红外线遥控测距电路设计 (2)

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1、红外线遥控测距电路设计(2)　　1综述　　光是一种电磁波，它的波长区间从几个纳米到1毫米左右。人眼可见的只是其中一部分，我们称其为可见光，可见光的波长范围为380nm～780nm，可见光波长长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光，其中波长比红光长的称为红外光。红外测距原理和雷达测距原理相似，是发射红外线然后测量回波时间，光速乘以时间再除以2就得到距离。于光速很快，而红外测距仪一般测量距离比较短，用常规的脉冲法常常因为时间过短而无法测量，所以一般是将红外线发射功率调制上一个较低的频率，然后测量回波与发射波的相位

2、差，根据相位差可以计算出回波时间。因其快速高效日益引起人们的重视。　　1　　2红外线测距原理　　本章重点在于对红外线的基本特征进行分析，研究其特点及发生条件并按不同分类方法对其进行分类，进一步研究红外线的机理，进一步说明红外线在生产生活中的应用。　　红外线简介　　红外线的定义　　在红光以外的光波叫做红外线，波长为微米，在红外线中又分为远红外线(又叫长波红外线)、中波红外线、短波红外线。其中波长8—14微米的远红外线对人极具保健功能，又被誉为育成光线，也叫生命光线。在红光以外的光波叫做红外线，波长为微米，在红外

3、线中又分为远红外线(又叫长波红外线)、中波红外线、短波红外线。其中波长8—14微米的远红外线对人极具保健功能，又被誉为育成光线，也叫生命光线。　　红外线的特点　　1）波长较大，容易发生衍射现象，可以穿过云雾和烟尘；2）红外线有较强的热效应，可以用来红外加热；　　3）任何物体都在不停的发射红外线，可应有到夜视仪技术；最后，红外线发　　射的强度与物体的温度有关，在医学上红外成像仪用来检查病人的身体发病部位就是应用了这个特点。　　2　　3红外测距的基本原理　　本章重点在于对红外线测距的基本特征进行分析，研究其特点及

4、发生条件并按不同分类方法对其进行分类，进一步研究红外线测距的机理，进一步说明红外线测距的方法，最后分析红外线测距电路的实现。　　红外线的产生　　自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对温度(-273℃)就存在分子和原　　子无规则的运动，其表面就不断地辐射红外线。红外线是一种电磁波，它的波长范围为~1000um，不为人眼所见。红外成像设备就是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见的红外线的设备。它反映物体表面的红外辐射场，即温度场。对于电力设备，红外检测与故障诊断的基本原理就是通过探测被诊断设备表面的红外辐射信号，

5、从而获得设备的热状态特征，并根据这种热状态及适当的判据，作出设备有无故障及故障属性、出现位置和严重程度的诊断判别。　　红外线发射二级管原理　　红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射线。人眼可见的光波　　是380nm-780nm，发射波长为780nm-1mm的长射线称为红外线.尽管肉眼看不到这种光线，但利用红外线发送和接收装置却可以发送和接收红外线信号，实施红外线通讯。利用红外线通讯无需连线，只需将两设备的红外线装置对正即可传输数据。红外线通讯方向性很强，适用于近距离的无线传输。红外发射器电路主要：晶

6、体振荡器、红外线发射管、推动晶体三极管、导电橡胶等组成。　　3　　红外线接收二级管原理　　接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反　　向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头，如图3所示。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人

7、们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。　　红外线测距原理　　利用的是红外线传播时的不扩散原理。因为红外线在穿越其它物质时折射　　率很小，所以长距离的测距仪都会考虑红外线。而红外线的传播是需要时间的，当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来被接受到，再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离。红外线的工作原理：利用高频调制的红外线在待测距离上往返产生的相位移推算出光束度越时间△t，从而根据D＝C△t/2得到距离D。　　4　　4硬件电路设计　　本章重点在于对红

8、外线测距的设计方法，及红外测距电路得具体构成。　　红外线发射电路　　通过对红外线产生原理的学习理解，并运用所学知识设计电路如下图所示。在电路处于工作状态时输出电压Vin高电平状态，且TLN205向外发射红外线。　　红外线接收电路　　当电路处于工作状态时，红外接收管TPS708接收，此时TPS708会产生一个与光强相对应的电流。电流LM358两级放大后，在输出端可以得到一个0~3V的模拟电压如下图。