的载波群时段，晶体三极管的导通状态对应输入信号的无载波时段。
3.根据权利要求2所述的带载波红外遥控信号的解调方法，其特征在于：电容储存的电能的消耗程度，通过一个与电容并联的放电电阻来调节。
4.根据权利要求2所述的带载波红外遥控信号的解调方法，其特征在于：增加输入波形整形模块以改变输入波形的电平、相位或跳变沿形状，或增加输出波形整形模块以改变输出波形的电平、相位或跳变沿形状。
5.根据权利要求1所述的带载波红外遥控信号的解调方法，其特征在于：在所述调解电路的基础上增加了输入信号整形电路，由电阻R4和齐纳二极管ZD1组成，电阻R4串联在载波群电压信号的输入端IN和二极管D1的输入端之间，齐纳二极管ZD1与电容C1并联，齐纳二极管ZD1输出端接在电阻R4与二极管D1的输入端之间，齐纳二极管ZD1的输入端接地，电容C1一端接在二极管D1的输出端与电阻R2之间，另一端接地，输入信号整形电路的增加，使电路的滤波频率参数基本不受输入信号电压幅度的影响。
6.一种带载波红外遥控信号的解调方法，适用于遥控系统中，其特征在于：该方法利用无源半导体电子元件的导通方向性，将载波群转换成电容储存的电能，由电容电能的消耗程度来确定载波群是否已经结束，并据此生成滤除载波后的红外遥控信号；
该方法基于带载波红外遥控信号解调电路，所述的解调电路的载波群电压信号的输入端IN串联电阻R1后连接到晶体三极管Q1的基极，电阻R2并联在晶体三极管Q1的基极和发射极之间，晶体三极管Q1依次串联二极管D1、齐纳二极管ZD1、晶体三极管Q2、Q3，晶体三极管Q1的集电极与二极管D1的输出端相连，二极管D1的输入端与齐纳二极管ZD1的输出端相连，齐纳二极管ZD1的输入端与晶体三极管Q2的基极相连，晶体三极管Q2的集电极与晶体三极管Q3的基极相连，电阻R3、电容C1、电阻R4、R5、R6并联，电阻R3一端接在晶体三极管Q1的集电极与二极管D1的输出端之间，另一端接电源VCC，电容C1与电阻R4并联后一端接在二极管D1的输入端与齐纳二极管ZD1的输出端之间，另一端接电源VCC，电阻R5一端接在晶体三极管Q2的集电极与晶体三极管Q3的基极之间，另一端接电源VCC，电阻R6一端接晶体三极管Q3的集电极，另一端接电源VCC，晶体三极管Q3的集电极接解调电路输出端OUT，晶体三极管Q1、Q2、Q3的发射极接地，电容C1充电后晶体三极管Q2基极电位降低，齐纳二极管ZD1协助晶体三极管Q2截止。
7.一种带载波红外遥控信号的解调方法，适用于遥控系统中，其特征在于：该方法利用无源半导体电子元件的导通方向性，将载波群转换成电容储存的电能，由电容电能的消耗程度来确定载波群是否已经结束，并据此生成滤除载波后的红外遥控信号；
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