CN113783624B - 红外信号接收电路、发射电路和红外通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种红外信号接收电路、发射电路和红外通信装置。红外信号接收电路包括：红外线接收模块和复杂可编程逻辑CPLD模块；红外线接收模块的第一端与CPLD模块的第一端连接，红外线接收模块用于将接收到的红外信号转化为数字电信号，并将数字电信号传输至CPLD模块；CPLD模块用于将数字电信号转化为模拟信号。本发明的技术方案实现了提升红外通信电路的准确性和可靠性，并提高了红外通信电路时序精准性。

Description

红外信号接收电路、发射电路和红外通信装置

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种红外信号接收电路、发射电路和红外通信装置。

背景技术

基于科学技术发展，无线通信技术得到越来越多应用，发送方发出的采集信号经过发射电路的处理，被转换成电信号，并经调制后变成适合进行传输的信号脉冲形式，再通过通信的信道传递给接收方。

现有红外通信电路中，发射与接收的任务一般都是靠单片机来进行信号处理的，存在功能受限、时序精确性不足的问题。

发明内容

本发明提供了一种红外信号接收电路、发射电路和红外通信装置，以提升红外通信电路的准确性和可靠性。

第一方面，本发明提供了一种红外信号接收电路，红外信号接收电路包括：

红外线接收模块和复杂可编程逻辑(Complex Programmable logic device，简称CPLD)模块；

红外线接收模块的第一端与CPLD模块的第一端连接，红外线接收模块用于将接收到的红外信号转化为数字电信号，并将数字电信号传输至CPLD模块；

CPLD模块用于将数字电信号转化为模拟信号。

可选地，红外信号接收电路还包括：与CPLD模块的第二端连接的功率放大电路；功率放大电路包括：衰减式音调控制模块、第一电阻、第一电位器、第一隔离电容、运算放大器电路模块、防自激模块和模拟信号输出元件；CPLD模块的第二端与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与第一电位器的第一端连接，第一电位器的第二端与衰减式音调控制模块的第一端连接，第一电位器的第三端接地；衰减式音调控制模块的第二端通过第一隔离电容与运算放大器电路模块的第一端连接；运算放大器电路模块的第二端分别与防自激模块和模拟信号输出元件并联。

可选地，衰减式音调控制模块包括：第一控制单元、第一隔离电阻、第二控制单元；第一控制单元的第一端与第一电位器的第二端连接，第一控制单元的第二端与第一隔离电阻的第一端连接，第一控制单元的第三端接地，第一控制单元用于调节CPLD模块输出的模拟信号中低频信号的衰减度；第二控制单元的第一端与第一电位器的第二端连接，第二控制单元的第二端与第一隔离电阻的第二端连接，第二控制单元的第三端与第一隔离电容的第一端连接并接地，第二控制单元用于调节CPLD模块输出的模拟信号中高频信号的衰减度。

可选地，第一控制单元包括：第二电阻、第二电位器、第三电阻、第一电容和第二电容；第二电阻的第一端与第一电位器的第二端连接，第二电阻的第二端分别与第二电位器的第一端和第一电容的第一端连接，第二电位器的第二端分别与第一电容的第二端、第一隔离电阻的第一端和第二电容的第一端连接，第二电位器的第三端分别与第三电阻的第一端和第二电容的第二端连接；第三电阻的第二端接地。

可选地，第二控制单元包括：第三电容、第三电位器、第五电阻和第四电容；第三电容的第一端与第一电位器的第二端连接，第三电容的第二端与第三电位器的第一端连接，第三电位器的第二端分别与第一隔离电阻的第二端和第五电阻的第一端连接；第三电位器的第三端与第四电容的第一端连接；第四电容的第二端分别与第五电阻的第二端和第一隔离电容的第一端连接，并接地。

可选地，运算放大器电路模块包括：运算放大器芯片、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第六电容和供电单元；运算放大器芯片的第二引脚分别与第八电阻的第一端和第六电容的第一端连接；运算放大器芯片的第三引脚分别与第六电阻的第一端和第七电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第一隔离电容的第二端连接，第七电阻的第二端接地；运算放大器芯片的第四引脚与供电单元的第一供电端连接；运算放大器芯片的第六引脚与第八电阻的第二端连接，第八电阻的第二端与防自激模块的第一端连接，第六电容的第二端与第九电阻的第一端连接，第九电阻的第二端与防自激模块的第二端连接并接地；运算放大器芯片的第七引脚与供电单元的第二供电端连接。

可选地，防自激模块包括：第七电容、第十电阻；第七电容的第一端分别与第八电阻的第二端和模拟信号输出元件的第一端连接，第七电容的第二端与第十电阻的第一端连接；第十电阻的第二端分别与第九电阻的第二端和模拟信号输出元件的第二端连接并接地。

第二方面，本发明提供了一种红外信号发射电路，红外信号发射电路包括：

载波模块、信号输入模块、信号输入元器件、电源、电源电容和信号发射模块；

载波模块的第一端与信号输入模块的第一端连接，载波模块的第二端与电源的第一端连接，载波模块的第三端接地；信号输入模块的第二端与电源的第一端连接，信号输入模块的第三端与信号输入元器件的第一端连接；信号输入元器件的第二端与电源的第一端连接，信号输入元器件的第三端接地，电源的第二端与电源电容的第一端连接，电源电容的第二端接地；信号输入模块的第四端与信号发射模块的第一端连接，信号发射模块的第二端接地。

可选地，载波模块包括：定时器芯片、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、变阻器、第一二极管和第二二极管；定时器芯片的第一引脚接地；定时器芯片的第二引脚与第六引脚均与第一二极管的负极连接，第一二极管的负极还分别与第二二极管的正极和第二电容的第一端连接，第一二极管的正极分别与定时器芯片的第七引脚和变阻器的第二端连接；第二二极管的负极与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与变阻器的第一端连接；定时器芯片的第三引脚与信号输入模块的第一端连接；定时器芯片的第四引脚分别与电源和第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与变阻器的第三端连接；定时器芯片的第八引脚与电源连接。

可选地，信号输入模块包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管和第二三极管；第三电阻的第一端与信号输入元器件的第一端连接，第三电阻的第二端分别与第五电阻的第一端和第一三极管的第一端连接；第一三极管的第一端还与电源的第一端连接；第一三极管的第二端与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端与第三电阻的第一端连接；第一三极管的第三段与第二三极管的第一端连接；第五电阻的第二端分别与载波模块的第一端和第六电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第二三极管的第二端连接；第二三极管的第三端与信号发射模块的第一端连接。

可选地，信号发射模块包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管；第七电阻的第一端与信号输入模块的第一端连接，第七电阻的第二端与第一发光二极管的正极连接，第一发光二极管的负极接地；第八电阻的第一端与第七电阻的第一端连接，第八电阻的第二端与第二发光二极管的正极连接，第二发光二极管的负极接地；第九电阻的第一端与第七电阻的第一端连接，第九电阻的第二端与第三发光二极管的正极连接，第三发光二极管的负极接地。

第三方面，本发明还提供了一种红外通信装置，红外通信装置包括如本发明第一方面任意对应的红外信号接收电路和如本发明第二方面任意对应的红外信号发射电路。

本发明提供的红外信号接收电路、发射电路和红外通信装置，通过将红外线接收模块与CPLD模块连接，利用红外线接收模块就接收到的红外光信号转换为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)波信号，通过具有复杂编程能力的CPLD模块对PWM波信号进行解码，得到红外光信号所对应的模拟信号，以输出红外光信号所对应的具体信息，实现快速准确的解码，同时保证时序逻辑的精确性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施例提供的一应用场景示例图；

图2为本发明实施例提供的一种红外信号接收电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种红外信号接收电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种红外信号发射电路的结构示意图；

图5为图4对应实施例提供的红外信号发射电路中的载波电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种红外通信装置的结构示意图。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本发明的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

现有的红外通信电路中，红外信号的接收部分一般是通过一个基于单片机的接收电路实现接收的，由于接收电路中需要有元器件将红外光信号转化为电信号，再通过单片机对电信号进行解码处理，从而确定红外光信号所包含的信息，因此，接收电路对红外光信号的处理能力会影响到通过红外线进行数据传输的效果。一般对于接收电路的红外光信号处理能力，在时序的准确性、电路结构的稳定性和解码能力等方面进行要求，而基于单片机的接收电路在这些方面都有严重局限性。

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种红外信号接收电路，通过红外线接收模块和CPLD模块配合，将红外光信号转化为脉冲宽度调制波，并解码为对应的模拟信号，从而实现准确接收红外信号对应信息的效果，有效保证红外通信的可靠性。

下面对本发明实施例的应用场景进行解释：

图1为本发明实施例提供的一应用场景示例图。如图1所示，在进行红外信号过程中，红外信号发射端100传输给红外信号接收端110，红外信号接收端110通过对红外信号处理后，转化为模拟信号，再通过输出设备120，如播放器或显示器，输出对应信息，从而完成红外信号的通信过程。

需说明的是，图1所示场景中发射端、接收端和输出设备仅以一个为例进行示例说明，但本发明不以此为限制，也就是说，发射端、接收端和输出设备的个数和位置关系可以是任意的。

图2为本发明一实施例提供的红外信号接收电路的结构示意图。如图2所示，该红外信号接收电路可以包括：红外线接收模块P1和CPLD模块P2。

红外线接收模块P1的第一端与CPLD模块P2的第一端连接，红外线接收模块P1用于将接收到的红外信号转化为数字电信号，并将数字电信号传输至CPLD模块；CPLD模块P2用于将数字电信号转化为模拟信号。

可选地，红外线接收模块P1包括：光电二极管D1、输入电路U1、自动增益控制(Automatic Gain Control，简称AGC)单元U2、带通滤波器U3、解调器U4、控制电路U5、第一三极管Q1、第一电阻R1。

光电二极管D1的正极接地，负极与输入电路U1的第一端连接，光电二极管D1用于接收红外光信号，并转化为电信号；输入电路U1为常规与光电二极管D1配合的电路，用于调节光电二极管D1转化的电信号的电压；输入电路U1的第二端与AGC单元U2的第一端连接，AGC单元U2用于在光电二极管D1转化的电信号的幅度变化较大时进行放大增益控制，使增益后的电信号的高频部分达到设定的电压。

AGC单元U2的第二端与带通滤波器U3的第一端连接，通过带通滤波器U3对增益后的电信号进行滤波处理，带通滤波器U3的第二端与解调器U4的第一端连接，解调器U4对滤波处理后的电信号进行解调处理；带通滤波器U3的第三端与控制电路U5的第一端连接，控制电路U5的第二端与AGC单元U2的第三端连接，控制电路U5的第三端与解调器U4的第二端连接，通过控制电路U5调节AGC单元U2的增益控制功能和解调器U4的解调功能。

解调器U4的第三端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极分别与CPLD模块P2的第一端和第一电阻R1的第一端连接，通过第一三极管Q1对解调后的电信号进行放大后输出，第一电阻R1的第二端与电源端连接，通过电源VCC对红外线接收模块P1进行供电。

一些实施例中，红外线接收模块P1也可以采用现有红外接收头实现。

通过红外线接收模块P1将红外光信号转化为电信号，并通过增益、滤波和解调处理，得到CPLD模块可以处理的电信号。一般的，红外线接收模块P1输出的电信号为呈PWM波的数字信号。

CPLD模块P2的第二端为输出端。CPLD模块P2可采用现有的CPLD芯片及相应电路，通过在CPLD芯片中安装预先设定的程序，从而能够对红外线接收模块P1输出的电信号按照设定程序进行解码并进行数模转化处理，将PWM波的数字信号转化为模拟电信号。

本发明实施例提供的红外信号接收电路，通过红外线接收模块与CPLD模块连接，利用红外线接收模块接收红外光信号，并将红外光信号转化为CPLD模块可以处理的数字电信号，再通过CPLD模块将数字电信号转化为模拟电信号并进行输出，由于CPLD模块可以基于设定的程序进行解码处理，从而能够准确获取红外光信号所对应的信息并进行输出，保证红外通信的准确性。

图3为本发明实施例提供的另一种红外信号接收电路的结构示意图。如图3所示，该红外信号接收电路可以包括：红外线接收模块、复杂可编程逻辑CPLD模块、与CPLD模块的第二端连接的功率放大电路。

具体的，功率放大电路包括：衰减式音调控制模块P3、第一电阻R1、第一电位器W1、第一隔离电容C5、运算放大器电路模块P4、防自激模块P5和模拟信号输出元件P6。

红外线接收模块P1的第一端与CPLD模块P2的第一端连接，CPLD模块P2的第二端与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第一电位器W1的第一端连接，第一电位器W1的第二端与衰减式音调控制模块P3的第一端连接，第一电位器W1的第三端接地；衰减式音调控制模块P3的第二端通过第一隔离电容C5与运算放大器电路模块P4的第一端连接；运算放大器电路模块P4的第二端分别与防自激模块P5和模拟信号输出元件P6并联。

通过功率放大电路对CPLD模块解码得到的模拟电信号进行放大和输出，有效保证了红外接收电路接收到的红外光信号能够准确的转化为对应的模拟信号，并进行准确输出。

具体地，通过衰减式音调控制模块P3对模拟信号的高频和低频信号进行衰减度调节，以减少高低频噪声；通过运算放大器电路模块P4对衰减度调节后的模拟信号进行信号放大；再通过防自激模块P5防止信号放大后的模拟信号出现低频自激现象，然后通过模拟信号输出元件P6进行输出，得到红外光信号对应的声音信息。

其中，通过第一电阻与第一电位器配合，对CPLD模块输出的模拟信号进行整体衰减度调节，防止最后输出的模拟信号过大；通过第一个隔离电容避免衰减式音调控制模块和运算放大器电路模块间相互影响。

可选地，衰减式音调控制模块P3包括：第一控制单元U1、第一隔离电阻R4、第二控制单元U2；第一控制单元U1的第一端与第一电位器W1的第二端连接，第一控制单元U1的第二端与第一隔离电阻R4的第一端连接，第一控制单元U1的第三端接地，第一控制单元U1用于调节CPLD模块输出的模拟信号中低频信号的衰减度；第二控制单元U2的第一端与第一电位器W1的第二端连接，第二控制单元U2的第二端与第一隔离电阻R4的第二端连接，第二控制单元U2的第三端与第一隔离电容C5的第一端连接并接地，第二控制单元U2用于调节CPLD模块输出的模拟信号中高频信号的衰减度。

通过第一电位器W1调节进入衰减式音调控制模块P3的模拟信号的电压，再通过第一控制单元U1和第二控制单元U2分别与第一电位器W1的第二端连接，从而分别对模拟信号的低频和高频进行单独调节，以保证调节后的模拟信号高音部分和低音部分均达到设定范围，以减少模拟信号中的高低音噪声，同时避免高、低音调节时的互相牵制。

可选地，第一控制单元U1包括：第二电阻R2、第二电位器W2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2；第二电阻R2的第一端与第一电位器W1的第二端连接，第二电阻R2的第二端分别与第二电位器W2的第一端和第一电容C1的第一端连接，第二电位器W2的第二端分别与第一电容C1的第二端、第一隔离电阻R4的第一端和第二电容C2的第一端连接，第二电位器W2的第三端分别与第三电阻R3的第一端和第二电容C2的第二端连接；第三电阻R3的第二端接地。

其中，第二电阻R2的阻值大于第三电阻R3的阻值，第二电容C2的容抗大于第一电容C1的容抗，第一电位器W1和第二电位器W2的阻值至少为第二电阻R2阻值的3倍。

由此，当模拟信号的高频部分通过第一电位器W1进入第一控制单元U1时，第二电容C2和第一电容C1的容抗较小，且第二电容C2的容抗小于第一电容C1，使得高频信号能够通过第一电容C1向第一隔离电阻R4传输；而模拟信号的低频部分通过时，第二电容C2和第一电容C1的容抗较大，低频部分的模拟信号通过第二电位器W2后产生衰减，通过调节第二电位器W2第一端和第二端间的阻值，改变低频部分通过的电路的总电阻值，进而调节进入第一隔离电阻R4的低频信号对应电流大小，从而实现对低频信号的衰减度控制。

可选地，第二控制单元U2包括：第三电容C3、第三电位器W3、第五电阻R5和第四电容C4；第三电容C3的第一端与第一电位器W1的第二端连接，第三电容C3的第二端与第三电位器W3的第一端连接，第三电位器W3的第二端分别与第一隔离电阻R4的第二端和第五电阻R5的第一端连接；第三电位器W3的第三端与第四电容C4的第一端连接；第四电容C4的第二端分别与第五电阻R5的第二端和第一隔离电容C5的第一端连接，并接地。

其中，第三电容C3的容抗小于第四电容C4的容抗，第三电位器W3的阻值至少为第五电阻R5阻值的10倍。

由此，当模拟信号的高频部分通过第一电位器W1进入第二控制单元U2时，第三电容C3和第四电容C4的容抗较小，因此，高频信号能够通过第三电容C3流向第三电位器W3，由于第三电位器W3的阻值远大于第五电阻R5，因此，高频信号会通过第三电位器W3的第一端流向第二端，并从第五电阻R5的第一端流向第一隔离电容C5，并通过第三电位器W3实现对高频信号的衰减度调节；由于低频信号进入第二控制单元U2时，第三电容C3的容抗较大，因此低频信号只能通过第一隔离电阻R4进入第二控制单元U2，此时进入的低频信号为已通过衰减度调制的低频信号，且由于第三电位器W3阻值较大，因此，低频信号只能与高频信号一起从第五电阻R5的第一端进入，并流向第一隔离电容C5，从而使输出到第一隔离电容C5的模拟信号为分别对高频部分和低频部分进行过衰减度调制的信号。

可选地，运算放大器电路模块P4包括：运算放大器芯片U3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第六电容C6和供电单元U4；运算放大器芯片U3的第二引脚分别与第八电阻R8的第一端和第六电容C6的第一端连接；运算放大器芯片U3的第三引脚分别与第六电阻R6的第一端和第七电阻R7的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第一隔离电容C5的第二端连接，第七电阻R7的第二端接地；运算放大器芯片U3的第四引脚与供电单元U4的第一供电端连接；运算放大器芯片U3的第六引脚与第八电阻的第二端连接，第八电阻R8的第二端与防自激模块P5的第一端连接，第六电容C6的第二端与第九电阻R9的第一端连接，第九电阻R9的第二端分别与防自激模块P5的第二端、第七电阻R7的第二端、第五电阻R5的第二端、第三电阻R3的第二端、第一电位器W1的第三端和运算放大器电路模块的第二端连接并接地；运算放大器芯片U3的第七引脚与供电单元U4的第二供电端连接。

一些实施例中，供电单元U4与电源VCC为同一结构，也可以为不同的电源，以提供不同频率的电流，满足信号放大的需求。

一些实施例中，运算放大器芯片U3可采用OP07芯片，利用OP07芯片的低电压飘移，保证信号放大后的准确性，减少信号放大过程中的失真。

其中，运算放大器芯片U3的第一引脚为调零端，第二引脚为正相输入端，第三引脚为反向输入端，第四引脚为电源负极接入端，第五引脚为常闭端，第六引脚为输出端，第八引脚为第二调零端；第八电阻R8的阻值大于第九电阻R9。

经过衰减度调制的模拟信号在通过第一隔离电容C5后，从第六电阻R6进入运算放大器芯片U3的正相输入端，通过运算放大器芯片U3进行信号放大后，从输出端输出到运算放大器电路模块P4的第一端；通过第六电容C6来过滤运算放大器芯片U3造成的零电位漂移干扰，通过第八电阻R8和第九电阻R9的比值，确定运算放大器电路模块P4的放大倍数。

可选地，防自激模块P5包括：第七电容C7、第十电阻R10；第七电容C7的第一端分别与第八电阻R8的第二端和模拟信号输出元件P6的第一端连接，第七电容C7的第二端与第十电阻R10的第一端连接；第十电阻R10的第二端分别与第九电阻R9的第二端和模拟信号输出元件P6的第二端连接并接地。

通过第七电容和第十电阻串联并接地，在运算放大器电路模块产生的低频自激现象时，将低频干扰过滤掉，从而保证输出信号的准确性。

一些实施例中，模拟信号输出元件为音频输出元器件，如喇叭、耳机或音箱，也可以为模拟信号处理元器件，如混音器、效果器等的音频信号分析处理设备，也可以为模拟信号接收元器件，如录音设备。

本发明实施例提供的红外信号接收电路，通过红外线接收模块与CPLD模块后再与功率放大电路连接，从而在红外线接收模块接收红外光信号，并将红外光信号转化为数字电信号，再通过CPLD模块将数字电信号转化为模拟电信号，然后对模拟电信号进行高低音衰减处理并进行放大后再输出，有效减少输出的模拟信号中的高低频干扰，并保证输出信号的大小，既能准确获取红外光信号所对应的信息并进行输出，又保证输出的模拟信号的有效性。

图4为本发明实施例提供的一种红外信号发射电路的结构示意图。如图4所示，该红外信号发射电路可以包括：载波模块P1、信号输入模块P2、信号输入元器件P3、电源VCC、电源电容C3和信号发射模块P4。

载波模块P1的第一端与信号输入模块P2的第一端连接，载波模块P1的第二端与电源VCC的第一端连接，载波模块P1的第三端接地；信号输入模块P2的第二端与电源VCC的第一端连接，信号输入模块P2的第三端与信号输入元器件P3的第一端连接；信号输入元器件P3的第二端与电源VCC的第一端连接，信号输入元器件P3的第三端接地，电源VCC的第二端与电源电容C3的第一端连接，电源电容C3的第二端接地，通过电源电容C3过滤电源VCC的低频扰动；信号输入模块P2的第四端与信号发射模块P4的第一端连接，信号发射模块P4的第二端接地。

通过信号输入元器件P3产生的输入电信号，载波模块P1产生方波，并通过信号输入模块P2将输入电信号加载到方波上，并通过信号发射模块P4转化为红外光信号输出，使输入的电信号转化为光信号，从而实现红外通信的发射过程。

可选地，图5为图4对应实施例中的载波模块的一种结构示意图。如图5所示，载波模块P1包括：定时器芯片U1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、变阻器R0、第一二极管I1和第二二极管I2；定时器芯片U1的第一引脚接地；定时器芯片U1的第二引脚与第六引脚均与第一二极管I1的负极连接，第一二极管I1的负极还分别与第二二极管I2的正极和第二电容C2的第一端连接，第一二极管I1的正极分别与定时器芯片U1的第七引脚和变阻器R0的第二端连接；第二二极管I2的负极与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与变阻器R0的第一端连接；定时器芯片U1的第三引脚与信号输入模块P2的第一端连接；定时器芯片U1的第四引脚分别与电源VCC和第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与变阻器R0的第三端连接；定时器芯片U1的第八引脚与电源VCC连接。

一些实施例中，定时器芯片U1用于生成方波，以通过方波与输入的电信号混合后，得到对应的数字信号。

一些实施例中，定时器芯片U1生成的载波频率为38Khz，以满足常见红外通信电路中的传输信号频率要求。

其中，定时器芯片U1的第一引脚为接地端，第二引脚为低电平触发端，第三引脚为输出端，第四引脚为重置端，第五引脚为电压控制端，第六引脚为高电平触发端，第七引脚为放电端，第八引脚为电源端。

电源端VCC输入的电流通过电源端进入定时器芯片U1，使定时器芯片U1生成电源对应频率的方波信号；电源端输入的电流通过第一电阻R1、变阻器R0、第一二极管I1后输入到定时器芯片U1的低电平触发端和高电平触发端，使高低电平的触发端电压相同，同时使电压控制端通过第一电容C1后接地，以过滤低频干扰；通电瞬间，低电平触发端的起始电平为低电平，电压通过第一电阻R1、变阻器R0和第一二极管I1后对第二电容C2充电，此时，第三引脚的输出端输出高电平信号，当第二电容C2充电完毕后，定时器芯片U1复位，第三引脚输出端输出低电平信号，此时电容通过第二二极管I2、第二电阻R2和电位器对放电端放电，放电完毕后再次充电，使第三引脚循环输出高电平和低电平信号，形成方波。

一些实施例中，定时器芯片U1也可以采用现有555定时器及相应振荡电路实现。

可选地，信号输入模块P2包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一三极管Q1和第二三极管Q2；第三电阻R3的第一端与信号输入元器件P3的第一端连接，第三电阻R3的第二端分别与第五电阻R5的第一端和第一三极管Q1的第一端连接；第一三极管Q1的第一端还与电源VCC的第一端连接；第一三极管Q1的第二端与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第三电阻R3的第一端连接；第一三极管Q1的第三端与第二三极管Q2的第一端连接；第五电阻R5的第二端分别与载波模块P1的第一端和第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第二三极管Q2的第二端连接；第二三极管Q2的第三端与信号发射模块P4的第一端连接。

信号输入模块P2通过第一三极管对信号输入元器件P3输入的电信号进行放大，再输入到第二三极管的集电极，并与基极的载波混合，通过第二三极管的发射极放大并输出到信号发射模块。

一些实施例中，信号输入元器件可以为任意输入设备，如计算机输出接口或任意控制设备的信号输出接口，因此，任意需要通过红外通信的电信号，均可以作为信号输入元器件的输入对象。

可选地，信号发射模块P4包括：第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一发光二极管D1、第二发光二极管D2和第三发光二极管D3；第七电阻R7的第一端与信号输入模块P2的第一端连接，第七电阻R7的第二端与第一发光二极管D1的正极连接，第一发光二极管D1的负极接地；第八电阻R8的第一端与第七电阻R7的第一端连接，第八电阻R8的第二端与第二发光二极管D2的正极连接，第二发光二极管D2的负极接地；第九电阻R9的第一端与第七电阻R7的第一端连接，第九电阻R9的第二端与第三发光二极管D3的正极连接，第三发光二极管D3的负极接地。

其中，第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的阻值相同，三个发光二极管也为相同型号的发光二极管。

一些实施例中，发光二极管和电阻的数量可以其他数量，如两个发光二极管和两个电阻，或四个发光二极管和四个电阻。通过多个电阻和发光二极管的组合，共同起到将电信号转化为光信号的作用，且通过多个发光二极管，增强输出的光信号的强度，以提高信号传输效果。

本发明提供的红外信号发射电路，通过信号输入模块将信号输入元器件输入的电信号与载波模块产生的方波信号混合，从而将电信号以方波形式输出，再通过信号发射模块将电信号转化为红外光信号并输出，从而能够将任意电信号转化为红外光信号并输出，实现红外通信的发射部分。

图6为本发明实施例提供的一种红外通信装置的结构示意图。如图6所示，该红外通信装置600可以包括：红外信号接收电路610和红外信号发射电路620。

红外信号接收电路610可以为如图2至图4任一对应的红外信号接收电路；红外信号发射电路620可以为如图5对应的红外信号发射电路。

本发明提供的红外通信装置，通过红外信号接收电路和红外信号发射电路结合，共同实现基于红外光信号的接收和发射过程，从而完成红外通信过程，并保证红外通信的准确性和可靠性。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (11)

1.一种红外信号接收电路，其特征在于，所述红外信号接收电路包括：红外线接收模块和复杂可编程逻辑CPLD模块；

所述红外线接收模块的第一端与所述CPLD模块的第一端连接，所述红外线接收模块用于将接收到的红外信号转化为数字电信号，并将所述数字电信号传输至所述CPLD模块；

所述CPLD模块用于将所述数字电信号转化为模拟信号；

所述红外信号接收电路还包括：与所述CPLD模块的第二端连接的功率放大电路；

所述功率放大电路包括：衰减式音调控制模块、第一电阻、第一电位器、第一隔离电容、运算放大器电路模块、防自激模块和模拟信号输出元件；

所述CPLD模块的第二端与所述第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与所述第一电位器的第一端连接，第一电位器的第二端与所述衰减式音调控制模块的第一端连接，第一电位器的第三端接地；衰减式音调控制模块的第二端通过第一隔离电容与所述运算放大器电路模块的第一端连接；运算放大器电路模块的第二端分别与所述防自激模块和所述模拟信号输出元件并联；

衰减式音调控制模块对模拟信号的高频和低频信号进行衰减度调节，以减少高低频噪声；运算放大器电路模块对衰减度调节后的模拟信号进行信号放大；防自激模块防止信号放大后的模拟信号出现低频自激现象，模拟信号输出元件输出经过防自激模块处理过的模拟信号，得到红外光信号对应的声音信息；

衰减式音调控制模块包括：第一控制单元、第一隔离电阻、第二控制单元；第一控制单元的第一端与第一电位器的第二端连接，第一控制单元的第二端与第一隔离电阻的第一端连接，第一控制单元的第三端接地，第一控制单元用于调节CPLD模块输出的模拟信号中低频信号的衰减度；第二控制单元的第一端与第一电位器的第二端连接，第二控制单元的第二端与第一隔离电阻的第二端连接，第二控制单元的第三端与第一隔离电容的第一端连接并接地，第二控制单元用于调节CPLD模块输出的模拟信号中高频信号的衰减度；

运算放大器电路模块包括：运算放大器芯片、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第六电容和供电单元；运算放大器芯片的第二引脚分别与第八电阻的第一端和第六电容的第一端连接；运算放大器芯片的第三引脚分别与第六电阻的第一端和第七电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第一隔离电容的第二端连接，第七电阻的第二端接地；运算放大器芯片的第四引脚与供电单元的第一供电端连接；运算放大器芯片的第六引脚与第八电阻的第二端连接，第八电阻的第二端与防自激模块的第一端连接，第六电容的第二端与第九电阻的第一端连接，第九电阻的第二端分别与防自激模块的第二端、第七电阻的第二端、第五电阻的第二端、第三电阻的第二端、第一电位器的第三端和运算放大器电路模块的第二端连接并接地；运算放大器芯片的第七引脚与供电单元的第二供电端连接；

防自激模块包括：第七电容、第十电阻；第七电容的第一端分别与第八电阻的第二端和模拟信号输出元件的第一端连接，第七电容的第二端与第十电阻的第一端连接；第十电阻的第二端分别与第九电阻的第二端和模拟信号输出元件的第二端连接并接地。

2.根据权利要求1所述的红外信号接收电路，其特征在于，所述衰减式音调控制模块包括：第一控制单元、第一隔离电阻、第二控制单元；

所述第一控制单元的第一端与第一电位器的第二端连接，所述第一控制单元的第二端与第一隔离电阻的第一端连接，所述第一控制单元的第三端接地，所述第一控制单元用于调节CPLD模块输出的模拟信号中低频信号的衰减度；

所述第二控制单元的第一端与第一电位器的第二端连接，所述第二控制单元的第二端与第一隔离电阻的第二端连接，所述第二控制单元的第三端与第一隔离电容的第一端连接并接地，所述第二控制单元用于调节CPLD模块输出的模拟信号中高频信号的衰减度。

3.根据权利要求2所述的红外信号接收电路，其特征在于，所述第一控制单元包括：第二电阻、第二电位器、第三电阻、第一电容和第二电容；

所述第二电阻的第一端与第一电位器的第二端连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第二电位器的第一端和第一电容的第一端连接，所述第二电位器的第二端分别与第一电容的第二端、所述第一隔离电阻的第一端和所述第二电容的第一端连接，第二电位器的第三端分别与所述第三电阻的第一端和第二电容的第二端连接；第三电阻的第二端接地。

4.根据权利要求2所述的红外信号接收电路，其特征在于，所述第二控制单元包括：第三电容、第三电位器、第五电阻和第四电容；

所述第三电容的第一端与第一电位器的第二端连接，第三电容的第二端与所述第三电位器的第一端连接，第三电位器的第二端分别与第一隔离电阻的第二端和第五电阻的第一端连接；第三电位器的第三端与第四电容的第一端连接；第四电容的第二端分别与第五电阻的第二端和第一隔离电容的第一端连接，并接地。

5.根据权利要求1所述的红外信号接收电路，其特征在于，所述运算放大器电路模块包括：运算放大器芯片、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第六电容和供电单元；

运算放大器芯片的第二引脚分别与第八电阻的第一端和第六电容的第一端连接；

运算放大器芯片的第三引脚分别与第六电阻的第一端和第七电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第一隔离电容的第二端连接，第七电阻的第二端接地；

运算放大器芯片的第四引脚与供电单元的第一供电端连接；

运算放大器芯片的第六引脚与第八电阻的第二端连接，第八电阻的第二端与防自激模块的第一端连接，第六电容的第二端与第九电阻的第一端连接，第九电阻的第二端与防自激模块的第二端连接并接地；

运算放大器芯片的第七引脚与供电单元的第二供电端连接。

6.根据权利要求5所述的红外信号接收电路，其特征在于，所述防自激模块包括：第七电容、第十电阻；

第七电容的第一端分别与第八电阻的第二端和模拟信号输出元件的第一端连接，第七电容的第二端与第十电阻的第一端连接；

第十电阻的第二端分别与第九电阻的第二端和模拟信号输出元件的第二端连接并接地。

7.一种红外信号发射电路，其特征在于，所述红外信号发射电路包括：载波模块、信号输入模块、信号输入元器件、电源、电源电容和信号发射模块；

所述载波模块的第一端与信号输入模块的第一端连接，载波模块的第二端与电源的第一端连接，载波模块的第三端接地；所述信号输入模块的第二端与电源的第一端连接，信号输入模块的第三端与所述信号输入元器件的第一端连接；所述信号输入元器件的第二端与电源的第一端连接，信号输入元器件的第三端接地，电源的第二端与电源电容的第一端连接，电源电容的第二端接地；所述信号输入模块的第四端与信号发射模块的第一端连接，信号发射模块的第二端接地；

载波模块包括：定时器芯片、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、变阻器、第一二极管和第二二极管；定时器芯片的第一引脚接地；定时器芯片的第二引脚与第六引脚均与第一二极管的负极连接，第一二极管的负极还分别与第二二极管的正极和第二电容的第一端连接，第一二极管的正极分别与定时器芯片的第七引脚和变阻器的第二端连接；第二二极管的负极与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与变阻器的第一端连接；定时器芯片的第三引脚与信号输入模块的第一端连接；定时器芯片的第四引脚分别与电源和第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与变阻器的第三端连接；定时器芯片的第八引脚与电源连接；

信号输入元器件用于产生输入电信号，载波模块用于产生方波，信号输入模块用于将输入电信号加载到方波上，信号发射模块用于将方波转化为红外光信号输出，使输入的电信号转化为光信号，从而实现红外通信的发射过程；

信号输入模块包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管和第二三极管；第三电阻的第一端与信号输入元器件的第一端连接，第三电阻的第二端分别与第五电阻的第一端和第一三极管的第一端连接；第一三极管的第一端还与电源的第一端连接；第一三极管的第二端与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端与第三电阻的第一端连接；第一三极管的第三端与第二三极管的第一端连接；第五电阻的第二端分别与载波模块的第一端和第六电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第二三极管的第二端连接；第二三极管的第三端与信号发射模块的第一端连接；

信号发射模块包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管；第七电阻的第一端与信号输入模块的第一端连接，第七电阻的第二端与第一发光二极管的正极连接，第一发光二极管的负极接地；第八电阻的第一端与第七电阻的第一端连接，第八电阻的第二端与第二发光二极管的正极连接，第二发光二极管的负极接地；第九电阻的第一端与第七电阻的第一端连接，第九电阻的第二端与第三发光二极管的正极连接，第三发光二极管的负极接地；

其中，第七电阻、第八电阻和第九电阻的阻值相同，三个发光二极管也为相同型号的发光二极管。

8.根据权利要求7所述的红外信号发射电路，其特征在于，所述载波模块包括：定时器芯片、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、变阻器、第一二极管和第二二极管；

所述定时器芯片的第一引脚接地；

定时器芯片的第二引脚与第六引脚均与第一二极管的负极连接，第一二极管的负极还分别与第二二极管的正极和第二电容的第一端连接，第一二极管的正极分别与定时器芯片的第七引脚和变阻器的第二端连接；第二二极管的负极与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与变阻器的第一端连接；

定时器芯片的第三引脚与信号输入模块的第一端连接；

定时器芯片的第四引脚分别与电源和第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与变阻器的第三端连接；

定时器芯片的第八引脚与电源连接。

9.根据权利要求7所述的红外信号发射电路，其特征在于，所述信号输入模块包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管和第二三极管；

所述第三电阻的第一端与所述信号输入元器件的第一端连接，第三电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端和所述第一三极管的第一端连接；第一三极管的第一端还与所述电源的第一端连接；第一三极管的第二端与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端与第三电阻的第一端连接；第一三极管的第三段与第二三极管的第一端连接；所述第五电阻的第二端分别与所述载波模块的第一端和所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与第二三极管的第二端连接；所述第二三极管的第三端与信号发射模块的第一端连接。

10.根据权利要求7所述的红外信号发射电路，其特征在于，所述信号发射模块包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管；

所述第七电阻的第一端与所述信号输入模块的第一端连接，第七电阻的第二端与第一发光二极管的正极连接，第一发光二极管的负极接地；所述第八电阻的第一端与第七电阻的第一端连接，第八电阻的第二端与第二发光二极管的正极连接，第二发光二极管的负极接地；所述第九电阻的第一端与第七电阻的第一端连接，第九电阻的第二端与第三发光二极管的正极连接，第三发光二极管的负极接地。

11.一种红外通信装置，其特征在于，所述红外通信装置包含如权利要求1至6任一项所述的红外信号接收电路和如权利要求7至10任一项所述的红外信号发射电路。

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