无线遥控器的发展史及其分类介绍

无线遥控器的发展史及其分类介绍

摘要：

无线遥控器从1898年被开发出来后，随着科技的进步，在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。无线遥控器分为两种：一种是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的红外线遥控（IR Remote Control）；另一种是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的无线遥控（RF Remote Control）。

关键词：发展分类红外遥控无线遥控发射接收

“无线遥控器”顾名思义就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器，主要是由集成电路板和用来生产不同讯息的按钮所组成。无线遥控技术原理就是发射机把控制的电信号线编码，然后转换成无线电波发送出去。接收机对载有信息的无线电波接收，放大，解码，得到原先的控制电信号，这个电信号再进行功率放大，用来驱动相关的电气元件，实现无线的遥控。

最早的遥控器之一，是一个叫尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）（1856—1943）的发明家在1898年时开发出来的（美国专利613809号），叫做“Method of Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles”。时至今日，无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。随着科技的进步，无线遥控器也扩展到了许多种类，简单来说，常见的有2种，一种是家电常用的红外遥控模式（IR Remote Control），另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等常用的无线遥控模式（RF Remote Control）。

红外线遥控（IR Remote Control）是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。

常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。

发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。

目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。

接收部分的红外接收管是一种光敏二极管，一般有圆形和方形两种。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。

由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。

红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz陶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz 等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。

红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。

由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路，需要时按图索骥即可。

因此，现在红外遥控在家用电器、室内近距离（小于10米）遥控中得到了广泛的应用。多路控制的红外遥控系统多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时，相应地在接收端有不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”，宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”，发射端松开键时，接收端“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来为低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除，在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其它如调光、调速、音响的输入选择等。“数据”输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便后级适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号，接收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。

无线遥控器（RF Remote Control）是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。作为一种与红外遥控器相补充的遥控器种类，在车库门，电动门、道闸遥控控制，防盗报警器，工业控制以及无线智能家居等领域得到了广泛的应用。

常用的无线电遥控系统一般分为发射和接收两个部分。

发射部分一般分为两种类型，即机遥控器与发射模块，遥控器和遥控模块是对于使用方式来说的，遥控器可以当一个整机来独立使用，对外引出线有接

线桩头；而遥控模块在电路中一个元件来使用，根据其引脚定义进行应用，使用遥控模块的优势在于可以和应用电路天衣无缝的连接、体积小、价格低、物尽其用，但使用者必须真正懂得电路原理，否则还是用遥控器来得方便。

接收部分一般来说也分为两种类型，即超外差与朝再生接收方式。朝再生解调电路也称超再生检波电路，它实际上是工作在间歇状态下的再生检波电路。超外差解调电路与超外差收音机相同，它是设置一本机振荡电路产生振荡信号，与接收到的载频信号混频后，得到中频（一般为465KHz）信号，经中频放大和检波，解调出数据信号。由于载频频率是固定的，所以其电路要比收音机简单一些。超外差式的接收稳定、灵敏度高、抗干扰能力也相对较好；超再生式的接收器体积小、价格便宜。

无线电遥控常用的载波频率为315mHz或者433mHz，遥控器使用的是国家规定的开放频段，在这一频段内，发射功率小于10mW、覆盖范围小于100m 或不超过本单位范围的，可以不经过“无线电管理委员会”审批而自由使用。我国的开放频段规定为315mHz，而欧美等国家规定为433mHz，所以出口到上述国家的产品应使用433mHz的遥控器。

无线电遥控电遥控常用的编码方式有两种类型，即固定码与滚动码两种，滚动码是固定码得升级换代产品，目前凡有保密性要求的场合，都是用滚动编码方式。固定码的编码容量仅为6561个，重码概率极大，其编码值可以通过焊点连接方式被看出，或是在使用现场用“侦码器”来获取，所以不具有保密性，主要应用与保密性低的场所，因为其价格低所以也得到了大量的应用。

工业无线遥控技术是通过无线发射器将操作指令经数字化编码、加密后以无线方式传递给接收系统，接收系统经解码转换后实现对各种机械设备的控制；在强磁场、强电场及无线电信号复杂的环境中有百分之百抗干扰能力。

参考文献：

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胡宴如，耿苏燕.《高频电子线路》[M].北京：高等教育出版社，2009.

康华光.《电子技术基础.数字部分》.北京：高等教育出版社，2006.