机顶盒通用可学习型红外遥控器的电路剖析

家中电信宽带的机顶盒配套遥控器基本上都有遥控学习功能。经常使用一段时间后发现，遥控器会经常出现时灵时不灵的现象。现对该遥控器进行一番拆解和电路剖析，借此机会也顺便对该遥控器的电视遥控学习功能探一究竟。

图1

非常令人惊讶的是，拆开后发现该红外遥控器电路极其简洁，整个遥控器内仅有3个元件，遥控IC（芯片型号为AD009-06H，品牌标记为WINKOO，见图1）、红外发射管和红色发光二极管），简洁到再也无法简单的地步，甚至连常见的阻容元件都没有。

1.AD009-06的特点

AD009-06是一款具有红外学习功能的OTP单片机，主要用于学习型遥控器。其内设学习电路，包含6K ROM、1K SRAM和12个I/O端口。主要特点是：1）工作电压为2～3.6V，待机电流约为2μA；6k×12Bits OTP ROM；1k×4bits SRAM (掉电可保存学习数据) ；内置4MHz的RC振荡电路，无需外接晶振等元件；内置高灵敏度学习电路；内置低压检测电路(2.3V) ；内置红外发射驱动电路，驱动电流240mA@VDD=3.0V,VOL=0.3V；2 个 8 位定时器，1 个定时器带信号捕捉和放大功能；11个 I/O 端口+1个输入口；内置3种复位电路（加电复位、低压复位、WDT复位）。

2.管脚名称、芯片参考原理图

AD009-06采用SOP16的封装结构，它的引脚的名称如图2所示，它的应用原理图如3所示。

图2

图3

3.增加滤波电容

通过图可知，芯片的外围电路极其简单，既没有常见的晶振，也没有红外驱动三极管。而遥控器生产厂家为了进一步降低成本，在应用该IC时省去了2、16脚外接的滤波电容。不过，从本人的经验来看，这种做法是值得斟酌的。若使用IC测试电路短时间的检测，去掉这2只电容，对产品的工作貌似没什么影响。但对用户来说，却存在一个隐患，也就是遥控器在使用过程中，电池仓内弹簧极片与电池出现瞬间接触不良时，很容易导致遥控IC掉电或供电不稳而停止工作，表现的结果就是时好时坏。实际上，IC的16脚外侧有滤波电容的安装位置，只是没有安装而已。笔者在该位置安装了一只10μF/16V电解电容后，遥控器时好时坏的毛病消失了。但2脚外无走线，所以未在该处安装电容。

4.学习功能的实现

遥控器的红外学习功能又是如何实现的呢？曾见过某些产品的学习型遥控器，其电路上多有2个光电二极管，一个负责红外发射，另一个负责遥控接收。但这个遥控器只有一个发射二极管，难道它除了有发射功能，还有红外接收功能吗？察看厂家推荐的遥控IC应用电原理图（见图4）并验证，确认该遥控电路的发射二极管的确具有红外接收功能。

【提示】详细应用原理可参看凌通公司的GPM6P1009A或GPM6P1015规格书。

图4

参考遥控器的使用说明，当需要学习电视机的遥控功能时，具体的方法是：

1）按本遥控器上的学习键3秒，遥控器上的红色指示灯长亮，进入学习状态；

2）将本遥控器与待学习的原电视遥控器发射管相对（要求间距小于1cm）；

3）按下待学习的键，红灯闪烁，按下待学习的电视遥控器功能键，本遥控器的红灯快闪3次，表示学习成功；4）重复2、3步骤即可完成学习功能。

【提示】共有“音量+/-、电源、AV切换”4个电视功能键可供学习。

晶振型号大全及选型

晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给他通电，他就会产生机械振荡，反之，如果给他机械力，他又会产生电，这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割方向等密切相关。由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，由于控制几何尺寸可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。根据石英晶体的机电效应，我们可以把它等效为一个电磁振荡回路，即谐振回路。他们的机电效应是机-电-机-电。的不断转换，由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。由于石英晶体的损耗非常小，即Q值非常高，做振荡器用时，可以产生非常稳定的振荡，作滤波器用，可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。

晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。由于制造工艺不断提高，现在晶振的频率偏差、温度稳定性、老化率、密封性等重要技术指标都很好，已不容易出现故障，但在选用时仍可留意一下晶振的质量。晶振在应用具体起到什么作用微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC（电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。

在使用时，陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动时很容易产生频率漂移（甚至可能损坏）。影响振荡器工作的环境因素有：电磁干扰（EMI）、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化，增加不稳定性，并且在有些情况下，还会造成振荡器停振。上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波输出，并且能够在一定条件下保证运行。最常用的两种类型是晶振模块和集成RC振荡器（硅振荡器）。晶振模块提供与分立晶振相同的精度。

硅振荡器的精度要比分立RC振荡器高，多数情况下能够提供与陶瓷谐振槽路相当的精度。选择振荡器时还需要考虑功耗。分立振荡器的功耗主要由反馈放大器的电源电流以及电路内部的电容值所决定。CMOS放大器功耗与工作频率成正比，可以表示为功率耗散电容值。比如，HC04反相器门电路的功率耗散电容值是90pF。在4MHz、5V电源下工作时，相当于1.8mA的电源电流。再加上20pF的晶振负载电容，整个电源电流为2.2mA。陶瓷谐振槽路一般具有较大的负载电容，相应地也需要更多的电流。相比之下，晶振模块一般需要电源电流为10mA~60mA。硅振荡器的电源电流取决于其类型与功能，范围可以从低频（固定）器件的几个微安到可编程器件的几个毫安。一种低功率的硅振荡器，如MAX7375，工作在4MHz时只需不到2mA的电流。在特定的应用场合优化时钟源需要综合考虑以下一些因素：精度、成本、功耗以及环境需求。

晶振是控制CPU的时钟频率的，也就是产生高低电平的周期（产生一个高电平，和一个低电平为一个周期，）一般说来次频率越高，电脑在单位时间里处理的速度越快晶振本身并不产生振荡，但它会以一个固定的频率与外电路发生谐振，前提是外电路的振荡频率必须与晶振的固有振荡频率相一致，起码也要非常接近，否则电路将停振。关于测试，一般业余情况下用万用表测有电阻（指表针动）则已损坏（振荡频率很低的表针也会略摆，但马上归零），表针不动（电阻无穷大），有可能好，有可能引线开路。

晶振型号大全

有源晶振引脚

有源晶振型号纵多，而且每一种型号的引脚定义都有所不同，接法也不同，下面介绍一下有源晶振引脚识别： 有点标记的为1脚，按逆时针（管脚向下）分别为2、3、4。

有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。

有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。 有源晶振是由石英晶体组成的，石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率（由晶片的尺寸和形状决定）相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振”。

压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。图3是一个串联型振荡器，晶体管T1和T2构成的两级放大器，石英晶体XT与电容C2构成LC 电路。在这个电路中，石英晶体相当于一个电感，C2为可变电容器，调节其容量即可使电路进入谐振状态。该振荡器供电电压为5V，输出波形为方波。

有源晶振与无源晶振

晶振分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振的英文名称不同， 无源晶振为crystal（晶体），有2个引脚，体积小，需借助于时钟电路才能产生振荡信号； 有源晶振叫做oscillator（振荡器）。有4只引脚，体积较大。

方形有源晶振引脚分布：

1、正方的，使用DIP-8封装，打点的是1脚。 1-NC； 4-GND； 5-Output； 8-VCC

2、长方的，使用DIP-14封装，打点的是1脚。 1-NC； 7-GND； 8-Output； 14-VCC

说明：

1、电源有两种，一种是TTL，只能用5V，一种是HC的，可以3.3V/5V

2、边沿有一个是尖角，三个圆角，尖角的是一脚，和打点一致。

3、石英晶体封装类型：49/U，49/T，UM-5，49/S，尺寸：5X7mm，6X3.5mm，5X3.2mm，4X2.5mm

贴片晶振（OSC）尺寸：SMD（3.2&TImes;5，6X3.5，5X7，3.2&TImes;5，6X3.5，5X7） 。

全尺寸、半尺寸晶振：49/U、49/T、49/S、49/SMD、50/U/0/T、UM-1、UM-5.

圆柱形晶振尺寸：1.5ⅹ5、2ⅹ6、3ⅹ8、3ⅹ9、3ⅹ10 。

常用晶振型号

工作温度为-40-+85度

石英振荡器系列：全尺寸、半尺寸钟振、（5*7 、6*3.5、5*3.2、4*2.5） 石英晶振系列：HC--49/U、HC-49/S、HC--49/SMD、50U、UM-1、UM-5

音叉晶体系列：JU/AT 2*6 、3*8、3*9

贴片系列：TCXO、VCXO SMD（5*7 、6*3.5、5*3.2、4*2.5） 陶瓷系列：ZTA、ZTT、ZTB CRB455、10.7M

常用频率：

32.768KHz

100KHz

200KHz

340KHz

400KHz

455KHz

600KHz

1.8432MHz

2MHz

2.68MHz

3MHz

3.2MHz

3.575611MHz

3.579MHz

3.579545MHz

3.64MHz

3.6864MHz

4MHz

4.140MHz

4.032MHz

4.09MHz

4.096MHz

4.194MHz

4.195MHz

4.1952MHz

4.25MHz

4.332MHz

4.433MHz

4.433619MHz

4.49923MHz

4.5MHz

4.91MHz

4.915MHz

5MHz

5.927MHz

6MHz

6.431091MHz

6.772MHz

7MHz

7.2MHz

7.3728MHz

7.6MHz

7.732MHz

7.9296875MHz

8.192MHz

8.38MHz

9.216MHz

9.6MHz

9.8MHz

9.83MHz

9.8304MHz

10MHz

10.01MHz

10.238MHz

10.240MHz

10.245MHz

10.25MHz

10.7MHz

10.8MHz

11.013MHz

11.0592MHz

11.15MHz

11.288MHz

11.5MHz

12MHz

12.288MHz

12.5MHz

12.6MHz

12.8MHz

13MHz

13.25MHz

13.5MHz

13.56MHz

14MHz

14.31818MHz

14.74MHz

14.745MHz

14.7456MHz

15.36MHz

15.4MHz

15.5MHz

16MHz

16.367667MHz

16.368MHz

16.384MHz

16.8MHz

16.9344MHz

17.28MHz

17.734MHz

17.734475MHz

18.432MHz

19.2MHz

19.3125MHz

19.44MHz

19.68MHz

19.6608MHz

19.8MHz

20MHz

20.25MHz

20.945MHz

21.24MHz

21.245MHz

21.4MHz

21.47727MHz

21.504MHz

22.1184MHz

23.040MHz

24MHz

24.0014MHz

24.431MHz

24.5535MHz

24.576MHz

24.6MHz

25MHz

26MHz

26.05MHz

26.8MHz

26.975MHz

27MHz

27.145MHz

27.7MHz

28MHz

28.8MHz

28.224MHz

28.63MHz

29.4912MHz

29.5MHz

30MHz

31.5MHz

32MHz

32.1MHz

32.256MHz

33MHz

33.333MHz

33.86MHz

33.868MHz

33.8688MHz

35.4689MHz

36.860MHz

37MHz

38.4MHz

38.85MHz

39.168MHz

40MHz

40.32MHz

42.105MHz

42.496MHz

44MHz

44.545MHz

45MHz

45.1MHz

48MHz

49MHz

50MHz

54MHz

56MHz

56.448MHz

60MHz

61.5MHz

65MHz

66.66MHz

67.750MHz

70MHz

70.5MHz

73.720MHz

75MHz

76.8MHz

85.38MHz

90MHz

96MHz

100MHz

106.95MHz

110.52MHz

112.32MHz

125MHz

128.45MHz

130MHz

150MHz

153.6MHz

225MHz

243.5MHz

280MHz

307.2MHz

310MHz

311.06MHz

315MHz

360MHz

433.92MHz

446MHz

465MHz

704MHz

842.5MHz

881.5MHz

897MHz

897.5MHz

898MHz

903.5MHz

926.5MHz

942.5MHz

947.5MHz

1016MHz

1323MHz

1441MHz

1489MHz

1575.45MHz

1747MHz

1747.5MHz

1750MHz

1842MHz

1842.5MHz

1847MHz

1880MHz

1960MHz

1964MHz

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