本書共8章，從紅外光電轉換，紅外裝置的基本組成講起，系統地分章介紹了紅外探測和控制的基本原理、簡易單通的紅外遙控，單通道步進式遙控、頻分多路控制、碼分多路控制、熱釋電紅外探測原理及復合探測技術、各種實用控制電路和系統等，全書由淺入深，從簡單到復雜，條理清楚，系統性強，每章在闡明其工作原理和系統組成后，插進相應的紅外應用電路或系統，全書計紅300例，內容豐富，資料翔實，實例中還介紹了各種紅外傳感器件和不同的單元電路間的配置方法、電路的設計技巧，典型的電路的設計步驟，計算方法及電子元器件的合理選用等。

本書從光電轉換，紅外裝置的基本組成講起，系統地介紹了紅外探測/控制的基本原理，簡易單通道的紅外遙控、單通道步進式遙控、頻分多路的遙控，熱釋電紅外探測原理及應用，各種實用的遙控電路和系統等，本書內容豐富，由簡單到復雜，由淺入深，條理清楚，圖文并茂，通俗易懂，書中給出的各種紅外應用電路和紅外系統300余例，介紹了各種紅外感器件和單元電路間的配置方法和設計的技巧，典型電路和設計的步驟及元器件的合理選用等，資料翔實，實用性強。

本書適合從事測控技術，光電技術和電子電路設計，開發工作的人員以及廣大電子愛好者的閱讀，也可以作為大專院校、軍事院校的測控，自動控制、電子工程、信息工程、通信工程、紅外激光、應用物理以及微電子技術等專業的師生進行教學、課程設計、開展電子競賽的參考書。

第1章　紅外探測/控制原理及光電接收　1

1.1　紅外探測/控制基本原理　1

1.1.1　紅外輻射及近紅外光波譜　1

1.1.2　紅外光發射方式及紅外發收系統的基本組成　1

1.2　紅外光探測/遙控系統的基本結構和控制方式　3

1.3　紅外發光二極管的驅動和紅外光發射電路設計　5

1.3.1　發光二極管直流驅動方式　5

1.3.2　發光二極管的交流驅動方式　7

1.3.3　發光二極管的脈動電流驅動與數字調制　7

1.3.4　紅外光束脈沖編碼與發射效率　8

1.3.5　種實用紅外發射電路　9

1.4　紅外光電轉換傳感頭電路　13

1.4.1　紅外光電轉換器件概述　13

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與半導體探測器一樣，高溫超導紅外探測器可分為熱敏型和光子型兩大類，以下著重談談這兩類探測器的探測機理。目前國內外高溫超導紅外探測器應用研究，主要精力是放在熱敏型(Bolometer)上，且熱敏型探測器的研制已逐漸成熟，并進入實用階段。其工作原理為:Bolometer即測輻射熱計，是一種測量紅外輻射的熱敏電阻，是一種阻值隨所接收紅外輻射量變化的紅外探測器，它是利用超導體從正常態轉變到超導態時電阻隨溫度變化而急劇變化的特性來檢測紅外輻射的，如圖1所示。從圖1中可見，在超導轉變邊緣，微小的溫度變化，將產生急劇的電阻變化，且轉變區越陡越好，曲線越陡，超導器件的靈敏度將越高.P.LRichards等人對于超導轉變溫度Tc=90K，超導零電阻溫度Tc0=80K的高溫超導Bolometer的性能進行了估算，其噪聲等效功率NEP為(1~20)x10^-15WHz^1/2。并且由于Bolometer的熱效應，高溫超導Bolometer的光譜響應是很寬的，它提供較平坦的響應直到亞毫米甚至毫米波段，且響應僅與吸收的輻射功率有關，而與波長無關。

光子型紅外探測器，按工作原理可分為3種:光輔助隧道效應、非平衡光電效應和光磁量子效應。3種當中以光輔助隧道效應為基礎的Josephson結探測器進展較快，現簡述其工作原理.光輔助隧道效應即Josephson效應的工作原理是:把具有超導體(s)一絕緣體(I)一超導體(S)結構叫做Josephson結.當對這種隧道結加恒定電場時，結區產生高頻電流，并輻射或吸引電磁波，其頻率v與電壓有如下關系:v=e(V)/h該公式說明光子能量hv可引起超導隧道結的I一V特性發生變化.根據這個原理可以制成性能優良的紅外探測器.但目前高溫超導Josephson結探測器研究由于機理較為復雜，特性較難控制，仍處于實驗室中的探索研究階段。

閉環控制電路是指與控制對象存在反饋聯系的控制電路。開環控制電路結構簡單，成本低，但控制精度較低。為在系統中保持轉速的恒定，可以加入一些測量比較元件組成閉環系統。

與控制對象存在反饋聯系的控制電路。開環控制電路結構簡單，成本低，但控制精度較低。為在系統中保持轉速的恒定，可以加入一些測量比較元件組成閉環系統。

閉環控制測速發電機SF就是測量元件。將測速發電機的電壓取出一部分Uf與給定電壓Ug反向串聯,并將差值ΔU作為放大器的輸入信號,即ΔU=Ug-Uf。自動調速過程如下：設電動機(M)原來穩定工作于額定轉速,若負載突然增大，主回路電壓降增大，電動機轉速下降，反饋電壓Uf也隨之下降。由于給定電壓Ug沒有變，所以加到放大器輸入端的電壓ΔU 便自動升高,它使晶閘管整流電路輸出電壓Ud增加，補償了所增大的電壓降，于是電動機轉速又回升到接近原來的數值。反饋作用有兩種情況，若反饋信號和原輸入信號極性相同叫正反饋；反之，叫負反饋。正反饋使系統放大倍數增大，負反饋使系統放大倍數減小。在自動控制系統中主要應用的是負反饋。在單閉環調速系統中，忽略一些次要因數后，各環節的靜態（穩態）規律如下:電壓比較環節ΔU=Ug-Uf；放大器Uk=KpΔU；觸發器及晶閘管整流裝置Ud=KsUk；晶閘管-電動機系統開環機械特性n=(Ud-IdR∑)/Ce;測速發電機Uf=αn。以上各式中,Kp是放大器的電壓放大倍數；Ks是晶閘管裝置的電壓放大倍數；α 是測速發電機的反饋系數。上述關系式中消去中間變量，可得轉速負反饋單閉環調速系統的靜特性方程式 。

式中K=KpKsα/Ce,叫做閉環系統的開環放大倍數，它好象是在測速發電機輸出端把反饋回路斷開，從放大器輸入一直到測速發電機輸出的總的電壓放大倍數，是各個環節單獨放大倍數的乘積。這里是以1/Ce=n/ED作為電動機環節的“放大倍數”的。

閉環調速系統的靜特性根據調速系統各環節的靜態關系式可以畫出系統的靜態結構圖(圖1)。圖1中各方塊中的符號是該環節的放大倍數

分別表示開環和閉環系統的機械特性。可見，只要系統的開環放大倍數K足夠大，總可以把閉環系統的靜態轉速降Δпb減小到允許的范圍，并把調速范圍提高到預定的要求。2100433B