[attachment=67678] [attachment=67680] [attachment=67681] 简易红外遥控器测试仪
一、实验目的
1．了解光敏二极管的工作原理和实际运用
2．掌握脉冲整形电路在实际电路中的应用
3．培养对简单电路故障的分析与排除能力
二、实验仪器及材料
1．TPE-2A实验箱
2．示波器OS-5040A
3．三极管C1815两只、红外光敏二极管1只、NE555集成电路一只、电阻电容若干、0.25W/8Ω小喇叭一只。
二、光敏二极管及工作原理
光敏二极管又称光电二极管，它有四种类型：PN结型、PIN结型、雪崩型和肖特基结型。一般以PN结型光敏二极管应用最为广泛。光敏二极管在电路中的符号如图5-1所示。
1．PN结型光敏二极管与普通二极管的异同点
A． 相同点：都是PN结构，都具有光-电效应；
B．不同点：PN结型光敏二极管管壳透明（或光窗为聚焦透镜），结面积较大，结深较浅，光电转换效率高；而普通二极管一般管壳不透光，PN结面积小，光电转换效率很低。
2．PN结型光敏二极管光电转换原理
在无光照射时，光敏二极管在反偏电压UR的作用下，光敏二极管的伏安特性和普通二极管一样，此时的反向饱和电流（Is）叫暗电流（ID），ID一般小于0.1μA，其值随反向偏压的增大和环境温度的升高而增大。
在有光照射时，光敏二极管在一定的反偏电压范围内(UR≥5V)，其反向电流将随光照强度的增加而线性增加，这时的反向电流又叫光电流（IL），IL大小与光照强度、波长有关。如图5-2所示，将一电阻与光敏二极管串联后接入电路中，在无光照时，U值几乎为零，当有光照时，光敏二极管的反向电流增大（红外光敏二极管的IL一般在几μA~几百μA之间），该电流在R上产生的压降U也随之增大，可见输出电压U随照射在光敏二极管上的光照强度和波长的不同，而随之改变，从而实现了“光—电”过程的转换。但是，图5-2电路中的输出电压信号U通常情况下很微弱，需要将该电压信号U进行放大处理，才能驱动后级电路工作。
3．光敏二极管的选则及使用
A、光敏二极管有一定光谱响应范围，并对某波长的光有最高的响应灵敏度(峰值波长)，不同型号的光敏二极管其峰值波长不同。因此，为获取最大的光电流，应选择光谱响应特性符合待测光谱的光敏二极管，同时加大照度和调整入射的角度。
B、在检测弱光电信号时，必须考虑用暗电流小的管子。
C、光敏二极管工作时，必须施加一个反向偏置电压UR≥5V。
三、实验内容及步骤
1．前置放大及指示驱动电路
1）接线前先将实验箱中的可调电压源+5V~+18V的对地输出电压调至6V；
2）检查所给电子元器件的完好性，然后按图5-3接线，检查电路连接无误后通电，这时LED灯应该处于熄灭状态，否则应减小R1的值使LED灯熄灭；
3）将红外遥控器对准红外光敏二极管，按下遥控器任意按键，此时光敏二极管接收到红外脉冲调制信号，LED灯应随之点亮或闪烁，否侧应检查线路是否连接正确；
4）关闭电源，将图5-4电路并联接入图5-3中的A、B两点之间，然后通电，再用遥控器对准光敏二极管，按下遥控器任意按键不放，同时用示波器CH1通道观察图5-3中A点的信号波形，将测到的信号波形和观察到的现象纪录下来。
2．红外脉冲信号的整形
有时我们需要将接收到的红外脉冲信号提供给计算机或单片机进行分析处理，但图5-3中A点输出的信号是不能直接送给计算机或单片机，需要对其进行电平转换和整形之后才能提供给计算机或单片机。
如图5-5所示，由NE555构成施密特触发器整形电路。
1）关闭实验箱电源，取下图5-4中电路，在实验箱面包板上另外找一空间，按图5-5正确连线，然后将A′和已连接好的电路（图5-3中A点）相连。
2）打开实验箱的电源开关，将红外遥控器对准红外光敏二极管，按下遥控器任意按键不放，用示波器观察图5-5中C点和D点的波形，调节R4，使示波器在D点观察到正常的方波信号，同时纪录下C点和D点的信号波形。
3）关闭实验箱电源，将图5-6中电路接入电路中，注意图5-5中的C2保留不动。
4）打开实验箱电源，将红外遥控器对准红外光敏二极管，按下遥控器任意按键不放，调节R6，用示波器CH1、CH2通道同时测量C、D点的波形，观察NE555的5脚电压的变化对C、D点的波形的影响，并记录观察到的C、D两点的波形。
四、实验报告
1．在坐标纸上画出实验中测到的各点信号波形。
2．分析图5-5中C1和R4的作用。
3．根据实验步骤2的第4）步中测到的信号波形分析NE555的5脚电压变化对D点波形的影响。 [attachment=67678]
