探究红外发射器、接收器工作原理

《探究红外发射器、接收器工作原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、探究红外发射器、接收器工作原理李首卿201311141049刘凡201311141004一、实验目的1、探究红外发射器与红外接收器的工作状态（接通电压，伏安特性曲线）;2、探究红外发射器与红外接收器之间信号的传递关系；3、探究信号的组成以及信号发射原理；4、实现红外发生器和红外接收器信息交流。二、实验器材红外发射器x2、红外接收器x2、数字示波器x2、信号发生器x2、定值电阻（180Q）x2、电流表x2、恒源电压x2、电脑x2三、实验原理1、红外发射器的原理及特性由红外发光二级管矩阵组成发光体。红外发射器由红外辐射效率高的材料

2、（常用碑化镣）制成PN结，外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。光谱功率分布为屮心波长830~950nm,半峰带宽约40nm左右，它是窄带分布,为普通CCD黑白摄像机可感受的范围。其最大的优点是可以完全无红暴，（采用940〜950nm波长红外管）或仅有微弱红暴（红暴为有可见红光）和寿命长。红外发光二极管的发射功率用辐照度卩W/m2表示。一般来说，英红外辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其

3、寿命，甚至使红外二极管烧毁。当电压越过正向阈值电压（约0.8V左右）电流开始流动，而且是一很陡直的曲线，表明其工作电流对工作电压十分敏感。因此要求工作电压准确、稳定,否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度的升高（包括英本身的发热所产生的环境温度升高）会使其辐射功率下降。红外二极管的最大辐射强度一般在光轴的正前方，并随辐射方向与光轴夹角的增加而减小。辐射强度为最大值的50%的角度称为半强度辐射角。不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度冇所不同。2、红外接收器的原理及特性红外接收器工作原理与红外发射器相似，其木质

4、为一个三极管,一般是接收、放大、解调一体头，一般红外信号经接收头解调后，数据“0”和“1”的区别通常休现在高低电平的时间长短或信号周期上。在接受到光照或者所接电压改变时，其电阻会改变，在没冇光照，稳定接通电压下，其电阻十分大（几千Q）,有光照时电阻会下降到儿百欧姆。3、红外发射器与红外接收器之间的信号传递红外发射器在接通后，随着信号发生器输入的电压信号变化，发射出不同的红外信号，将红外接收器安装在信号有效接收距离之内，并加上稳定的接通电压（此实验我们选择电压为4.0V）。将接收二极管与示波器和连，收集红外接收器的电压在一个周期

5、内的波形，设计程序，找岀其中对应的信号。四、实验步龙1、红外发射器的特性：测量红外发射器伏安特性曲线，得到红外发射器的阈值电压和正、反方向；2、红外接收器的特性：改变通过红外发射器的电流强度和发射器与接收器之间的距离，分别测量接收器的伏安特性曲线；3、探究信号的组成：通过红外遥控器、红外接收器和数字示波器的组合，显示红外遥控器发射信号的组成结构与特点；4、简单信号尝试:输入一串简单波形，红外发射器发射并红外接收器接收；5、意义信号尝试：通过LABVIEW编写控制信号发射和接受的程序，将信号规律化，赋予其信息意义，红外发射器发射

6、并红外接收器接收；6、信号的沟通：两个主控台分别发射并接收信号。五、实验内容详细分析1、红外发射器的特性在此步骤的电路屮，主要使用数据采集卡控制电圧输出以及数据的采集输入。电源电压通过Sbvicw中的DAQ助手简单编程控制输出，使其数值均匀增大。同样通过DAQ助手采集电路屮红外发生器两端的电压值和通过的电流值数值。将电压电流值画图处理得到红外发生器的伏安特性曲线。可以看出其木质是一个红外二极管，具有正反方向以及阈值电压的特点。反向电压不做讨论，通过读图可以得到：止向的阈值电压是IV左右。也就是说Z后的实验中我们需耍控制红外发射

7、器两端电压使其高于IV以便正常发射信号。另外区分红外发射器正向与反向，方便实验器材的组装。2、红外接收器的特性同样使用数据采集卡控制红外接收器电流、电压数据的采集。在红外发射器的回路中，采用可调的恒流电源，并串联接入电流表。固定发射器与接收器距离后，每当选定一个红外发射器所在回路屮的电流值，改变红外接收器回路小的电压值并采集其电流、电压数据。使用MATLAB作图分析：零格跖离7654321001.522.52mA5mA10mA15mA20mA40mA50mA90mA100mA-13.54横坐标为电压值，纵坐标为电流值。首先观察

8、同一幅图片中的九条曲线的特点。非常明显地可以看出来毎一条曲线都具有两个拐点，其形状像一个“S”。第一个特点：九条曲线左下方的拐点基木重合，电压值为同一数值，此电压便是红外接收器的触发电压。无论红外发射器的功率多么大，红外接收器端的电压若没有达到此电压值，电路便无法导通，红外接