IrDA器件及其应用电路设计

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:449

摘要：简要介绍irda红外数据传输的特征；详细说明各种常见irda类型器件的构成；重点阐述常用红外数据传输电路的设计及其注意事项。

关键词：红外数据传输红外检测 irda 编/解码调制/解调

引言

　　红外数据传输，成本低廉、连接方便、简单易用、结构紧凑，在小型移动设备中得到了广泛的应用。近年来，很多著名半导体厂商，如agilent、vishay、sharp、zilog、omron等，相继推出了许多遵循同一规范的不同类型的器件。本文就irda红外数据传输、各种irda器件的构成及其不同类型的红外通信电路设计进行综合阐述。

1 红外数据传输及其规范简介

　　红外数据传输，使用传播介质——红外线。红外线是波长在750nm~1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75μm~25μm之间。红外数据协会成立后，为保证不同厂商的红外产品能获得最佳的通信效果，限定所用红外波长在850nm~900nm。

　　irda是国际红外数据协会的英文缩写，irda相继制定了很多红外通信协议，有侧重于传输速率方面的，有侧重于低功耗方面的，也有二者兼顾的。irda1.0协议基于异步收发器uart，最高通信速率在115.2kbps，简称sir(serial infrared，串行红外协议)，采用3/16 endec编/解码机制。 irda1.1协议提高通信速率到4mbps，简称fir(fast infrared，快速红外协议)，采用4ppm (pulse position modulation，脉冲相位调制)编译码机制，同时在低速时保留1.0协议规定。之后，irda又推出了最高通信速率在16mbps的协议，简称vfir(very fast infrared，特速红外协议)。

　　irda标准包括三个基本的规范和协议：红外物理层连接规范irphy(infrared physical layer link specification)，红外连接访问协议irlap (infrared link access protocol) 和红外连接管理协议irlmp(infrared link management protocol)。irphy规范制定了红外通信硬件设计上的目标和要求；irlap和irlmp为两个软件层，负责对连接进行设置、管理和维护。在irlap和irlmp基础上，针对一些特定的红外通信应用领域，irda还陆续发布了一些更高级别的红外协议，如tinytp、irobex、ircomm、irlan、irtran-p等等。[1~3]

　　红外传输距离在几cm到几十m，发射角度通常在0~15°，发射强度与接收灵敏度因不同器件不同应用设计而强弱不一。使用时只能以半双工方式进行红外通信。

　　在此把符合irda红外通信协议的器件称为irda器件，符合sir协议的器件称为sir器件，符合fir协议的器件称为fir器件，符合vfir协议的器件称为vfir器件。

2 红外数据传输的基本模型

红外数据传输可用图1简单表示。

3 irda器件的类型划分[3~8]

　　根据图1所述模型，把irda器件划分类型，如图2所示。

　　根据传输速率的大小，可以把irda器件区分为sir、fir、vfir类型。如vishay的红外收发器，tfdu4300是sir器件，tfdu6102是fir器件，tfdu8108是vfir器件。

　　根据应用功耗的大小，可以把irda器件区分为标准型和低功耗型。低功耗型器件，通常使用1.8~3.6v电源，传输距离较小(约20cm)，如agilent的红外收发器hsdl-3203。标准型器件，通常使用dc5v电源，传输距离大(在30cm~几十m)，如vishay的红外接收器tsop12xx系列，配合其发射器tsal5100，传输距离可达35m。

　　使用上述三种分类方法，可以清晰地表明一个irda红外器件的性能。如agilent的sir标准型红外收发器hsdl-3000。

4 irda器件的构成及其使用[3~8]

4.1 红外发送器件

　　红外发送器大多是使用ga、as等材料制成的红外发射二极管，其能够通过的led电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大；发射强度越大，红外传输距离就越远，传输距离正比于发射强度的平方根。有少数厂商的红外发送器件内置有驱动电路。该类器件的构成如图3所示。

　　红外发送器件在使用时通常需要串联电阻，用以分