日期：2024-11-14
紅外接收管的核心是光電二極管，光電二極管對(duì)紅外光敏感。當(dāng)紅外線照射到光電二極管上時(shí)，光子能量被吸收并激發(fā)半導(dǎo)體材料中的電子，產(chǎn)生光電流。此光電流可經(jīng)過(guò)放大和處理，最后轉(zhuǎn)換成有用的電信號(hào)。光電二極管的設(shè)計(jì)與材料 光電：二極管通常采用硅(Si)或砷化鎵(GaAs)等半導(dǎo)體材料制成，它們對(duì)紅外光有良好的吸收特性。二極管的感光面積設(shè)計(jì)成能有效吸收特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅外光，通常集中在900納米至1100納米之間的近紅外波段。
紅外接收管一、封裝與透鏡
為了提高紅外接收管的靈敏度和指向性，通常對(duì)其進(jìn)行封裝并配備透鏡系統(tǒng)。透鏡可以聚焦紅外光束，使其集中在光電二極管的敏感區(qū)域上，從而提高接收器的靈敏度和性能。信號(hào)放大與處理：光電二極管產(chǎn)生的光電流非常微弱，需要經(jīng)過(guò)前置放大器進(jìn)行放大。前置放大器通常采用低噪聲、高增益的運(yùn)算放大器，以保證信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性。放大后的信號(hào)再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的處理，如濾波、整形等，以消除噪聲，形成清晰的電信號(hào)。
紅外接收管二、解調(diào)與解碼
在紅外遙控應(yīng)用中，紅外信號(hào)通常是經(jīng)過(guò)調(diào)制的。接收到的紅外輻射需要經(jīng)過(guò)解調(diào)才能恢復(fù)出原始的控制信號(hào)。這通常是通過(guò)解碼芯片來(lái)完成的，解碼芯片可以識(shí)別特定的調(diào)制方式和編碼格式，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)或控制指令。溫度補(bǔ)償與穩(wěn)定性：由于環(huán)境溫度的變化會(huì)影響紅外接收管的性能，尤其在高靈敏度的場(chǎng)合，溫度補(bǔ)償電路是必不可少的，溫度補(bǔ)償電路可以自動(dòng)調(diào)整接收器的響應(yīng)，確保在不同的溫度條件下性能穩(wěn)定。紅外接收管通過(guò)將紅外輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，為各種應(yīng)用提供關(guān)鍵的技術(shù)支撐。從光電二極管的設(shè)計(jì)、信號(hào)放大、解調(diào)到溫度補(bǔ)償，每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)最終有用的電信號(hào)的產(chǎn)生都至關(guān)重要。
紅外接收管三、信息傳輸
紅外通信是利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)之間的近距離保密通信和信息傳輸，通常由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)組成，準(zhǔn)備好紅外輻射源后發(fā)射紅外信號(hào)，接收系統(tǒng)通過(guò)光學(xué)裝置和紅外探測(cè)器接收紅外信號(hào)，組成紅外通信系統(tǒng)。那我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)紅外線是什么吧。眾所周知，人眼所能看到的可見(jiàn)光，從波長(zhǎng)最長(zhǎng)到最短排列，依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫。其中，紅光的波長(zhǎng)范圍為0.62~0.76μm;紫光的波長(zhǎng)范圍為0.38~0.46μm。波長(zhǎng)比紫光短的光稱為紫外光，波長(zhǎng)比紅光長(zhǎng)的光稱為紅外光。紅外遙控就是利用波長(zhǎng)在0.76~1.5μm之間的近紅外傳輸控制信號(hào)。
紅外接收管四、工作原理
這里的白色 LED 是紅外 LED，用作發(fā)射器，紅外 LED 旁邊的組件是光電二極管，用作紅外傳感器中的接收器。紅外發(fā)射器持續(xù)發(fā)射紅外光，紅外接收器持續(xù)檢查反射光。如果光因碰到它前面的任何物體而反射回來(lái)，紅外接收器就會(huì)接收到該光。這樣，紅外傳感器就可以檢測(cè)到物體。這里的藍(lán)色旋鈕是電位器。用戶可以通過(guò)改變電位器的值來(lái)控制范圍，即你想要檢測(cè)物體的距離。紅外傳感器有兩個(gè)小型 LED 指示燈 - 一個(gè)用于電源，在傳感器開(kāi)啟的整個(gè)過(guò)程中亮著;另一個(gè)是信號(hào) LED，用于檢測(cè)物體。
紅外接收管五、紅外光
紅外傳感器/近距離傳感器用于檢測(cè)傳感器前方的物體和障礙物。傳感器持續(xù)發(fā)射紅外光，當(dāng)任何物體靠近時(shí)，傳感器通過(guò)監(jiān)測(cè)物體反射的光來(lái)檢測(cè)。它可用于機(jī)器人避障、自動(dòng)門(mén)、停車輔助設(shè)備安全警報(bào)系統(tǒng)，或用于非接觸式轉(zhuǎn)速表，通過(guò)測(cè)量風(fēng)扇葉片等旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速來(lái)測(cè)量。紅外傳感器/近距離傳感器是一種無(wú)需任何物理接觸即可檢測(cè)附近物體的傳感器。紅外近距離傳感器發(fā)射一束紅外輻射并尋找場(chǎng)或返回信號(hào)的變化。被感測(cè)的物體通常稱為近距離傳感器的目標(biāo)。該模塊適用于 2 – 10 厘米的距離和 35 度的檢測(cè)角度，可以通過(guò)改變電位器來(lái)調(diào)整其靈敏度，傳感器模塊輸出端口 OUT 端口可直接連接到微控制器 IO，也可用于直接驅(qū)動(dòng) 5V 繼電器。
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