【正文】 元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在 PCB 上．盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。 34 根據電路的功能單元．對電路的全部元器件進行布局時，要符合以下原則： 1)按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。若是機內調節(jié)，應放在印制板上方便于調節(jié)的地方；若是機外調節(jié)，其位置要與調節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應。熱敏元件應遠離發(fā)熱元件。 3)重量超過 15g 的元器件、應當用支架加以固定，然后焊接。 2)某些元器件或導線之間可能有較高的電位差，應加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。 在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則： 1)盡可能縮 短高頻元器件之間的連線，設法減少它們的分布參數和相互間的電磁干擾。在確定PCB 尺寸后．再確定特殊元件的位置。為了設計質量好、造價低的 PCB．應遵循以下一般原則： a）布局 首先，要考慮 PCB 尺寸大小。 PCB 簡介 家用電器上的印制電路板 .它所用的基材是由紙基 (常用于單面 )或玻璃布基(常用于雙面及多層 )預浸酚醛或環(huán)氧樹脂 ,表層一面或兩面粘上覆銅簿再層壓固化而成 .這種線路板覆銅簿板材 ,我們就稱它為剛性板 .再制成印制線路板 ,我們就稱它為剛性印制線路板 .單面有印制線路圖形我們稱單面印制線路板 ,雙面有印制線路圖形 .再通過孔的金屬化進行雙面互連形成的印制線路板 .我們就稱其為雙面板 .如果用一塊雙面作內層 ,二塊單面作外層或二塊雙面作內層 ,二塊單面作外層的印制線路板通過定位系統(tǒng)及絕緣粘結材料交替在一起且導電圖形按設計要求進行互 連的印制線路板 ,就成為四層 ,六層印制電路板了 ,也稱為多層印制線路板 .現在已有超過 100 層的實用印制線路板了 . 為進一認識 PCB 我們有必要了解一下單面雙面印制線路板的制作工藝 ,加深對它的了解 : 單面剛性印制板 :單面覆銅板 下料 刷洗 干燥 網印線路抗蝕刻圖形 33 固化檢查修板 蝕刻銅 去抗蝕印料干燥 鉆網印及沖壓定位孔 刷洗干燥 網印阻焊圖形常用綠油 UV 固化 網印字符標記圖形 UV 固化 預熱沖孔及外形 電氣開短路測試 刷洗干燥 預涂助焊防氧化劑干燥 檢驗包裝成品出廠 . PCB 制作原則 在進行 PCB 設計時．必須遵守 PCB 設計的一般原則，并應符合抗干擾設計的要求。為元器件插裝 ,檢查維修提供識別字符和圖形 .隨著電于技術的飛速發(fā)展， PCB的密度越來越高。（ ND 指示燈、 LC1 高頻濾波、 R2C2保護電路）。如此循環(huán)，電熱毯的溫度就逐漸升高 。 圖 雙向可控硅 V/I特性曲線 本為零時， V1 才截止。實際上，工作只能存在 1 和 3 象限中。 這是從雙向可控硅的 V/I 特性圖導出的代號。這表明，工況總是在 1+和 3象限，這里雙向可控硅的切換參數相同。 4）高 IL 值（ 1工況亦如此） — 對于很小的負載，若在電源半周起始點導通，可能需要較長時間的 IG，才能讓負載電流達到較高的 IL。 31 2）由 IG 觸發(fā)到負載電流開始流動，兩者之間遲后時間較長 – 要求 IG 維持較長時間。若運行在 3+象限，由于雙向可控硅的內部結構，門極離主載流區(qū)域較遠，導致下列后果： 在負載電流過零時，門 極用直流或單極脈沖觸發(fā)，優(yōu)先采用負的門極電流，理由如下。（ VGT， IGT 和 IL 的選擇原則和閘流管相同，見規(guī)則 1）因而能在四個“象限”觸發(fā)，如圖 所示。 符號如圖 5： 工作特點：雙向可控硅的主電極 T1 、 T2 無論加正向還是反向電壓，其控制極 30 G 的觸發(fā)信號無論是正向還是反向，它都能被觸發(fā)導通。它實質上也可看成是由一個控制極的兩只反向并聯(lián)的單向可控硅構成。所以，為保證成功的切換，電路應充許有足夠時間，讓負載電流降到 IH 之下，并考慮可 能遇到的最高運行溫度。它可能在沒有外部門極電流作用的情況下，回到導通狀態(tài)。）然后，閘流管將回復至完全截止的狀態(tài)。在直流電路中可用“強迫換向”，而在交流電路中則在導通半周終點實現。應用負門極電流時，特別要注意降低門極的功率耗散。 3）若由于電路要求，不能選用低靈敏度的閘流管，可在截止周期采用較小的門極反向偏流。要避免這種自發(fā)導通，可采用下列解決辦法中的一種或幾種： 1）確保溫度不超過 Tjmax。假如結溫 Tj 高于 Tjmax ,將達到一種狀態(tài)，此時漏電流足以觸發(fā)靈 敏的閘流管門極。在低溫下這些值將增大，所以驅動電路必須提供足夠的電壓、電流振幅和持續(xù)時間，按可能遇到的、最低的運行溫度考慮。這種狀態(tài)稱作閂鎖狀態(tài)。當負載電流達到閘流管的閂鎖電流值 IL 時，即使斷開門極電流，負載電流將維持不變。當門極電壓達到閥值電壓 VGT，并導致門極電流達到閥值 IGT，經過很短時間 tgt（稱作門極控制導通時間）負載電流從正極流向陰極。 圖 可控硅 單向可控硅簡介 可控硅是一種無觸點可控開關 ,它將半導體器件的應用從弱電領域擴展到強電領域 ,在 自動控制電路如調光 ,調溫 ,調速 ,調頻中都有廣泛應用 . 可控硅是硅晶體閘流管的俗稱 ,簡稱晶閘管 .可控硅常用的類型有 :單向型 ,雙向型 . 單向可控硅由 P型和 N型半導體四層交替疊合而成 .他有三個電極 :陽極 A(從外層 P 型半導體引出 ),陰極 K(從外層 N 型半導體引出 ),門級 G(從內層 P 型半導體引出 )導通。 以下圖所示的不可重復觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。通常接 VDD，當接 “0” 時可使定 時 器復 位 9 VC I 觸發(fā)禁止端。由 VS的上跳前前沿觸發(fā)，使 Vo輸出從 低電平跳變到高電平時視為有效觸發(fā)。 圖 BISS0001管腳圖 27 表 BISS0001管腳說明 引腳 名稱 I/O 功能說明 可重復觸發(fā)和不可重復觸發(fā)選擇端。 g）對于交流供電的控制電路設計有過零檢測控制，使被控負載的接通與斷開均處于交流電的過零點，這不僅可以減弱對負載的電流沖擊，同時也消除了開關器件對電源的干擾，降低對電源的污染。 e）外接 CDS 傳感器，白天抑制輸出。 c）有兩種輸出信號，可驅動雙向可控硅或繼電器。特點 : a）靈敏度高，內置兩級增益可調運放電路及溫度補償電路，這種電路能抑制如熱 氣團流所產生的紅外干擾，誤報率低，探測距離達 10ｍ以上。靜態(tài)電流極小，配以熱釋電紅外傳感器和少量外圍元器件即可構成被動式的熱釋電紅外傳感器。 集成電路芯片 BISS0001 熱釋電紅外控制集成電路采用標準的 DIP16 腳塑封結構，內部由系統(tǒng)時鐘、兩級運放、電壓比較器、檢測器、計時器、過零檢測器及輸出控制電路等組成。 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共同的特點 ,即 U1 單方向變化時 ,U0只跳變一次 ,因而只能檢查一個電平 .如果要判斷 U1 是否在某兩個電平之間 ,則應采用窗口比較器 . 電路構成 窗口比較器的主要特點是輸入信號單方向變化 (例如從足夠低單調升高到足夠高 )可使輸出電壓跳邊兩次。用符號 UTH 表示簡單的電壓比較器結構簡單，靈敏多高，但是抗干能力差，因此我們就要對它進行改進。它還被稱為門限電壓。相反，當輸入電壓從高逐漸到低時， uo 將從低電平變?yōu)楦唠娖?。及滿足如下關系： UU+ 時 UO=UOL UU+ 時 UO=UOH 簡單電壓比較器 ： 我們把參考電壓和輸入信號分別接至集成運放的同相和反相輸入端，就組成了簡單的電壓比較器。 電壓比較器的作用：它可用作模擬電路和數字電路的接口，還可以用作波形產生和變換電路等。也有的集成電路將振蕩元件全部集成在芯片內部，不需要外接元器件，這時振蕩頻率就無法外調節(jié)。利用二極管的單向導電性可以使電容充電與放電回路 不同，因而可使電容充電與放電的時間常數不同。方波的占空比為50%。 根據一階 RC電路的三要素法可得 UC=（ UZR2/R2+R3（ UZ））（ 1e（ Δ t/R1C）） +R2/R2+R3（ UZ） 其中 Δ T=TT1，且 T1≤ T≤ T2。 振蕩周期 由圖可知， UC 的值從 T1 時刻的 R2/R2+R3（ UZ）下降到 T2 時刻的 R2/R2+R3（ UZ）所需要的時間就是振蕩周期的一半，即而 UC的變化規(guī)律就是簡單的 RC 充放電規(guī)律。在 U高于 U+以前， U0=UZ不變，當 U下降到略低于 U+時， U0 從 UZ跳變 為 +UZ，又回到初始狀態(tài)。當U上升到略高于 U+時， U0從高電平跳變?yōu)榈碗娖?，即變?yōu)?UZ。設接通電源時刻電容兩端的電壓 UC=0，滯回比較器的輸出電壓 U0=+UZ，則集成運放同相輸入端此時的電位為 U+ =R2/R2+R3（ +UZ）而 U0=+UZ 時電容充電，使集成運放反向輸入端的電位 U（它等于 UC）由零逐漸上升。它的右邊是滯回比較器，起開關作用；他的左邊是 RC 電路，起反饋和延時作用。 4） 輸出級： 其作用是提供一定的電壓變化和電流變化 。 2） 輸入級： 其作用是提供與輸出端成同相關系和反相關系的兩個輸入 端 ,為了抑制零漂，采用差動放大電路 圖 人體感應開關信號處理過程 23 3） 中間級： 其作用是提供較高的電壓放大倍數 。 5） 共模抑制比 CMRR 它放映了集成運放對共模輸入信號的抑制能力，其定義同差動放大電路。要求它愈大愈 好。 2） 最大輸出電壓 Uopp 它是指一定電壓下，集成運放的最大不失真輸出電壓的峰 峰值。 圖 人體感應開關方框圖 22 運算放大器 集成運算放大器（簡稱運放）是一種高電壓放大倍數的直接耦合放大器。 b） 窗口比較器 經過放大后的信號通過窗口比較器后檢出滿足幅值要求的信號后，再轉換成一系列數字脈沖信號。 由于 PIR 信號變化緩慢、幅值小，針對該特點， 專用信號處理器一般分為三步處理，具體處理步驟如下： a） 濾波放大 普通 PIR傳感器輸出信號幅值一般都很小，大約幾百微伏到幾毫伏，為了后續(xù)電路能作有效的處理，考慮到傳感器的信噪比，通常取增益 ，通帶~7Hz。圖 PIR 信號處理部分，有兩個運算放大器、一個窗口比較器、一個穩(wěn)壓器、一個系統(tǒng)振蕩器和一個邏輯控制器。 4 集成控制電路詳解 概述 雖然被動式 熱釋電紅外探頭有些缺點，但是利用特殊信號處理方法后，仍然使它在某些領域具有廣闊的應用前景。即在低照度下光敏電阻器的靈敏度較高。光敏電阻器的靈敏度是指光敏電阻器不受光照時的電阻值 (暗阻 )和受光照時的電阻值 (亮阻 )的相對變化值。光敏電阻器的光照特性在多 數情況下是非線性的，只有在微小區(qū)域內呈線性。光敏電阻器的電阻值隨光照強度而變化。光敏電阻器的表面還涂有防潮樹脂。光敏電阻器是利用半導體光致導電的原理制造的。紅外線熱釋電傳感器對于徑向移動反應最不敏感 , 而對于橫切方向 (即與半徑垂直的方向 )移動 則最為敏感 . 在現場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環(huán) 。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強氣流活動的地方。 3） 紅外線熱釋電傳感器探測范圍內不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。正確的安裝應滿足下列條 件： 1） 紅外線熱釋電傳感器應離地面 米。 2） 抗燈光干擾 探測器在正常靈敏度的范圍內，受 3 米外 H4鹵素燈透過玻璃照射，不產生報警。 C 表 熱釋電人體紅外線傳感器 SCA021 的主要電參數 熱釋電紅外線傳感器的 優(yōu)缺點 不同于主動式紅外傳感器，被動紅外傳感器本身不發(fā)任何類型的輻射，隱蔽性好，器件功耗很小 ， 價格低廉。 菲涅爾透鏡一般采用聚乙烯塑料片制成，顏色為乳白色或黑色，呈半透明狀，但對波長為 10um 左右的紅外線來說卻是透明的。也可以這樣理解，人體在檢測區(qū)內活動時，一離開一個透鏡單元的視場，又會立即進入另一個透鏡單元的視場，（因為相鄰透鏡單元之間相隔很近），傳感器上就出現隨人體移動的盲區(qū)和可見區(qū)，導致傳感器的溫度變化，而輸出電信號。由于每一個透鏡單元只有一個很小的視角，視角內為可見區(qū)，視角外為盲區(qū)。中間和下半部分的每一等份也為分別一個透鏡單元，同樣由同心圓構成，但同心圓圓心不在透鏡單元內。從圖中可以看出，透鏡在水平方向上分寸成 3 個部分，每一部 分在豎直方向上又等分成若干不同的區(qū)域。菲涅爾透鏡采用塑料片制作而成。配上菲涅爾透鏡時傳感器的探測半徑可達到 10米。菲涅耳透鏡折射式和反射 式兩種形式，其作用一是聚焦作用，將熱釋的紅外信號折射（反射）在 PIR 上；二是將檢測區(qū)內分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入檢測區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式在 PIR 上產生變化熱釋紅