红外遥控接收放大器的解码特性

文/陈巍

1 引言

红外遥控接收放大器主要应用于空调、电视、机顶盒、电风扇、多功能电能表等领域。其中多功能电能表数据传输应用中，需要红外遥控接收放大器能连续解码，因此对于红外遥控接收放大器所能匹配的红外编码命令码间隔的研究就显得很重要。

2 多功能电能表通信协议

多功能电能表通信协议主要特点：

（1）通信速率1200bps；

（2）信号调制的载波频率是38kHz；

（3）逻辑“0”为低电平845μs，逻辑“1”为高电平845μs，是单极性不归零码；

（4）每个字节含8位二进制码，传输时加上一个起始位（0）、一个偶校验位和一个停止位（1），共11位。

（5）每帧的传输包括：帧起始符、地址域、控制码、数据域、校验码和结束符等。

根据多功能电表通信协议的对数据域的规定，写数据时数据域长度最大为50字节，因此多功能电能表上红外遥控接收放大器接收的信号最多为62字节，约568ms。

虽然多功能电能表的通信协议比较复杂，但其实同常规的红外编码格式的结构都基本相同，一样包括6个要素，tburst是脉冲调制信号宽度，tburstgap是脉冲调制信号间隔，tpreburst是引导码宽度，tdata是命令码宽度，tpause是命令码间隔，tframe是命令帧宽度。

通过分析，多功能电能表的通信协议的tburst是在 845μs～8450μs范围内变化，tburstgap也是在 845μs～8450μs范围内变动，tpreburst是没有这个要素，tdata是宽度是标准都在8450μs，tpause是845μs，tframe是12字节～62字节的范围内变化。由此可见，多功能电能表最大的特点是3个红外编码格式的要素是变动的，命令码间隔和命令码宽度则是固定的。如图1所示。

对于影响红外遥控接收放大器在多功能电能表上的应用，最重要的红外编码的要素是命令码间隔，对红外遥控接收放大器性能要求是在845μs的命令码间隔下，要能连续解码出568ms长度的信号，同时命令码内的tburst和tburstgap是变量。如果红外遥控接收放大器不匹配该要求，则红外遥控接收放大器在输出一小段时间后将会停止输出解码信号，导致信息无法写入多功能电表。

表1：ATA2526P738最小命令码间隔

表2：ADT2550S38最小命令码间隔

图1：红外编码格式说明

3 测试方案设计

从红外遥控接收放大器性能来说，起最主要作用的是模拟IC芯片。而由于每款模拟IC芯片设计上的差异，因此各款模拟IC芯片的性能都不会完全相同。现选取2款典型产品进行多功能电能表的通信协议的研究。这两款模拟IC芯片的规格书内，都标明适用于命令码间隔为1ms的红外编码格式。

为了更为全面和准确研究命令码间隔，测试方案设计上从辐射照度、命令码格式、命令码间隔、测试次数等方面进行设定。

红外遥控接收放大器的辐照强度设定为0.2mW/m2、0.9mW/m2、2.5mW/m2、6mW/m2、8mW/m2、18mW/m2、50mW/m2等7个等级，按常规红外遥控发射器的辐射强度200mW/sr计算，7个辐射照度等级分别对应的等效接收距离30米、15米、9米、6米、5米、3米、2米。

在编码格式的设定上，为了更严苛测试出模拟IC芯片的差异，每个命令码有32个脉冲调制信号；每个脉冲调制信号的宽度(逻辑“0”)分别设定为 845μs、1690μs、2534μs、3379μs，脉冲调制信号间隔(逻辑“1”)也分别同样设定为 845μs、、1690μs、2534μs、3379μs，上述二者进行排列组合，一共有16种编码格式。

每种编码格式的命令码间隔从845μs开始，每次测试连续发射256个命令码，测试装置对于红外遥控接收放大器输出解调信号进行检测，计算出可以正常解码的命令码和脉冲调制信号的个数。当全部256个命令码，在7个红外辐射强度下，一共57344个脉冲调制信号都能解码为合格。若不合格，则命令码间隔增加845μs，依次递增至所有脉冲调制信号都解码合格。

该测试方案，第一种编码格式（逻辑“0”为845μs，逻辑“1”为845μs）相当于多功能电能表通信协议114688个bit的数据，信号长度达到96.9s。其余编码格式则都严苛于第一种编码格式。

4 测试结果分析

根据设计的测试方案，2款红外遥控接收放大器产品的测试结果见表1和表2。

5 结论

从上述数据分析，我们可以得出以下结论：

（1）ADT2550S38和ATA2526P738这两款模拟IC芯片，在模拟多功能电能表通信协议的0101010101和001001001的格式，可以连续解码近100s。

（2）在模拟多功能电能表通信协议的000100010001的格式，ADT2550S38在6米、9米和15米的距离下，可以连续解码近100s。而ATA2526P738则无法连续解码。

（3）从命令码间隔数据分析，在模拟多功能电能表通信协议的0001、00001这2个编码格式下，ADT2550S38的间隔时间远短于ATA2526P738。

从本文的研究结果，每款红外遥控接收放大器产品，对于其所能匹配多功能电能表通信协议，可以建立一个如文中所述的标准化的测试分析方案，通过测试数据得出每款红外遥控接收放大器能否匹配多功能电能表通信协议，进而可以指导每款红外遥控接收放大器在多功能电能表通信方面的应用。