红外线遥控＋／- 电阻网络

大家知道，许多电量的调节都是以调节电阻为基础的。本文向读者介绍一种红外线遥控+／-（加／减）电阻网络，电阻值按4位2进制权位选择，共有16个档次的变化。可用于音响电路的音量遥控、交流调压的遥控等方面。遥控距离在8米左右。

图1为红外线发射电路。非门F1和F2及电容1000p、电阻10k（20k）构成常见的自激多谐振荡器。当按下SB\(_{1}\)时，20k电阻接入电路，振荡频率约为20kHz；当按下SB2时，10k电阻接入电路，振荡频率约为40kHz。信号经非门F3缓冲后，由1μ电容耦合至VT基极，由VT驱动红外发光二极管VD\(_{1}\)、VD2发射红外光脉冲。VD\(_{3}\)的作用是将1μ电容耦合过来的负脉冲短路，使VT只受正脉冲作用。

由于CMOS电路耗电甚微，故发射电路未设电源开关。这里1μ电容不可省略，否则，由于振荡电路中，SB\(_{1}\)2未按下时门电路的状态不能确定，可能门F3会输出高电平，使VT在未按开关时也导通，使VD\(_{1}\)、VD2发出不需要的恒定红外光，造成电池浪费和降低器件寿命。

接收电路如图2。它由红外光前置放大、锁相环选频、4位2进制+／-计数器、模拟开关及电阻网络构成。

当接收电路中红外接收二极管DU收到红外光脉冲时，在G点便产生一微小的光电信号，经C1耦合给由运算放大器IC2等组成的反相比例放大器进行放大，电压增益约为60dB。放大后的信号经C2耦合至H点，分为两路，一路至IC2，另一路至IC3。IC2和IC3均是CMOS锁相环，它的基本功能简述如下：从14脚（PH\(_{I1}\)）输入交流信号，经内部的相位比较器与内部压控（频率）振荡器输出的信号VCO0（4脚）进行比较，得到一个与输入信号和VCO\(_{0}\)信号相位差成正比的电压Uφ，经PHo\(_{2}\)（13脚）输出，Uφ经外接RC（IC2中为R7CS，IC3中为R8C6）滤波器滤除高频分量后，得到一个平均值电压U\(_{d}\)。Ud经VCO\(_{I}\)（9脚）端送入内部压控振荡器，改变压控振荡器的频率，使其向输入信号频率靠拢，直至相等，此时称为相位锁定。相位锁定以后。锁相环有一定的跟踪带宽，也就是在锁相环内部压控振荡器的中心频率附近有一个频率范围，当输入信号频率落在这个范围时，锁相环能够实现相位锁定。相位锁定后，内相位比较器的另一输出端PH03（1脚）电位由低电平“0”变为高电平“1”，PH\(_{0}\)3称为逻辑输出。

锁相环内部压控振荡器的中心频率由外接RC（IC2中为R5C3，IC3中为R6C4）确定。在这里，我们将IC\(_{2}\)的中心频率f01设在20kHz；将IC3的中心频率f\(_{0}\)2设在40kHz，与发射电路中的两个发射频率相对应。

IC4（CD40193）为4位2进制（双时钟）加／减计数器。当信号从CP\(_{+}\)输入时（CP-接高电平），它作加法计数；当信号从CP\(_{-}\)输入时（CP+接高电平），它作减法计数。输出端Q\(_{4}\)Q3Q\(_{2}\)Q1为4位2进制代码，共有0000～1111共16种组态。

另外，在CP\(_{+}\)与CP-两个输入端上设置了计数闸门F1和F2，平时，锁相环IC2和IC3未收到遥控信号时，IC2和IC3的PH\(_{0}\)3（1脚）均为低电平“0”，使门F1和F2恒输出高电平“1”，门F1和F2是关闭的。由门F3和F4及R9、C7组成的低频振荡器的低频（0.5Hz～1Hz）脉冲不能通过门F1和门F2作用于CD40193。

当发射电路中SB\(_{1}\)按下时，发射频率为20kHz，经红外接收电路接收放大后作用于锁相环IC2和IC3。此频率落在IC2的工作带宽范围内，IC2的PH03（1脚）由“0”变为“1”，计数闸门F1打开，低频振荡器的低频脉冲通过门F1作用于CD40193的CP\(_{＋}\)，使其作加法计数。此时，IC3的PH03为低电平，使门F2输出高电平，即CD40193的CP\(_{-}\)为高电平，恰好满足计数条件。

当发射电路中SB\(_{2}\)按下时，读者可自行分析，此时CD40193作减法计数。

IC\(_{6}\)为4双向模拟开关，内部有4个双向开关S1～S4。四个开关的控制端分别与前面的计数器的输出端Q1～Q\(_{4}\)相接，当S1～S4的控制端为高电平时，开关闭合，为低电平时，开关打开。闭合时将后面电阻网络中r1～r\(_{4}\)相对应的短路。r1～r\(_{4}\)的阻值按8421权位设计。当前面计数器的输出Q4Q\(_{3}\)Q2Q\(_{1}\)=0000时，S1～S4均打开，电阻网络的（A、B间）电阻值为r1＋r\(_{2}\)＋r3＋r\(_{4}\)＝15kΩ； Q4～Q\(_{1}\)=0001时，S1闭合，S2～S4打开，阻值为r2＋r\(_{3}\)＋r4=14kΩ…；当Q\(_{4}\)～Q1=1111时，S1～S4均闭合，将所有电阻短路，A、B间阻值为零。附表列出了计数器状态与电阻网络阻值的对应关系，共有16个档次的阻值变化。当然，每一位的阻值根据不同需要，可选择不同的数值。

遥控电阻网络中的电源可从被控对象中接取，电压可从5V～15V之间选择。

发射电路中，非门F1～F3用一片CD4069，仅用其中3个门。VT用9014或9013，β≥100。红外发光二极管VD\(_{1}\)、VD2用SE303或LM66R等。SB\(_{1}\)2用市售成品或用磷铜片自制。电池用3节5号电池。

接收电路中，红外接收二极管DU，用PH302等（一般与红外发光管配对出售）。运放IC1也可用μA741代用。锁相环CD4046国标型号为CC4046（或J691）。CD40193也可用CI84代用。CD4066也可用C544代用。所用集成电路的引线排列见图3。电阻全部用1／8W。

将发射电路中SB\(_{1}\)短接，用万用表测电源回路总电流，读数如在80～100mA，表明电路工作正常。然后将发射机中VD1、VD\(_{2}\)靠近（2m以内）接收机中DU，用万用表测量IC2中PH03（1脚）电位，应为高电平（接近电源电压），否则调节电阻R5，使PH\(_{0}\)3升为高电平。然后拉开两机距离，看IC2中PH03端电位是否还为高电平，否则再调R5，使之满足要求。

然后，将发射机\(_{2}\)短接（SB1开路），仍用上述方法将IC3中PH\(_{0}\)3端电位调至高电平。

改变R9的数值，使低频脉冲发生器的工作频率为0.5Hz～1Hz，即每2秒发1个脉冲或每秒1个脉冲。

1．红外线+／-音量遥控器。电路如图4所示。来自前置级的音频信号经C1由R0与电阻网络构成分压电路，U\(_{0}\)＝Ui\(\frac{r}{R0+r}\),r为电阻网络的阻值，若它仍取图2数值，音量调节范围为5％～75%。

2．红外线遥控+／-调光器。电路如图5所示。电阻网络与电容C1、单结晶体管BT33等构成可控硅触发电路，当电阻网络有不同阻值时，C1就有不同的充电电流，从而使双向可控硅有不同的导通角，最终使灯泡EL有不同的发光强度。

可控硅触发电路的同步电源由变压器T1降压，R1、V6削波后，变为每隔180°角过零一次的梯形波，即为同步电源。遥控电路的电源可将梯形波电压经电容滤波后供给，为了使前级工作电源加滤波电容C后，不影响梯形波同步电源，电路设置了隔离二级管V5，将两部分隔离。

发射电路可装于用红色或茶色有机玻璃制成小盒中，VD\(_{1}\)、VD2不必露出，因这两种有机玻璃可透过红外线。SB\(_{1}\)2装在面板上。若用于上述音量控制，SB\(_{1}\)应标（－）号，SB2应标（＋）号，这是因为SB\(_{1}\)按下时，接收电路中CD40193作加法计数，电阻网络的阻值是递减的，此时经与图4中R0分压后音量递减。故SB\(_{1}\)标（-）号，同理，SB2标（＋）号。若用于上述调光电路，\(_{1}\)标（＋）号，SB2标（－）号，因为按下SB\(_{1}\)时，电阻网络阻值减小VS导通角增大，EL光强增大，故此时SB1标（+）\(_{2}\)标（－）。（苏长赞）