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红外发射管远程控制应用,红外LED传输距离计算公式

在日常生活中,存在着不同波长的电磁波,其中可见光是人眼可以探测到的电磁波波长为380-770nm。因此,为了防止遥控器对人眼造成不适,工业上几乎所有的遥控发射器采用的是人眼看不见的940nm波长。

光谱波长分类
图一、光谱波长分类
 

与大多数无线传输技术一样,为了避免来自环境中相同波长的电磁波的干扰,在传输信号中添加载波(如图二所示)。载波的频率范围为30k~60kHz,最常见的载波频率为38kHz。

红外信号与载波
图二、红外信号与载波

红外发射管特性
在没有干扰(光、辐射和电路)的情况下,图三中的红外发射强度与传输距离的关系可参考以下公式:

红外发射强度与传输距离

 

在上述公式中,

Ie为辐射强度,单位:mW/sr

Eemin为接收器灵敏度,单位为mW/m2

dmax为最远传输距离,单位为米

以IR26-61C/L510红外发射管为例,在IF=20mA,环境温度为25℃时,辐射强度约为20mW/sr,一般红外接收器的灵敏度约为0.25mW/m2。距离d约为:

红外发射管传输距离
红外传输距离
图三、红外传输距离
 

红外发射管规范规定了在固定电流下0度角的辐射强度。它的值会随着角度的变化而衰减。视角是强度衰减到1/2的角度。有关定义,请参阅图四中的红色区域。

辐射强度与发射角的关系
图四、辐射强度与发射角的关系
 

 

IR规格将指示最大连续输出电流(连续正向电流),该值通常在环境温度TA=25℃时定义。如果需要在不同的环境温度下工作,则需要参考规范图5中的最大直流正向电流与环境温度之间的关系。此外,如果在以最大连续输出电流发射时接收距离需要大于接收距离,可以参考最大正向电流和占空比之间的关系图(该图在不同环境温度下具有不同的曲线)来增加发射电流。以图六为例,在连续发射的情况下,最大工作电流为50mA。占空比为50%时最大工作电流为100mA,占空比为30%时最大工作电流为150mA。

最大直流正向电流和环境温度
图五、正向电流和环境温度

最大正向电流与占空比的关系
图六、最大正向电流与占空比的关系

 

如上所述,遥控器的红外传输是通过载波进行的,因此不会连续传输。如果占空比较低,则最大工作电流将增加。关系类似于图六中的图表。一般载波的占空比(占空比:D)可以设置为1/2、1/3和1/4。占空比越低,传输时间越短,节能效果越好,但是相同驱动电流下遥控接收器的接收距离也会变短。如果您不关心功耗,可以将占空比设置为1/2以获得更好的接收效果。如果需要考虑省电和接收距离,建议将占空比设置为1/3。
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