【正文】 放大器 OP2，再進(jìn)行第二級(jí)放大，同時(shí)將直流電位抬高為 VM(≈) 后，將輸出信號(hào) V2送到由比較器 COP1 和 COP2 組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號(hào) Vs。 圖 工作原理 : 上圖 為 BISS0001 紅外傳感器信號(hào)處理器的原理框圖 。光敏電阻器的電阻值有較大的離散性。 硫化鎘（ Cds） 即 光敏電阻器，這是目前最常見的光敏電阻器。最上面部分的每一等份為一個(gè)透鏡單元，它們由一個(gè)個(gè)同心圓構(gòu)成，同心圓圓心在透鏡單元內(nèi)。 圖 菲涅爾透鏡 根據(jù)菲涅耳原理制成，把紅外光線分成可見區(qū)和盲區(qū)，同時(shí)又有聚焦的作用，使熱釋電人體紅外傳感器 (PIR) 靈敏度大大增加。 紅外線熱釋電傳感器的安裝要求 ： 紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內(nèi)，其誤報(bào)率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系。 C ，即309~，其輻射的最強(qiáng)的紅外線的波長為λ m=2989/（ 309~）=~，中心波長為 。環(huán)境與自身的溫度變化由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了它不向外輸出信號(hào)；而傳感器的低頻響應(yīng)（一般為 ~10Hz）和對(duì)特定波長紅外線（一般為 5~15um）的響應(yīng)決定了傳感器只對(duì)外界的紅外線的輻射而引起傳感器的溫河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 度的變化而敏感，而這種變化對(duì)人體而言就是移動(dòng)。但這兩個(gè)電容的極性是相反串聯(lián)的。傳感器主要有外殼、濾光片、熱釋電元件 PZT、場效應(yīng)管 FET 等組成。 如圖 所示 熱釋電效應(yīng) 當(dāng)一些晶體受熱時(shí)，在晶體兩端將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷，這種由于熱變化產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象，被稱為熱釋電效應(yīng)。 人體熱釋電紅外線傳感器（以下簡稱：傳感器）由敏感單元、阻抗變換器和濾光窗等三大部分組成 。輸出延遲時(shí)間Tx由外部的 R9 和 C7的大小調(diào)整，值為 Tx≈24576xR9C7 ；觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti 由外部的 R10 和 C6 的大小調(diào)整，值為 Ti≈24xR10 C6。當(dāng)人離開感應(yīng)區(qū)域，感應(yīng)器進(jìn)入延時(shí)狀態(tài)，待已設(shè)置河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 的延時(shí)時(shí)間段過后，感應(yīng)器自動(dòng)關(guān)閉其連接的負(fù)載。探頭內(nèi)包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元，而且制成 的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無信號(hào)輸出。人體溫度產(chǎn)生的輻射在光譜中屬于紅外線的范圍。所以通過這種直接和間接的損耗，每年電能的損失就達(dá)數(shù)億元。本開關(guān)能探測(cè)來自移動(dòng)人體的紅外輻射，只要人體進(jìn)入探測(cè)區(qū)域，開關(guān)會(huì)自動(dòng)開啟。然而由于許多不可控因素的出現(xiàn)及人們?nèi)粘Ａ?xí)慣所限，造成了大量的電能的浪費(fèi)。本課題從實(shí)際出發(fā)，準(zhǔn)備對(duì)紅外線樓道自動(dòng)照明系統(tǒng)進(jìn)行探索，隨著現(xiàn)代化的發(fā)展 ,工業(yè) ,農(nóng)業(yè) ,商業(yè) ,教育等等行業(yè)的用電量都大幅度增加 ,在這種情況下電能的浪費(fèi)成為人們普遍關(guān)注的問題 。所以，傳感器對(duì)人體的移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)敏感，對(duì)靜止或移動(dòng)很緩慢的人體不敏感；它可以抗可見光和大部分紅外線的干擾。且體積小，自耗電微少。 上圖中， R3為光敏電阻，用來檢測(cè)環(huán)境照度。 一般人體都 有恒定的體溫，一般在 37 度，所以會(huì)發(fā)出特定波長 10UM 左右的河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的 10UM 左右的紅外線而進(jìn)行工作的。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生 ΔT ，則有 ΔT 輸出；若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒 有變化，傳感器也沒有輸出了。由于它的輸出阻抗極高，所以傳感器中有一個(gè)場效應(yīng)管進(jìn)行 阻抗變換。如， SD02 的敏感單元由鋯鈦酸鉛制成； P2288 由 LiTaO3 制成。同理，在燈光或陽光下，因陽光移動(dòng)的速度非常緩慢，P P2 上的紅外線光能能量仍然可以看作是相等的，且在回路中相互抵消；再加上傳感器的響應(yīng)頻率很低（一般為 ~10Hz），即傳感器對(duì)紅外光的波長的敏感范圍很窄（一般為 5~15um），因此，傳感器對(duì)它們不敏感。例如， SCA021 對(duì) ~14um 波長的紅外線的穿透量為 70%，在 處時(shí)下降為 65%，而在 %； P2288 的響應(yīng)波長為 6~14um，中心波長為 10um。 但是，被動(dòng)式熱釋電傳感器也有缺點(diǎn)，如： ，容易受各種熱源、光源干擾； ，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收； ； ，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈； ，對(duì)徑向 方向運(yùn)動(dòng)的 物體檢測(cè)能力比較差 抗干擾性能： 探測(cè)器安裝在推薦地使用高度，對(duì)探測(cè)范圍內(nèi)地面上地小動(dòng)物，一般不產(chǎn)生報(bào)警。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng) 氣流活動(dòng)的地方。菲涅爾透鏡采用塑料片制作而成。也可以這樣理解，人體在檢測(cè)區(qū)內(nèi)活動(dòng)時(shí)，一離開一個(gè)透鏡單元的視場，又會(huì)立即進(jìn)入另一個(gè)透鏡單元的視場，（因?yàn)?相鄰?fù)哥R單元之間相隔很近），傳感器上就出現(xiàn)隨人體移動(dòng)的盲區(qū)和可見區(qū)，導(dǎo)致傳感器的溫度變化，而輸出電信號(hào)。光敏電阻器的電阻值隨光照強(qiáng)度而變化。 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 BISS0001 紅外傳感器的原理 BISS0001 熱釋電紅外控制集成電路采用標(biāo)準(zhǔn)的 DIP16 腳塑封結(jié)構(gòu)，內(nèi)部由系統(tǒng)時(shí)鐘、兩級(jí)運(yùn)放、電壓比較器、檢測(cè)器、計(jì)時(shí)器、過零檢測(cè)器及輸出控制電路等組成。在輸出延遲時(shí)間 Tx 之外和無 VS 的上跳變時(shí)， Vo 保持低電平狀態(tài) 3 RR1 輸出延遲時(shí)間 Tx的調(diào)節(jié)端 4 RC1 輸出延遲時(shí)間 Tx的調(diào)節(jié)端 5 RC2 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti的調(diào)節(jié)端 6 RR2 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti的調(diào)節(jié)端 7 VSS 工作電源負(fù)端 8 VRF I 參考電壓及復(fù)位輸入端。 當(dāng) A端接 “0” 電平時(shí)，在 Tx 時(shí)間內(nèi)任何 V2的變化都被忽略，直至 Tx 時(shí)間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。 集成運(yùn)放是一種高放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻的直接耦合放大電路 。及滿足如下關(guān)系： UU+ 時(shí) ， UO=UOL UU+ 時(shí) ， UO=UOH 簡單電壓比較器 ： 我們把參考電壓和輸入信號(hào)分別接至集成運(yùn)放的同相和反相輸入端，就組成了簡單的電壓比較器。 下面著重介紹窗口比較器 : 簡單比較器和回滯比較器有一個(gè)共同的特點(diǎn) ,即 U1單方向變化時(shí) ,U0只跳變一次 ,因而只能檢查一個(gè)電平 如果要判斷 U1 是否在某兩個(gè)電平之間 ,則應(yīng)采用窗口比較器電路構(gòu) ， 窗口比較器的主要特點(diǎn)是輸入信號(hào)單方向變化 (例如 從足夠低單調(diào)升高到足夠高 )可使輸出電壓跳邊兩次。 ，當(dāng)環(huán)境光線充足時(shí)，燈泡將會(huì)閃三次，一分鐘后初始化結(jié)束，開關(guān)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，用物體遮住環(huán)境光線使開關(guān)感應(yīng)工作，人不離開且在活動(dòng)，開關(guān)將持續(xù)工作；人離開后，開關(guān)自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉負(fù)載。但由于是初次自己設(shè)計(jì)電路 ,在整個(gè)過程中也存不少問題 ,碰到問題是件麻煩的事 ,但解決問題本身又是充滿樂趣的 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 參 考 文 獻(xiàn) 1 閻石 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M] 西安： 高等教育出版社 2021 2 趙保經(jīng)，中國集成電 路大全 [M] 北京： 國防工業(yè)出版社， 1985。 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 附錄 紅外感應(yīng)式照明開關(guān)的原理圖 。 4 呂思忠，數(shù)子電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) [M] 哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 ,2021。 注意事項(xiàng) ，等安裝好后再加電。 開關(guān) 的安裝 調(diào)試 以及 注意事項(xiàng) ，當(dāng)有人進(jìn)入開關(guān)感應(yīng)范圍時(shí)，專用傳感器探測(cè)到人體紅 外光譜的變化，開關(guān)自動(dòng)接通負(fù)載。相反， 當(dāng)輸入電壓從高逐漸到低時(shí)， uo將從低電平變?yōu)楦唠娖健?