紅外遙控在各種電器控制中的應用非常廣泛，它的主要特點是不影響周邊環境，不干擾其他電器設備。多通道紅外遙控開關有多種實現方式，如采用脈沖編碼的碼分制方式和采用不同頻率的頻分制方式。采用頻分制方式具有結構簡單、易于實現的優點，非常適合于業余制作，可廣泛應用于家庭、娛樂、辦公等場所。

　　1 設計方案

　　1.1 紅外遙控系統的基本組成

　　常用的紅外遙控系統一般由發射和接收2部分組成，如圖1所示。

　　圖1(a)為紅外發射框圖。編碼波形發生器產生一定占空比的脈沖信號，經調制放大后驅動紅外發光二極管，發射紅外脈沖信號。圖1(b)為紅外接收框圖。光電探測將紅外信號轉換為電信號，經過放大與解碼，輸出控制信號，驅動執行機件動作。發射與接收系統可以采用碼分制和頻分制，該設計采用頻分制。

　　1.2 頻分制多路紅外遙控開關電路設計方案

　　頻分制是按照發射載頻的不同來區分不同的開關信號。圖2(a)為頻分制發射系統組成。采用頻道編碼開關，來改變振蕩電路的參數，從而改變振蕩頻率。當按下不同的編碼鍵時，振蕩器輸出不同振蕩頻率的指令信號，經放大后驅動紅外發光管發出紅外開關信號。

　　圖2(b)為紅外接收控制電路組成框圖。當紅外接收器接收到紅外編碼指令后，先轉換為相應的電信號，經放大器放大，加至頻率譯碼電路，再經選頻電路，選出不同指令的頻率信號，最后驅動相應的執行機件。

　　根據發射編碼信號的數量，即頻率個數，在接收端應有相應個數的選頻、驅動機構。

　　頻分制控制指令頻率一般取幾百赫茲至幾十千赫茲。頻分制紅外遙控開關系統結構簡單，易于組裝，適用于通道數不太多的場合，當通道數較多時，電路復雜，且易產生頻道間串擾，影響系統的穩定性。

　　2 三通道頻分制紅外遙控開關電路的設計

　　三通道紅外遙控開關系統可在圖2的基礎上，發射端用3個開關控制振蕩頻率，接收端則用3個選頻和執行電路即可。

　　2.1 紅外發射電路設計

　　2.1.1 電路結構

　　紅外發射電路采用NE555接成振蕩電路，如圖3所示。振蕩頻率由SA1～SA3開關控制，改變開關位置，即改變接入振蕩電路的電阻RP1～RP3，調節 RP1～RP3，可以調節每一通道的具體頻率。振蕩脈沖由3號引腳輸出，驅動紅外發光二極管發射紅外光，即實現了用振蕩脈沖對紅外光的調制。

　　2.1.2 參數設計

　　根據有關知識，555定時器構成振蕩器的振蕩頻率可按下式估算：

　　可選用6.8 kΩ，5.1 kΩ，3.3kΩ電位器。

　　2.2 紅外接收電路設計

　　2.2.1 電路結構

　　紅外接收電路主要由光敏二極管、集成運算放大器(OP07)、音頻鎖相環(LM567)、雙穩態觸發器(CD4013)、繼電器驅動電路等組成。其電路見圖4。

　　基本原理是：光敏二極管接收到光信號并轉換為電信號，運算放大器將微弱的電信號加以放大，與發射頻率相對應的通道進入工作狀態。LM567為通用音頻譯碼器，內含鑒相器(PD)、放大器(AMP)、壓控振蕩器(VCO)等單元，當輸入信號頻率與VCO頻率一致時，環路進入鎖定，LM567的8號引腳輸出由高電平變為低電平，使三極管導通，其集電極由低電平轉為高電平，D觸發器翻轉，輸出Q為高電平，繼電器吸合，執行設備工作。

　　當發射頻率改變時，則另一路轉入工作。

　　2.2.2 參數選擇

　　IC1的閉環增益選Au=R5/R2=1 000，同相端基準電壓取1/2VDD)。

　　LM567的壓控振蕩器中心頻率按下式確定：

　　根據發射頻率可求得Rp11～RP13的值。如第一通道，發射頻率為20 kHz，則：

　　依次類推可得Rpl2=3.03 kΩ，Rpl3=2.27 kΩ，選標稱電位器5.1 kΩ，4.7 kΩ，3.3 kΩ。

　　調節參數時，接通發射和接收電路，如選擇第一通道，用示波器測試輸出波形，調節圖3中的RP1，使發射頻率為20 kHz，再測試圖4電路LM567的8腳電平，仔細調節圖4中的RP11使8腳為低電平。采用同樣方法調節其他各路。

　　3 參數測試數據

　　3.1 發射電路測試數據

　　主要測試靜態數據和不同發射狀態下的NE555引腳數據，以驗證設計的正確性。發射電路測試數據見表1。

　　從表1可看出，隨著發射頻率的提高，NE555的3腳輸出電壓不斷下降。

　　當將三個通道分別調整到20 kHz，30 kHz，40 kHz時，測得三個電位器的數值分別為5.091 kΩ，2.841 kΩ，1.572 kΩ，其與理論計算值比較接近。

　　3.2 接收電路測試數據

　　主要測試接收電路與發射電路對應通道的數據，以驗證接收電路與發射電路工作配合的一致性。當電路工作在第一通道時，LM567各腳電壓如表2所示。

　　從表2可看出，工作于第一通道時，LM567的8引腳輸出電壓為5.093 V，而第二、第三通道8引腳均接近電源電壓。表明通道工作時，輸出電平較低，可確保相應通道繼電器吸合，而不工作的通道輸出為高電平，相應的繼電器不動作。

　　當分別接收第一，二，三通道時，調整各通道電位器的數值使之與發射頻率同步，測試Rp11～Rp13數值分別為5.831 kΩ，3.472 kΩ，2.754 kΩ，與理論計算基本相符。

　　4 結語

　　該系統經調試較好地實現了各項功能。頻分制遙控開關電路主要通過硬件電路設計與調試來實現開關控制功能，具有實現容易，使用方便，尤其適用于家庭與公共場所的多功能紅外遙控。