鄭穎仁

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從IR到RF　全新射頻遙控器實現雙向傳輸
文章轉載於電子工程專輯======================一般來說，新技術通常很快地就會被採納，特別是在消費電子產品領域。如果這種技術既新且酷，消費者總希望能夠立即擁有。
然而有時候即使有更好的技術，舊有的技術也照用不誤，家中所用的遙控器就是如此。大多數人仍在使用舊式的紅外線(IR)遙控器，這種遙控器的有效距離短，因而必須對準要控制的設備，而且也沒有任何互動性。在使用紅外線遙控器時，使用者必須注視著受控設備的螢幕，以確保選擇了正確的頻道，或檢查音量是否調低或調高了，或瀏覽選單以執行合適的命令。
但我們在鎖車門或開車門時通常不必將車鑰匙對準汽車，打電話時也不必將手機對著基地台，原因很簡單，因為你可能不知道基地台在什麼地方。使用筆記型電腦時不必對著Wi-Fi路由器，但家用電子設備的IR紅外線遙控器卻仍必須對著電視機。如果在我們和電視機之間有物體阻擋著，或二者離得太遠，當然就無法順利地遙控電視機了！這種技術真是太原始了！
在眾多的新通訊技術中，已經出現一些技術能夠提供紅外線所不可及的傳輸範圍、速度和互動性。超低功率無線技術使製造商能夠製造出永遠不需充電或更換電池的遙控器。由於電池很小且相互連接，因而意味著下一代遙控器已經不再需要那些經常損壞或遺失的電池盒蓋。
這些採用射頻(RF)技術的遙控器能夠輕鬆地穿透厚牆和櫥櫃而傳輸數據，並能實現‘雙向’傳輸，使得無線裝置或電視機可提供反饋訊號給遙控器，如頻道或音量資訊。它讓用戶再也不必重複這些動作：先看一下遙控器上的鍵盤，然後再瞄一眼電視螢幕上的選項。
這種雙向遙控概念還有助於推廣具有遠端投票和真正電視購物功能的互動式電視。RF技術可為製造商們提供更多的設計自由度，並為用戶提供設備擺放的彈性，甚至讓可將電視設備隱藏在封閉式的櫥櫃中。此外，為了搭配壁掛式的平面電視，用戶再也不必把DVD播放器或視訊轉換盒(STB)放在開放的電視架上。
讓我們仔細研究一下這種以RF控制的設備吧！相較於紅外線傳輸而言，RF技術更快、更可靠，且價格也幾乎和紅外線一樣便宜。
全球主要的消費電子產品公司(如松下、飛利浦、三星和Sony)已經體認到，紅外線遙控的協議種類太多了。因此他們共同合作成立了RF4CE聯盟，並建立起一項全球性的RF遙控標準。該標準採用的是全球通用的2.4GHz頻段(如常見的藍牙和Wi-Fi)，而其協議則是基於2003年起即已建立的IEEE 802.15.4標準。
另外，一項開放標準的優勢還在於能邀請其它公司在相同的標準基礎上自行開發應用：微調/開關照明、打開/拉上窗簾、控制暖器(或空調)。從理論上來說，以紅外線為基礎的遙控器雖然也能實現這些功能，但徵諸歷史的經驗顯示，不同的紅外線存在著大量協議已成為主要的發展障礙，而這些障礙也正是RF和新的RF4CE標準正努力解決的目標。
RF技術可提供高速、低延遲且高吞吐量的雙向通訊，因而可在遙控器上實現高速內容瀏覽、觸控面板作業、遊戲，甚至高解析度顯示等功能。這種高速RF遙控器正為用戶的體驗帶來重大的影響。一旦成為標準後，RF遙控器除了切換電視頻道以外，還能夠實現更多的功能。
在紅外線到全RF的轉換過渡期內，可先採用一種通用的遙控器解決方案，該方案中包含備用的紅外線遙控以支援傳統系統。這種組合方案能夠使用單一通用遙控器，同時支援紅外線和RF設備。
GreenPeak推出的參考設計可實現低成本和高可靠性的傳輸。該參考設計採用整合天線的低成本單層PCB，並包含一個不到4KB的協議堆疊。嵌入式IEEE 802.15.4 MAC能使產品縮短上市時程，並能實現簡單、穩定和可靠的軟體應用程式。
上述參考設計能讓設計人員開發出具有更長電池壽命的超低功率RF系統。配備了GreenPeak通訊控制器的RF遙控器基本上能夠完全不必進行維護：一顆鈕扣型電池就可以持續遙控器的整個生命週期。一節2032電池完全不必更換或充電就能使遙控器運作15年以上。
如果能夠充分利用超低功率節能技術，RF遙控器還可望以更小型電池運作更長的時間。再加上標準化後，一個遙控器可相容並應用於多種設備中，這意味著隨著新技術的普及，電池使用量將會越來越少，特別是由於電池中含有重金屬、有毒化學物質與可能污染地球的各種材料，減少電池用的趨勢也相當有利於我們的環境與綠色經濟發展。
在音視訊消費電子產品領域中，RF4CE可說是RF遙控應用的唯一開放標準，它具有低功耗、簡便和直接配對、即時反應時間、頻率捷變、相容於其它2.4GHz通訊系統、堅固耐用的連接性、安全以及可支援多種應用的優點。RF還能用來控制其它不同的應用，如家庭自動化、健康照護與安全等。
事實上，RF遙控器的發展刻不容緩，而紅外線遙控器也正迅速被淘汰中。這一發展速度是相當驚人的，試想若干年後當我們回過頭來看看這些傳統的紅外線遙控器時，大家或許會感到十分地驚訝：居然還必須對準家庭娛樂系統才能進行遙控呢！
圖說：採用GreenPeak超低功率Emerald GP500C通訊控制器、雙分差天線以及IR和RF發射器的遙控器參考設計，輕鬆地實現了從紅外線遙控器到RF遙控器的轉換。
作者：Cees Links
執行長

GreenPeak公司