Инфракрасный приемник "визитной карточки" с дешифратором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Инфракрасная техника

 Комментарии к статье

Принципиальная схема ИК приемника "визитной карточки" приведена на рис. 40. Здесь DA1 - микросхема, преобразующая импульс тока, возникающий в фотодиоде VDI под воздействием ИК вспышки, в импульс напряжения, амплитуда которого достаточна для непосредственного управления КМОП-микросхемами (рис. 41, а). На элементах DD1.1 и DD1.2 собран одновибратор, преобразующий короткий импульс, соответствующий длительности ИК вспышки*, в импульс длительностью tф=50 мкс (tф@1/2 tп, где tп - период следования ИК вспышек в кодовой посылке (рис. 41, б)). На элементах DD1.3, DD2.3-DD2.5 собрано устройство, формирующее импульс на входе R счетчика DD3 (рис. 41, г), которым он переводится в нулевое состояние по фронту первой же ИК вспышки, и временной интервал Тпр (рис. 41, в), в пределах которого счетчик DD3 может беспрепятственно вести подсчет импульсов (по их спаду), поступающих на его вход С.

Рис. 40. ИК приемник "визитной карточки" (нажмите для увеличения)

Рис. 41. Эпюры сигналов в ИК приемнике

Дешифрация кодовой посылки, выяснение того, содержит ли она Nкод - кодовое число импульсов, возлагается на дешифратор Д1. В качестве примера, демонстрирующего его структуру, на рис. 42, а приведена конфигурация Д1 для Nкод=284. Поскольку "вес" выхода Qi в DD3 равен 2^(i-1), то в двоичной записи Nкод=000100011100 (2^(3-1)+ +2^(4-1)+2^(5-1)+2(9-1)=4+8+16+256=284). Дешифратор состоит из 4-входового конъюнктора** (Rl, VD3-VD5, VD9), входы которого подключены ко всем Qi=1, и 8-входового дизъюнктора (R2, VD1, VD2, VD6-VD8, VD10, VD12), входы которого подключены ко всем Qj=0.

Легко видеть, что напряжение высокого уровня (лог.1) возникнет и сохранится на выходе DD1.4 (см. рис. 41, д) лишь в случае, если в счетчике DD3 будет зафиксирован Nкод, в любом другом оно так или иначе будет сведено к нулю. На рис. 42, б показана конфигурация конъюнктора в шифраторе ИК излучателя, формирующего Nкод =284; иное его положение на выходах счетчика связано с тем, что "вес" выхода Qi здесь равен 2^(i-5).

Рис. 42. Дешифратор для Nкод=284 (нажмите для увеличения)

Подобную же структуру будет иметь дешифратор Д1 и для другого Nкод, с иными, конечно, позициями диодов в конъюнктере и дизъюнкторе.

Для того, чтобысистема реагировала на Nкод лишь при достаточно длительной его экспозиции, в цепь формирования выходного сигнала введена цепочка R9·C11@tэксп. Обычно принимают tэксп =0,3...3 с. На кратковременное появление Nкод (в попытках, например, побыстрее подобрать код) такая система просто не отреагирует.

Выход устройства - транзистор VT1 с открытым коллектором - может быть дополнен тем или иным исполнительным механизмом. Например, тональным генератором (рис. 43, а), предупреждающим о приходе "своего", или электронным ключом, управляющим электромагнитным замком Y1 (рис. 43, б).

Рис. 43. Тональный генератор (а) и электронный ключ к электромеханическому замку (б) (нажмите для увеличения)

В правильно собранном И К приемнике потребуется, возможно, уменьшить его чувствительность. Это можно сделать как электрически - зашунтировав, например, вход усилителя DA1 резистором R12 (показан на рис. 40 штриховой), так и оптически - прикрыв фотодиод "серым" фильтром, в качестве которого можно использовать, например, пластиковые обои, выполняющие заодно и функцию фильтра, почти полностью "отрезающего" видимую часть спектра паразитной подсветки.

Опыт показал, что излучение ИК генератора способно "пробить" даже 1,5...2-миллйметровый пластик. Кроме того, защитная накладка больших размеров, не позволяющая визуально определить положение фотодиода, окажется еще одним препятствием на пути несанкционированного проникновения в систему.

Защита от подбора кода - основная забота конструкторов такого рода устройств. Принятая здесь система кодирования относительно проста: Nкод - лишь одно число из тысячи возможных. Но подбор кода осложнен здесь и рядом других обстоятельств. Заметим, что длительность кодовой посылки Ткод не может быть ни слишком малой (иначе "слипнутся" импульсы на входе С счетчика DD3), ни слишком большой, больше Тпр (следующая затем ИК вспышка трансформируется в R-импульс, возвращающий DD3 в исходное состояние). Осложняет подбор кода и t^, во всяком случае очень его замедляет. Защитные функции заложены даже в яркость ИК вспышки - она должна быть лишь достаточной. Повышенная освещенность фотодиода может вывести фотоголовку приемника из рабочего режима и. привести к ошибкам в счете;

И все это, заметим, при отсутствии каких-либо специальных контрмер, которые здесь, конечно же, нетрудно предусмотреть. Можно ввести еще один (или не один) находящийся в стороне фотодатчик, засветка которого немедленно заблокирует систему. Или блокировку, реагирующую на слишком большое число сделанных попыток. Более четырех за минуту, например. Блокировки могут, конечно, и дополнять друг друга.

На рис. 44 показана печатная плата ИК приемника. Ее изготавливают из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1.5...2 мм. Фольгу со стороны деталей используют лишь в качестве нулевой шины-"земли" (к ней присоединен "-" источника питания), в местах пропуска проводников она имеет вытравленные кружки диаметром 1.5...2 мм (на рисунке не показаны). Соединения с нуль-фольгой "заземляемых" выводов показаны зачерненными квадратами.

Рис. 44. Печатная плата ИК приемника "визитной карточки"

Фотоусилитель (VD1, DA1 и др.) с его большой чувствительностью, широкополосностью, высоким входным сопротивлением необходимо экранировать. В противном случае электрические наводки, в том числе и от работы собственного дешифратора, могут сделать ИК приемник совершенно неработоспособным. Экран, имеющий "окно" для фотодиода, изготавливают из жести в виде коробки и припаивают к нуль-фольге в двух-трех точках. На рис. 44 штриховой линией показано примерное его расположение.

Таблица 9

Uпит, В	Iпотр, мА
4,2	0,9
5,0	1,1
6,0	1,3
7,0	1,6
8.0	1,9
9,0	2,3

Рекомендуется также принять меры к минимизации подсветки фотодиода посторонними источниками света, поскольку это может заметно снизить чувствительность приемника к сигналам своего ИК генератора. В качестве бленды, ограничивающей боковой подсвет фотодиода, можно взять отрезок зачерненной внутри пластмассовой или металлической тубы диаметром 10... 15 мм.

Фоточувствительную часть приемника можно изготовить в виде отдельной головки, соединенной с другими его элементами тонким трехпроводным кабелем ("+", "-", выв. 10 DA1). Малые размеры такой фотоголовки позволят установить ее в вырезе дверного "глазка", за маскирующей накладкой в толще двери, в дверной коробке и т.п.

ИК приемник сохраняет работоспособность в широком диапазоне питающих напряжений. Зависимость потребляемого им тока Iпотр от напряжения питания Uпит показана в таблице 9.

*) Напомним, что длительность импульса на выходе фотоусилителя DA1 зависит не только от длительности ИК вспышки, но и ее яркости - освещенности фотодиода. Причина - в относительно медленном восстановлении его темновой проводимости.

**) Физические элементы, реализующие конъюнкцию и дизъюнкцию, - так в работах по математической логике обычно называют логические функции И и ИЛИ. Если мы и далее намерены пользоваться результатами математических исследований и не намерены повторять их (что было бы, кстати, совсем непросто), то должны, как минимум, понимать их язык.

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Инфракрасная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Многоканальный сетевой шифратор с общей производительностью 100 Гбит/с 04.07.2015 Компания Gemalto объявила о выпуске нового многоканального высокоскоростного устройства шифрования сети SafeNet со скоростью, эквивалентной 10 десятигигабитным (10 Гбит/с) высокоскоростным приборам шифрования в одном блоке. С общей производительностью шифрования равной 100 Гбит/с SafeNet CN8000 помогает предприятиям и поставщикам услуг защищать конфиденциальные данные, передаваемые через их постоянно растущие крупномасштабные сети. По словам разработчиков, устройство SafeNet CN8000 поддерживает увеличение пропускной способности сетей и обеспечивает высокоскоростное шифрование с использованием нескольких сетевых подключений, защищая конфиденциальные данные от перехвата без ущерба для скорости и производительности сетей. Как и другие устройства из линейки SafeNet HSE, CN8000 предлагает возможность управления ключами защиты, а также отличается несущественным временем ожидания и простотой настроек. Многоканальный дизайн устройства SafeNet CN8000 позволяет обслуживать множество организаций-клиентов (мультиарендность), что обеспечивает гибкость в обработке информации для тех организаций, которым требуется разделять определенные конфиденциальные данные и сетевые подключения, отметили в Gemalto. SafeNet CN8000 работает на основе квантового формирования случайных чисел, что позволяет гарантировать высококачественную произвольность, обеспечивающую защиту от целенаправленных атак. "Говоря о вероятности кибератак, уместнее употребить слово "когда", а не "если", поэтому компаниям необходимо думать об улучшении практической защиты данных, при этом избегая чрезмерных затрат, - считает Тодд Мур, вице-президент по управлению производством продукции для шифрования компании Gemalto. - Наше предложение в области высокоскоростного шифрования позволяет клиентам защищать передаваемые ими данные путем прикрепления средства безопасности непосредственно к самим данным. Мы можем обеспечивать безопасность конфиденциальных данных и защитить их от несанкционированного доступа по приемлемой цене. Если информация все же попадет в руки злоумышленников, она не будет иметь никакой фактической ценности и будет бесполезна для дальнейшего использования, при этом даже малейшие следы шифрования будут скрыты".

Другие интересные новости:

▪ Новые микросхемы NXP Semiconductors для миниатюрных блоков питания

▪ Дверной замок LeTV X1 с 3D идентификатором лица

▪ Аудиофильский плеер Walkman NW-A105

▪ Пора кипятить белье

▪ Игровые 4K-телевизоры Tohiba Z870 MiniLED

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья Тимуровец. Крылатое выражение

▪ статья Кто такой гриф? Подробный ответ

▪ статья Ятрышник шлемовидный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Модинг флопи диска, CD-привода. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Краски-невидимки. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026