IR-Modulation<

IR-Fernbedienungen senden ein Lichtsignal im unsichtbaren Infrarotbereich aus, das mit einer Frequenz um 40 kHz aus- und eingeschaltet wird. Dadurch erhöht sich die Störsicherheit des Empfängers: Ein Bandpassfilter lässt nur diese Frequenzen passieren und sperrt zufällige Störsignale aus. Durch Modulation dieses Sendesignals werden Informationen zum Empfänger übertragen.

Das rechte Bild zeigt ein IR-Trägersignal von 38 kHz. Die Signalfolge (Burst) hat eine Sendedauer von circa 560 µs, das sind in etwa 21 Wellenzüge des Trägersignals. Durch zeitlich versetztes Senden der Signalfolgen lassen sich Daten übermitteln. Die Bursts und die Pausen zwischen ihnen kodieren die Information, die an den Empfänger übermittelt werden soll. Das Trägersignal ist im rechten Bild wegen der geringen Auflösung nicht zu erkennen.

Die Kodierung erfolgt nach unterschiedlichen Verfahren durch Variation der Burst- und Pausendauer (Impulstelegramm). Dem Beispiel könnte eine Pulsweitencodierung zu Grunde liegen: Ein Burst, gefolgt von einer gleichlangen Pause entspricht einem gesetzten Bit 1, ein Burst, gefolgt von einer Pause doppelter Länge dem Bit 0.

Verbreitet sind die Verfahren RC-5 und RC-6, die auf die Firma Philips zurückgehen. Sie verwenden einen Träger von 36 kHz. Die Bursts und Pausen haben jeweils eine Dauer von 900 µs. Der Kodierung liegt eine Phasenmodulation nach Manchester zu Grunde. Dadurch treten Pausen und Bursts von einfacher und maximal doppelter Dauer auf. Ein Signalpaket überträgt 14 Bit, so dass pro Sekunde ein Sendebefehl mindestens zehnmal wiederholt ausgestrahlt wird.

Technische Realisierung

Handgerät

Im Handgerät, beziehungsweise der Fernbedienung, befindet sich eine Batterie, eine Steuerschaltung, das Tastenfeld und eine Galliumarsenid-Leuchtdiode. Die Steuerschaltung erzeugt für jede Taste einen spezifischen Code und liefert die damit modulierte Trägerfrequenz (beispielsweise 36 kHz) an die Leuchtdiode. Oft ist ein Treibertransistor zur Verstärkung dazwischengeschaltet. Die Modulationsfrequenz wird von einem Oszillator erzeugt, der meistens mit einem Keramikresonator arbeitet.

Empfänger

Der Empfänger, etwa im Fernsehempfänger, besteht aus einer Silizium-Fotodiode, einem bei 36 kHz selektiv arbeitenden Verstärker und einem Demodulator, der das digital codierte Signal an die Steuerschaltung des Gerätes liefert. Während solche Empfänger früher aus diskreten Bauteilen aufgebaut waren, sind heute integrierte Schaltungen verfügbar, die alle diese Funktionen enthalten. Vor der Fotodiode sitzt ein für sichtbares Licht undurchlässiges Sperrfilter, um Störungen zum Beispiel von Energiesparlampen - deren Licht mit ähnlichen Frequenzen moduliert ist - zu vermeiden.

Anwendungen

IR-Fernbedienungen werden für Haushaltsgeräte und vor allem im Bereich der Unterhaltungselektronik verwendet. Funk-Fernbedienungen finden unter anderem zum Öffnen/Schließen von Garagentoren oder zum Ver-/Entriegeln von Automobilen (seit den 1990er Jahren) Verwendung.

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