红外线学习装置的制作方法

本发明提供一种红外线学习装置，特别涉及一种学习红外线信号的频率与波形的红外线学习装置。

背景技术：

随着科技的发展，现有万用遥控器可对应多种的电子装置进行控制。此种万用遥控器为预先储存不同厂牌的电子装置所使用的红外线信号。当使用者通过万用遥控器控制特定厂牌的电子装置时，其将发出对应的红外线信号至特定厂牌的电子装置以进行操控。

然而，对于没有预先储存特定厂牌的电子装置所使用的红外线信号，使用者将无法通过万用遥控器控制上述特定厂牌的电子装置。因此，现有万用遥控器只能对预设类型的电子装置进行遥控，并无法适用于任何使用红外线信号的电子装置

技术实现要素：

本发明提供了一种红外线学习装置，其硬件装置对红外线信号进行放大、整形与取样，以得到较佳的数字信号(关联于红外线信号)。接着红外线学习装置的软件装置再根据关联于红外线信号的数字信号计算红外线信号的波形与红外线信号中载波的频率。据此，本发明的红外线学习装置可通过硬件装置与软件装置来学习由一外部装置所发射的红外线信号。

本发明实施例提供一种红外线学习装置，学习由一外部装置所发射的一红外线信号。红外线信号包括一带载波区间与一无载波区间。带载波波形具有一载波。红外线学习装置包括一红外线传接器、一放大整形电路、一取样电路与一处理器。红外线传接器接收红外线信号。放大整形电路电连接红外线传接器，放大并整形红外线信号，以产生关联于红外线信号的一数字信号。取样电路电连接放大整形电路。取样电路每隔一段时间取样数字信号，并对数字信号执行一电平切换记录操作，以于数字信号具有一电平变换时产生一电平切换时点信息。而处理器则电连接取样电路与红外线传接器，且用以执行下列步骤：判断是否接收到该电平切换时点信息；若判断接收到该电平切换时点信息，计算两相邻的该电平切换时点信息的一时间间隔；将该时间间隔累积到该带载波区间的一带载波时间或该无载波区间的一无载波时间；以及判断是否到达该结束时间，若判断没有到达该结束时间，回到判断是否接收到该电平切换时点信息的步骤，若判断到达该结束时间，根据该带载波时间、该无载波时间与该载波的一半周期个数计算该红外线信号的一波形与该带载波区间的该载波的一频率。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与说明书附图仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1是本发明一实施例的外部装置、红外线学习装置与受控装置的关系图。

图2是本发明一实施例的红外线学习装置的示意图。

图3是本发明一实施例的放大整形电路的电路图。

图4是本发明一实施例的处理器的流程图。

图5是本发明一实施例的步骤s430的细节流程图。

图6是本发明一实施例的数字信号的波形图。

附图标记说明：

50：外部装置

60：受控装置

100：红外线学习装置

110：红外线传接器

120：放大整形电路

122：放大电路

124：整形电路

130：取样电路

140：处理器

ir：红外线信号

sd：数字信号

in：电平切换时点信息

r1、r2、r3、r4、r5：电阻

vin：电压

q1：n型晶体管

so：红外线放大信号

vr：参考电压

cp1：比较器

t1、t2、t3、tn、tn+1、tn+2、tm、tm+1、tm+2、tm+3、tm+4、tm+5、tm+6、tm+7、tp、tp+1：时间间隔

ra：带载波区间

rb：无载波区间

cw：载波

i0、i1、i2、i3、in-1、in、in+1、im、im+1、im+2、im+3、im+4、im+5、im+6、im+7、ip、ip+1：电平切换时点信息

ta：带载波时间

tb：无载波时间

s410、s420、s430、s440、s445：步骤

s510、s520、s530、s540、s550、s560、s570、s580：步骤

具体实施方式

在下文中，将通过附图说明本发明的各种例示实施例来详细描述本发明。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，附图中相同参考数字可用以表示类似的元件。

首先，请参考图1，其显示本发明一实施例的外部装置、红外线学习装置与受控装置的关系图。如图1所示，外部装置50发射一红外线信号ir以对受控装置60进行遥控。红外线学习装置100学习由外部装置50所发射的红外线信号ir。而在学习完成后，红外线学习装置100将可发射与外部装置相同的红外线信号ir，以同样对受控装置60进行遥控。在本实施例中，外部装置50为发射特定频率的红外线信号的遥控器。受控装置60为液晶电视，且液晶电视受控于特定频率的红外线信号。而本实施例的红外线学习装置100则为一万用遥控器，用以整合受控装置60与其他受控装置(未绘于附图中)的特定频率的红外线信号。使得受控装置60与其他受控装置可以受控于一个红外线学习装置100，而不需要使用多个遥控器。而外部装置50、红外线学习装置100与受控装置60亦可整合到其他电子产品之中，本发明对此不作限制。

接下来，请参考图2，其显示本发明一实施例的红外线学习装置的示意图。如图2所示，红外线学习装置100包括一红外线传接器110、一放大整形电路120、一取样电路130与一处理器140。红外线传接器110电连接处理器140，且接收由外部装置50所发射的红外线信号ir。

在本实施例中，红外线传接器110具有一传接孔(未绘于附图中)，且处理器140控制红外线传接器110传送或接收红外线信号ir。因此，当处理器140控制红外线传接器110为一接收模式时，红外线传接器110将通过传接孔接收外部装置50所发射的红外线信号ir，以学习红外线信号ir。

放大整形电路120电连接红外线传接器110。而所接收的红外线信号ir为模拟信号。因此，放大整形电路120将放大并整型红外线信号ir，以产生关联于红外线信号ir的一数字信号sd。请同时参考图5，其显示本发明一实施例的数字信号的波形图。数字信号sd是为数字形式的红外线信号ir，且为一方波信号。数字信号sd包括一带载波区间ra与一无载波区间rb。带载波区间ra具有一载波cw。而无载波区间rb则为0。

在本实施例中，放大整形电路120包括一放大电路122与一整形电路124。放大电路122包括一n型晶体管q1与电阻r1、r2、r3。n型晶体管q1的漏极端经由电阻r1接收一电压vin。n型晶体管q1的源极端经由电阻r3接地。n型晶体管q1的栅极端接收红外线信号ir。而电阻r2则电连接在栅极端与漏极端之间。因此，n型晶体管q1将根据电阻r1-r3之间的电阻关系放大红外线信号ir，并据此产生一红外线放大信号so至整形电路124。

整形电路124包括一比较器cp1与电阻r4、r5。比较器cp1的正相输入端经由电阻r4电连接n型晶体管q1的漏极端，以接收红外线放大信号so。电阻r5电连接于比较器cp1的正相输入端与其输出端之间。而比较器cp1的反相输入端则接收一参考电压vr。因此，比较器cp1将比较红外线放大信号so与参考电压vr的电压值大小，以将模拟形式的红外线信号ir整形为数字信号sd。有关放大整形电路120，所属领域技术人员亦可以其他硬件电路架构来完成，本发明对此不作限制。

经过放大整形的数字信号sd可能会发生失真(distortion)状况，使得每个周期的占空比(dutycycle)不尽相同，进而导致一个数字信号sd中具有至少一个占空比。为了避免失真状况发生，放大整形电路120电连接取样电路130。取样电路130将每隔一段时间取样数字信号sd，并对数字信号sd执行一电平切换记录操作，以于数字信号sd具有一电平变换时产生一电平切换时点信息。而有关取样电路130每隔一段时间取样数字信号sd，并对数字信号sd执行电平切换记录操作为所属技术领域技术人员所悉知，故在此不再赘述。如图6所示，取样电路130将在数字信号sd具有电平变换时产生电平切换时点信息i0、i1、i2、i3…in-1、in、in+1…im、im+1、im+2、im+3、im+4、im+5、im+6、im+7…ip、ip+1…并传送到处理器140。

处理器140电连接取样电路130与红外线传接器110，且执行以下步骤，以进一步根据接收到的电平切换时点信息st学习红外线信号ir。以下将以不考虑红外线信号ir是否有噪声的情况下来进行步骤说明。请同时参考图4与图6，首先，处理器140将判断是否接收到取样电路130所传送的电平切换时点信息in(步骤s410)。若处理器140判断没有接收到电平切换时点信息in时，处理器140将重新判断是否接收到电平切换时点信息in，即回到步骤s410。

而若处理器140判断有接收到电平切换时点信息in时，处理器140将计算两相邻的电平切换时点信息in的时间间隔(步骤s420)。举例来说，若处理器140判断有接收到电平切换时点信息i1，处理器140将计算两相邻的电平切换时点信息i1与i0的时间间隔t1。若处理器140判断有接收到电平切换时点信息i2，处理器140将计算两相邻的电平切换时点信息i2与i1的时间间隔t2。

处理器140接着将时间间隔累积到带载波区间ra的带载波时间ta或者无载波区间rb的无载波时间tb其中之一(步骤s430)。更进一步来说，请同时参考图5，其显示本发明一实施例的步骤s430的细节流程图。如图5所示，处理器140计算出两相邻的电平切换时点信息in的时间间隔之后，将判断时间间隔是否为载波cw的一半周期时间，以据此判断时间间隔中的信号有可能位于带载波区间ra或位于无载波区间rb之中(步骤s510)。在本实施例中，载波cw的半周期时间为预先设定的时间区间，例如30～40微秒。

若处理器140判断时间间隔为载波cw的半周期时间，处理器140将时间间隔累积至一连续波形持续时间，且将半周期时间的一总个数加一(步骤s520)。值得注意的是，带载波区间ra中，载波cw的半周期时间通常为30～40微秒，而无载波区间rb中，其时间区间亦有可能会出现接近载波cw的半周期时间。因此，连续波形持续时间有可能出现在带载波区间ra或无载波区间rb之中。举例来说，如图6所示，若处理器140判断有接收到电平切换时点信息i3，处理器140将计算两相邻的电平切换时点信息i3与i2的时间间隔t3，且判断时间间隔t3是否为载波cw的半周期时间。若处理器140判断时间间隔t3(例如35微秒)为载波cw的半周期时间(例如30～40微秒)，处理器140将时间间隔t3累积至连续波形持续时间之中，且将半周期时间的总个数加一。

而若处理器140判断时间间隔不为载波cw的半周期时间，处理器140将进一步判断前一次的时间间隔是否为载波cw的半周期时间(步骤s530)。若处理器140判断前一次的时间间隔不为载波cw的半周期时间，表示时间间隔落在无载波区间rb中。此时，处理器140将时间间隔累积至一无波形持续时间(步骤s550)。而无波形持续时间是出现在无载波区间rb之中。如图6所示，以时间间隔为tn+2为例来作说明，若处理器140判断前一次的时间间隔tn+1不为载波cw的半周期时间，表示时间间隔tn+2落在无载波区间rb中。此时处理器140将时间间隔tn+2累积至无波形持续时间之中。

而若处理器140判断前一次的时间间隔为载波cw的半周期时间，处理器140将进一步判断连续波形持续时间是否为一噪声(步骤s540)。在本实施例中，若连续波形持续时间小于一预定时间(例如300微秒)，处理器140将判断连续波形持续时间为代表噪声。反之，若连续波形持续时间大于等于一预定时间，处理器140将判断连续波形持续时间为不代表噪声，且此时的连续波形持续时间代表带载波驱间ra中的带载波时间ta。故若处理器140判断连续波形持续时间为噪声，表示连续波形持续时间落在无载波区间rb中。此时，处理器140将时间间隔与连续波形持续时间累积至无载波时间tb(步骤s560)。如图6所示，以时间间隔tm+5，累积的连续波形持续时间为150微秒，且预定时间为300微秒为例来作说明。若处理器140判断前一次的时间间隔tm+4为载波cw的半周期时间，处理器140将进一步判断出连续波形持续时间为噪声(即判断连续波形持续时间150微秒小于预定时间300微秒)，表示时间间隔tm+5与累积的连续波形持续时间落在无载波区间rb之中。此时处理器140将时间间隔tm+5与累积的连续波形持续时间累积至无载波时间tb中。据此，若无载波区间rb中发生噪声，处理器140将可藉此消除噪声的干扰。

而若处理器140判断连续波形持续时间不为噪声，表示连续波形持续时间代表带载波波形ra的带载波时间ta。此时，处理器140将连续波形持续时间作为带载波波形ra的带载波时间ta，将无波形持续时间作为无载波波形rb的无载波时间tb，将总个数作为载波cw的半周期个数，并重置连续波形持续时间、无波形持续时间与总个数(步骤s570)。在重置完连续波形持续时间、无波形持续时间与总个数之后，处理器140接着将时间间隔累积至无波形持续时间，以重新开始累计下一个周期的无载波时间tb(步骤s580)。

如图6所示，以时间间隔tn+1，累积的连续波形持续时间为560微秒，且预定时间为300微秒为例来作说明。若处理器140判断前一次的时间间隔tn为载波cw的半周期时间，处理器140将进一步判断出连续波形持续时间不为噪声(即判断连续波形持续时间560微秒大于等于预定时间300微秒)，即表示连续波形持续时间为带载波区时间ta。此时，处理器140将连续波形持续时间作为带载波波形ra的带载波时间ta，将无波形持续时间作为无载波波形rb的无载波时间tb，将总个数作为载波cw的半周期个数，并重置连续波形持续时间、无波形持续时间与总个数。接着处理器140再将时间间隔tn+1累积至无波形持续时间，以重新开始累计下一个周期的无载波时间tb。

而在步骤s520、s550、s560与s580之后，处理器140将进一步判断是否到达结束时间，以据此决定是否结束红外线学习(步骤s440)。在本实施例中，结束时间可依据数字信号sd的实际状况作设定，以确保处理器140已取得数字信号sd一个周期内的波形与频率。因此，若处理器140判断没有到达结束时间(例如2000微秒)，处理器140将回到判断是否接收到电平切换时点信息in的步骤，即回到步骤s410。反之，若处理器140判断到达结束时间(例如2000微秒)，处理器140结束红外线学习(步骤s445)。此时，处理器140将根据带载波时间ta、无载波时间tb与载波cw的半周期个数计算红外线信号ir的波形与带载波区间ra的载波cw的频率。更进一步来说，处理器140将产生带载波区间ra的带载波时间ta与无载波频率rb的无载波时间tb作为红外线信号的波形，且将载波cw的半周期个数作为带载波区间ra的载波cw的频率，以据此完成学习红外线信号ir。

以下以图6为例来说明取样电路130传送电平切换时点信息至处理器140，以供处理器140在红外线信号ir有噪声的情况下学习红外线信号ir。其中，载波cw的半周期时间预先设定为30～40微秒，结束时间预先设定为2000微秒。数字信号sd中，时间间隔t1～tn皆为35微秒，时间间隔tn+1为150微秒，时间间隔tn+2～tm皆为2.5微秒，时间间隔tm+1为150微秒，时间间隔tm+2～tm+4皆为35微秒，时间间隔tm+5为150微秒，时间间隔tm+6～tp皆为35微秒，且时间间隔tp+1为150微秒。

如图6所示，处理器140一开始判断接收到电平切换时点信息i0，由于目前没有接收到其它相邻的电平切换时点信息，故时间间隔为0秒。处理器140将判断时间间隔(即0秒)不为载波cw的半周期时间(即30～40微秒)。接着，处理器140将执行步骤s530与s550，以将时间间隔(目前为0)累积至第二时间。由于结束时间(即2000微秒)并未到达，处理器140将回到步骤s410。

接下来，处理器将判断接收到电平切换时点信息i1，处理器140将计算两相邻的电平切换时点信息i1与i0的时间间隔t1，且判断时间间隔t1(即35微秒)为载波cw的半周期时间(即30～40微秒)。处理器140接着将时间间隔t1(即35微秒)累积至连续波形持续时间，且将半周期时间的总个数加一。此时，累积的连续波形持续时间为时间间隔t1，且半周期时间的总个数为1。由于结束时间(即2000微秒)并未到达，处理器140将回到步骤s410。

接着，处理器140同样将接收到的电平切换时点信息i2、i3…in进行步骤s410、s420、s510、s520、s440。此时，累积的连续波形持续时间为时间间隔t1+t2+t3+…+tn，且半周期时间的总个数为n个。同样地，由于结束时间(即2000微秒)并未到达，处理器140将回到步骤s410。

接下来，处理器140将判断接收到电平切换时点信息in+1，处理器140将计算两相邻的电平切换时点信息in+1与in的时间间隔tn+1，且判断时间间隔tn+1(即150微秒)不为载波cw的半周期时间(即30～40微秒)。处理器140接着将判断前一次的时间间隔tn为载波cw的半周期时间且判断连续波形持续时间不为噪声，表示连续波形持续时间为带载波时间ta，且时间间隔tn+1落在一开始的无载波时间tb。此时，处理器140将连续波形持续时间(即t1+t2+t3+…+tn)作为带载波波形ra的带载波时间ta，将无波形持续时间作为无载波波形rb的无载波时间tb，将总个数(即总个数为n)作为载波cw的半周期个数，并重置连续波形持续时间、无波形持续时间与总个数。接着处理器140再将时间间隔tn+1累积至无波形持续时间，以重新开始累计下一个周期的无载波时间tb，并回到步骤s410。

处理器140接着将依序判断时间间隔tn+2…tm、tm+1不为载波cw的半周期时间，且前一次的时间间隔不为半周期时间，以依序将时间间隔tn+2…tm、tm+1累积至无波形持续时间，并回到步骤s410。

接着，处理器140依序判断时间间隔tm+2～tm+4为载波cw的半周期时间，以依序将时间间隔tm+2～tm+4累积至连续波形持续时间之中，且依序将半周期时间的总个数加一(即总个数为3)，并回到步骤s410。再来，处理器140将判断时间间隔tm+5(即150微秒)不为载波cw的半周期时间，且前一次的时间间隔tm+4(即35微秒)为半周期时间(即30～40微秒)。此时，处理器140将进一步判断连续波形持续时间为噪声(即判断连续波形持续时间105微秒小于预定时间300微秒)，且将时间间隔tm+5与连续波形持续时间累积至无波形持续时间，并回到步骤s410。

接下来，接着，处理器140将接收到的电平切换时点信息im+6、im+7…ip进行步骤s410、s420、s510、s520、s440。此时，累积的连续波形持续时间为时间间隔tm+6+tm+7+…+tp，且半周期时间的总个数为(p)-(m+6)个，并回到步骤s410。

再来，处理器140判断时间间隔tp+1(即150微秒)不为载波cw的半周期时间(即30～40微秒)。处理器140接着将判断前一次的时间间隔tp为载波cw的半周期时间且判断连续波形持续时间不为噪声，表示连续波形持续时间为带载波时间ta，且时间间隔tp+1落在一开始的无载波时间tb。此时，处理器140将连续波形持续时间(即tm+6+tm+7+…+tp)作为带载波波形ra的带载波时间ta，将无波形持续时间作为无载波波形rb的无载波时间tb，将总个数(即总个数为n)作为载波cw的半周期个数，并重置连续波形持续时间、无波形持续时间与总个数。接着处理器140再将时间间隔tn+1累积至无波形持续时间，以重新开始累计下一个周期的无载波时间tb。

直到处理器140判断已到达结束时间(即2000微秒)，处理器140将结束红外线学习。此时，处理器140将根据带载波时间ta、无载波时间tb与载波cw的半周期个数(即在学习过程中所取得的至少一个带载波时间ta、至少一个无载波时间tb与至少一个载波cw的半周期个数)计算红外线信号ir的波形与带载波区间ra的载波cw的频率。更进一步来说，处理器140将产生带载波区间ra的带载波时间ta与无载波频率rb的无载波时间tb作为红外线信号的波形，且将载波cw的半周期个数作为带载波区间ra的载波cw的频率，以据此完成学习红外线信号ir。

在完成学习红外线信号ir之后，红外线学习装置100将具有与外部装置50相同的红外线信号ir。此时，处理器140可控制红外线传接器110通过传接孔传送红外线信号ir，以遥控对应的受控装置60。

综上所述，本发明实施例所提供的红外线学习装置，其通过硬件装置(即放大整形电路与取样电路)对红外线信号进行放大、整形与取样，以得到较佳的数字信号(关联于红外线信号)。接着软件装置(即处理器)再根据关联于红外线信号的数字信号计算红外线信号的波形与红外线信号中载波的频率。据此，本发明的红外线学习装置可通过硬件装置与软件装置来学习由外部装置所发射的红外线信号。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。