本发明涉及一种红外中继器，具体地涉及一种当存在由紧凑 型荧光灯引起的干扰时仍保持工作的红外中继器。

现行的用户电子设备，如电视机、盒式录像机、光缆或卫星 接收盒用的无线遥控器，通过从遥控器向用户电子设备传递一个 红外光(IR)信号来工作，该信号相当于一个调制成调制信号的 编码信号。这种调制的IR光信号被用户电子设备中的IR接收器接 收、解调、译码并作出相应运作。IR遥控器是瞄准装置，即任何 处在遥控器产生的IR光被遮挡处的用户电子设备都将不能接收到 IR光信号而对命令做出反应。另外，IR遥控器有一定的工作范围， 在一个房间内使用绰绰有余，但在两个房间之间使用则显无能 为力。

然而，目前的用户电子设备一般被放在家具内，如家庭娱乐 装置中，坚实的门后。例如，电视机、光缆盒、卫星接收器等可 能被放在家庭娱乐装置里，只要观众可以看见电视，电缆盒、卫 星接收器和VCR被放在坚实门后。另外，用户电子设备可分布在 家中不同的房间中。例如，卫星接收器可挨着一个电视机放在起 居室中，但还可以接到卧室中的第二个电视机。由遥控器产生的 IR光不能穿透实心门或从一个房间传到另一房间，因此，被遮挡 的或远置的设备就不能受到控制。

为了提供控制置于壁柜或家中不同房间里的用户电子设备的 能力，研制出了IR中继器。一个IR中继器包括一个设置在能够接 收到遥控器产生的编码调制IR信号处的IR接收部分。例如，IR中 继器可置于娱乐设备的外部或遥控器所在的房间。IR接收部分与 IR传递部分相连，IR传递部分位于要被控制的用户电子设备能够 接收到它的信号的地方。例如，它可位于娱乐设备的内部或用户 电子设备所在的房间中。IR传递部分包括一个IR光发射器，IR光 发射器的位置设置使得发射的IR光照射到要被控制的用户电子设 备中的IR接收器上。更准确地说，IR光发射器通常设置在直接毗 邻用户电子设备中的IR接收器。IR中继器的IR接收部分探测到遥 控器产生的编码IR光信号并将它们传递到IR传递器部分，这通常 是通过电线。IR传递器部分产生一个与IR接收部分接收到的IR光 信号一致的IR光信号。用户电子设备接收这种来自IR传递器部分 的IR光信号而执行期望的功能。

用户电子设备的不同制造厂家用不同的调制频率将编码控制 信号调制成IR光信号。为了使IR中继器以厂家的调制频率工作， IR中继器在IR接收部分用一个具有较宽的频率响应特性的IR探测 器。也就是IR中继器将探测到调制频率能在比较宽的频率范围内 变化的调制IR光信号。例如，IR中继器一般可探测调制频率在 20KHz到100KHz范围内的任何调制IR光信号。在这个频率范围内 的任何调制IR信号都可被IR接收器探测到，并且当探测到时，在 IR传递器中产生模拟该接收信号的IR信号。

近年来，带有电子镇流器的荧光灯，所谓紧凑型荧光灯( CLFS)做为白炽灯的替代品得到开发。CLFS的能耗此白炽灯低而 因此被广泛使用。然而，CLFS产生具有与遥控器产生的编码调制 IR光信号相似特性IR光。也就是在CFL中的镇流器导致荧光管产 生象是在20～100KHz范围内的调制频率，尤其是约56KHz的频率 调制的IR光信号。而且，CFLS产生的IR光强度远大于遥控器产生 的IR光强度。因此，CFL产生的IR光完全压过了遥控器产生的调 制IR光信号。因为现行的IR中继器模拟由它的接收部分接收的IR 信号，所以被IR中继器拾取的周围CFLS的任何干扰也被模拟到IR 中继器产生的IR光信号里。还发现有在CFLS存在时，IR中继器功 能严重退化，甚至变得完全不能工作。

具有抵抗CFLS产生的干扰的IR探测器已被研制出来。这些探 测器能够当存在来自CFL的干扰IR光时，接收代表来自遥控器的 编码调制控制信号的IR光信号，并且以周知的方式消除来自CFL 的干扰。然后，来自遥控器的编码调制IR光信号被解调，而这个 IR探测器产生一个表示编码控制信号的电信号。

那种可与很多厂家制造的遥控器一起使用并能在存在CFLS时 可靠工作的IR中继器是理想的。

根据本发明的原理，抗CFL干扰的IR中继器包括一个接收部 分，用于接收一个代表由一调制信号调制的编码信号的IR光信号， 并用于探测编码信号。一个振荡器产生一个传递调制信号，和传 递部分产生一个IR光信号表示探测到的由传递调制信号调制的编 码信号。

如果一个抗CFL的IR探测器用在接收器部分，则CFLS的影响 可被减到最小，并且接收器部分的工作性能不会因CFLS而严重减 弱。接收器部分被调到对应于调制信号的中心频率，即大约在各 个厂家所用的频率范围的中间，而振荡器产生的调制信号的频率 也大约在这个频率范围中间。因为由IR中继器的传递器部分产生 的IR信号中，调制信号的频率大约在各个厂家采用的频率范围的 中间，所以它可以由任何厂家的这种用户电子设备中的IR接收器 探测。另外，传递器调制信号是一个由中继器中的振荡器产生的 纯净信号，不是从接收器部分模拟而来。因此，由本发明的IR中 继器产生的信号将产生一个纯净的调制IR光信号，没有CFL干 扰。

图1是包括本发明IR中继器的遥控系统方框示意图。

图2是在利用了本发明的中继器的操作下的波形图。

图3是图1中所示的IR中继器的电路详图。

图4是图3所示IR探测器另一实施例电路图。

在图1中，遥控器10提供一个调制成IR光信号的编码控制信 号给IR中继器IR接收器部分20的IR光探测器25。在图1的IR中继 器中，IR光探测器25图示成一个IR光电晶体管，然而任何一和IR 光探测器都可使用。IR接收器部分20的控制输出端耦合到信号门 30的控制输入端。固定频率振荡器40有一个信号输出端耦合到信 号门30的信号输入端上。信号门30的信号输出端耦合到IR中继器 IR传递器部分50的输入端。IR传递器部分50耦合到IR光发射器55 上。IR光发射器55产生一个相应于IR传递器部分50输入端接收到 的电信号的IR光信号。在图1所示的IR中继器，IR光发射器画成 一个IR光发射二极管(LED)，然而任何一种IR光发射设备都可采 用。IR光发射器55的如此设置使得出射的IR光入射到一件用户电 子设备60的IR光探测器65上。图1中，IR光探测器65画成一个IR 光电晶体管，但是任何一种IR光探测器都可利用。另外，用户电 子设备60画成一台电视机，而实际上，图1中的IR中继器可与能 够由IR遥控器遥控的任意一种用户电子设备一起使用。

在操作中，遥控器10产生一个编码调制IR光信号。在所示的 实施例中，编码信号(以下做更详细描述)是一个代表对电视接收 器60的指令的脉冲编码调制(PCM)信号。这个信号被IR光电晶体 管25探测到，产生一个代表编码调制信号的电信号并供给IR接收 器部分20。IR接收器部分20解调来自IR光传感器25的电信号并产 生一个表示构成该PCM信号的脉冲的双稳信号。此信号的第一状 态代表在IR光电晶体管25处有调制的IR光，即逻辑“1”信号；第 二状态代表在IR光电晶体管25处没有调制的IR光，即逻辑“0”信 号。这些信号提供给信号门30的控制输入端。

固定频率振荡器40在它的输出端产生一个频率在47KHz周围 的调制信号。选取的这个频率接近各个厂家所采用频率范围中央 (从32KHz附近到56KHz附近)，把它们的PCM信号调制成来自它们 遥控器的IR光信号上。这个调制信号提供给信号门30的数据输入 端。信号门30用做一个可控开关。当来自IR接收器部分20的信号 是逻辑“1”信号时(表示在IR光电晶体管25处有调制的IR光)，信 号门30被调节成使调制信号在它的信号输入端通过到达它的输出 端。当来自IR接收器部分20的信号是逻辑“0”信号时(表示在IR光 电晶体管25处没有调制的IR光)，信号门30被调节成将调制信号 阻挡在它的输入端上。从信号门30输出的信号是一个表示接收到 的编码信号调制到47KHz调制信号的电信号。

来自信号门30的信号供给IR传递部分50。IR传递部分50调整 此信号去驱动IRLED55，使它产生一个对应于此调制信号的IR光 信号。因此IRLED55产生的IR光信号是IR光电晶体管25接收到的 脉冲编码信号，但调制成47KHz的调制信号。这个编码调制IR光 信号入射到电视接收机65中的IR光电晶体管65上。电视接收机60 以正常的方式，通过执行此编码信号代表的指令对接收到的调制 编码IR光信号做出反应。

图2是在引用了本发明后操作的波形图。图2中所示的波形表 示由遥控器10(图1)和IR中继器的IRLED55产生的编码调制信号。 由这些分别的发生源产生的信号不同之处将做以下详细描述。在 图2中显示了一系列编码脉冲。在图2a中，这些脉冲被排列形成 一个脉冲定位编码信号。一列时钟脉冲C1，C2，C3，…随数据脉冲 D1，D2…穿插其中形成。数据脉冲D1，D2在时钟脉冲C1，C2，C3间的 位置来确定在连续时钟脉冲C1，C2，C3，…的间隙期间是逻辑“1”还 是逻辑“0”被传递。

对于时钟脉冲C1和C2及数据脉冲D1，在时间上，数据脉冲D1 更接近时钟脉冲C1而不是时钟脉冲C2。这表示一个有逻辑值“1” 的数据字节。对于时钟脉冲C2和C3及数据脉冲D2，在时间上数据 脉冲D2更接近时钟脉冲C3而不是时钟脉冲C2。这表示一个有逻辑 值“0”的数据字节。如果在择一的时间D1a时发送了第一个数据脉 冲，就表示有一个“0”逻辑值的数据字节，如果在另一时间D2a时 发送了第二个数据脉冲，就表示有一个“1”逻辑值的数据字节。一 个控制信号包括一个预定数目的数据字节。

图2b更详细地描述了图2a中所示的时钟脉冲C2的组成。图2a 中所示的每一个脉冲有一个预定的脉宽，并由发生在调制频率的 IR光脉冲的周期组成。图2b中，阴影面积部分代表IR光的存在， 空白面积部分代表没有IR光。在调制频率处反复的IR光脉冲的包 络限定了图2a中所示的时钟和数据脉冲。对于遥控器10(图1中) 产生的调制编码脉冲，调制频率是遥控器10的制造厂家利用的频 率(频率范围在32KHz～56KHz)。对于IR中继器传递部分50的IR LED55产生的调制编码脉冲，调制频率选定约为47KHz。

再针对图1，如上所述，IR光接收器部分20设计成探测由 CFLS发射的乱真IR光效应并将将其减到最小。CFLS发射的IR光由 连续的一组频率位于20KHz和100KHz之间的IR光脉冲组成。光脉 冲有由供给CFL的Ac电源限定的包络。在该Ac源的每半周期之内 ，CFL产生一组IR光脉冲。该脉冲组的包络有一个50％左右的占空 因数，并且脉冲组位于大约是Ac源频率两倍的频率处。尤其发现 一种类型的CFL在约56KHz处产生IR光脉冲，其包络在120Hz和40％ 的占空因数的结合状态中见有一个重复频率。这些脉冲的特征完 全不同于图2b中所示脉冲的特征，IR接收部分20能够探测其有这 些特征的IR光脉冲并除去或最大程度减弱它们的影响。

如上所述，IR传递器部分50的IR LED 55产生的编码调制IR 光信号可有一个略不同于电视接收机60所希望的调制频率。当然 在IR中继器的应用中，这不存在问题。遥控器10用电池电源工作， 因而产生一个能量水平较低的IR光。另外，遥控器通常在离电 视接收机较远的距离处工作，即在几英尺之外。电视接收机中的 IR光接收器的敏感足以探测到在这种情况下产生的IR光信号。但 IR中继器通常直接耦合到房间Ac电源上，因而能以较高功率水平 产生IR光。另外如上所述，IR中继器的IR传递器部分50的IR LED 55通常实质上设置在最接近电视接收机的IR光电晶体管的地方。 IR LED 55产生的IR光信号的比较高的能量水平及IR LED 55和IR 光电晶体管65的极其接近远远克服了在IR中继器产生的47KHz调 制频率和电视接收机60的期望调制信号频率之间的轻微失谐。

如上所述，现有技术的IR中继器的传递器部分产生一个模拟 接收器部分接收到的IR光信号。因而，如果接收到的IR光信号被 CFL来的IR光所掺杂，则传递的IR光信号将受到同样地掺杂。这 种IR中继器的功能在CFLS出现时被极大的损耗，并且有些完全不 能工作。然而图1中所示的IR中继器利用一个接收器部分抵抗CFL 的干扰。从此接收器部分(表示解调编码信号)输出的信号用于调 制一个来自IR中继器中的振荡器的纯振荡器信号。这个纯净的、 新产生的调制信号控制在传递部分的IR光发射器。IR发射器产生 的相应于此信号的IR光不包含任何CFL干扰，并且在CFLS存在时 其功能并不衰减。

图3是图1中IR中继器的详细电路图。图3中，工作电源(未标) 产生一个5V的电信号。电阻R1接到工作电源和NPN晶体管Q1的集 电极之间。IR探测器202的信号电极接在晶体管Q1的发射极和参 考电位(地)之间。IR探测器202还通过接到工作电源上而接收工 作电压。IR探测器202调到45KHz的调制信号中心频率并且是一个 由夏普电器公司制造的GPIU78QG型IR探测器。电阻R2接到工作电 源和晶体管Q1的基极之间。电阻R3接到工作电源和NPN晶体管Q2 的集电极之间。晶体管Q2的发射极接地。电阻R4接到工作电源和 晶体管Q2的基极之间。电容器C1接到晶体管Q2的基极和晶体管Q1 的集电极之间，电容器C2接到晶体管Q1的基极和晶体管Q2的集电 极之间。

电阻R6接在工作电源和NPN晶体管Q3的集电极之间。电阻R7 接在晶体管Q3的发射极和地之间。电阻R5接在晶体管Q2的集电极 和晶体管Q3的基极之间。串联的电阻R8和IR LED 55接在工作电 源和NPN晶体管Q4的集电极之间。晶体管Q4的发射极接地。晶体 管Q3的发射极接到晶体管Q4的基极上。IR LED 55可以通过长电 线，即从一间房间到另一房间的电线来连结到电阻R8和晶体管Q4 上。晶体管Q1、Q2、Q3和Q4都是摩托罗拉公司制造的MPS-A20型 NPN晶体管。表I包含了图3所示的电路元件的最佳值。

在操作中，如上所述在将CFLS带来的乱真IR光的影响减到最 小的同时，IR探测器202探测到预定的调制信号中心频率处(即 45KHz)调制的IR光的存在。当调制的IR光被探测到时，IR探测器 202调节到导通它的两个信号极之间的电流，即当没有探测到IR 光时，IR探测器202被调节成不导通。  元件     量值  R1，R3     1KΩ  R2，R4     100KΩ  R5     10KΩ  R6     1KΩ  R7     10KΩ  R8     100KΩ  C1，C2     100pf  IRDET     GPIU 78 QG  Q1，Q2，Q3，Q4     MPS-A20 表I

当IR探测器202是不导通时(表示没有探测到IR光)、晶体管 Q1关闭并且两电容器起开路作用。晶体管Q2的基极通过电阻R4被 提高，而晶体管Q2导通，提高了其集电极对地电位间的电压。晶 体管Q3的基极通过电阻R5被降低，晶体管Q3断开。晶体管Q4的基 极通过电阻R7降低，晶体管Q4断开而阻止电流流过IR LED 55。 简言之，当IR探测器202没有探测到调制IR光时，IR LED 55没有 发射IR光。

当IR探测器202导通时(表示探测到调制IR光)，晶体管Q1的发 射极接地。晶体管Q1与Q2，电阻R1、R2、R3和R4，电容C1和C2及 IR探测器202以周知的方式结合起来做为一个多谐振荡器(图1中 40)调节振荡并在大约47KHz处产生一个方波。因此在晶体管Q2的 集电极的信号，是一个当调制IR光被IR探测器202探测到时的周 期内产生的47KHz的方波信号。IR探测器202做为一个开关调节多 谐振荡器的开和关。晶体管Q3和Q4，电阻R5、R6、R7和R8及 IRLED 55的结合形成传递部分(50)，并以周知的方式用做一个两 级发射极跟随器放大器，当调制IR光被IR探测器202探到时，响 应振荡器40的输出，在周期内以47KHz频率驱动IR LED 55的开和 关。因此，IRLED 55产生一个以47 KHz的频率调制的编码IR光信 号。IR探测器202做为信号门，控制调制信号从振荡器40向传递 部分50的传递。

图4是图3中所示的IR探测器202的又一个实施例简图。图3中 所示IR中继器里的IR探测器202是一个装配好的并调制到调制信 号中心频率对应于45KHz的单IR探测器。

在图4中，晶体管Q1的发射极通过第一IR探测器204和第二IR 探测器206的并联接地。第一IR探测器204被调到38KHz的调制信 号中心频率处，此探测器是TEMEC(德律风根微电子公司)制造的 TFMS/380型IR探测器。第二IR探测器206被调到56KHz的调制信号 中心频率处，此探测器是TEMEC制造的TEMS/560型IR探测器。

以上所述的IR中继器提供了一种有CFLS存在时依然可靠工作 的、并能与任何厂家制造的设备共同使用的IR中继器。