【正文】 ............................................................................................ 14 6．芯片介紹 ............................................................................................................................................ 15 集成運(yùn)放的概述 ............................................................................................................................... 15 集成運(yùn)放的特點(diǎn) ................................................................................................................... 15 集成運(yùn)放的傳輸特性 ........................................................................................................... 15 芯片一： LM358 ................................................................................................................................ 15 芯片概述 ............................................................................................................................... 15 芯片特點(diǎn) ............................................................................................................................... 16 電氣特性 ............................................................................................................................... 16 芯片二： LM393 ............................................................................................................................... 17 芯片概述 ............................................................................................................................... 17 .............................................................................................................................. 17 ................................................................................................................................................ 18 參考文獻(xiàn) ： ................................................................................................................................................ 19 致 謝 .................................................................................................................................................... 20 附圖 ............................................................................................................................................................... 21 1 近年來，隨著改革開放的深入發(fā)展，人民的生活水平有了很大提高。因此，越來越多的居民家庭對(duì)財(cái)產(chǎn)安全問題十分關(guān)心。為此，提出“紅外線探測(cè)報(bào)警器”的設(shè)計(jì)任務(wù)。 報(bào)警器種類 有電話撥號(hào)防盜報(bào)警器、 GSM 防盜報(bào)警器、本地防盜報(bào)警器、彩信防盜報(bào)警器、聯(lián)網(wǎng)報(bào)警器等。主機(jī)連接固定電話線，如有警情，按照客戶設(shè)定的手機(jī)或則電話號(hào)碼撥號(hào)報(bào)警。主機(jī)內(nèi)置 GSM 手機(jī)卡，如有警情，按照客戶設(shè)定的 手機(jī)或則電話號(hào)碼撥號(hào)報(bào)警。 彩信防盜報(bào)警器是利用主機(jī)通過 GPRS 將報(bào)警圖片傳輸?shù)浇泳行幕蛘呦嚓P(guān)人員手機(jī)上或郵箱里 。 報(bào)警器基本結(jié)構(gòu) 和應(yīng)用場合 防盜報(bào)警系統(tǒng)通常由 :探測(cè)器（又稱報(bào)警器）、傳輸通道和報(bào)警控制器三部分構(gòu)成。采用不同原理的傳感器件，可以構(gòu)成不同種類、不同用途、達(dá)到不同探測(cè)目的的報(bào)警探測(cè)裝置。 2 目的和要求 當(dāng)今社會(huì)步入了經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的時(shí)代，人們生活質(zhì)量逐步提高。因此，財(cái)產(chǎn)安全的問題也備受居民矚目。能夠隨時(shí)隨地、安全又方便的使用貴重奢華的物品是人們一直向往安心、舒適的生活方式。 意義：我國目前市面上報(bào)警器主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器開關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較 常見的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。而且防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。 總體結(jié)構(gòu) 熱釋電人體 紅外報(bào)警器主要由 信號(hào)放大電路 、 電壓比較器 、 音響報(bào)警電路 、 開機(jī)延時(shí)電路、電源電路 等幾部分組成。 3 熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)原理 自然界的任何物體，只要其溫度高于絕對(duì)零度（－ 273℃），總是不斷地向外發(fā)出紅外輻射，并以光的速度傳播能量。 通常 ,電介質(zhì)的內(nèi)部是沒有載流子的，因此它沒有導(dǎo)電能力。在外加電壓的作用下，這些帶電粒子也要發(fā)生移動(dòng)，帶正電荷的粒子趨向負(fù)極，帶負(fù)電荷的粒子趨向正極。在電壓加上去的瞬間到電極化狀態(tài)建立起來的這段時(shí)間內(nèi)，電介質(zhì)內(nèi)部的電荷順著外加電場的方向運(yùn)動(dòng)，形成一種電流，這個(gè)電流稱為位移電流。對(duì)于大多 數(shù)的電介質(zhì)，當(dāng)電壓除去后，極化狀態(tài)隨之消失，其帶電粒子的運(yùn)動(dòng)又恢復(fù)原態(tài)。自發(fā)極化的強(qiáng)度與溫度相關(guān)，當(dāng)溫度升高時(shí)，極化強(qiáng)度降低。當(dāng)受到紅外輻射后，其內(nèi)部溫度便會(huì)升高，介質(zhì)內(nèi)部的極化狀態(tài)便隨之降低，它的表面電荷濃度也降低了。將釋放出的電荷通過放 大器放大后就成了一種控制信號(hào)，利用這一原理制成的紅外傳感器稱為熱釋電紅外傳感器。 當(dāng)無人體移動(dòng)時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)人警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號(hào)，因此，紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)的基本概念就是感應(yīng)移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異。這時(shí)它就不再釋放電荷，也就不再有信號(hào)輸出了，如圖 1 所示。因此在應(yīng)用這類傳感器時(shí)，應(yīng)設(shè)法使紅外輻射不斷變化，這樣才能使傳感器不斷有信號(hào)輸出。 圖 1 電介質(zhì)的熱釋電效應(yīng) 4 熱釋電紅外傳感器的組成與技術(shù)特性 熱釋電紅外傳感器由傳感探測(cè)元、干涉濾光片 和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。按照熱釋電紅外傳感器的用途來分，有以下幾種：用于測(cè)量溫度的傳感器，它的工作波長為 1～ 20μ m；用于火焰探測(cè)的傳感器，它的工作波長為 177。 將高熱電材料制成一定厚度的薄片并在其兩面鍍上金屬電極，然后加電進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測(cè)元。 圖 2 是一個(gè)雙探測(cè)元的熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)可在內(nèi)部相互抵消的原理，使傳感器起到補(bǔ)償作用。 用來制造熱釋電紅外探測(cè)元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測(cè)波長范圍為~20μ m。這種濾光片除了允許某波長范圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光和其他紅外輻射拒之門外。在 l～ m、 3～ 5μ m、 8～ 14μ m 這三個(gè)波長范圍內(nèi)，大氣的吸收是很小的，它的透射特性如圖 3 所示。因此人體發(fā)出的紅外輻射能夠較好地穿過大氣到達(dá)熱釋電紅外傳感器。由該圖可見，該濾光片能將 4～ m 波長內(nèi)的紅外輻射大部分吸收，用作人體紅外傳感器。通常使用具有高輸人阻抗的場效應(yīng)管，將其接成源極跟隨器，使其變成低輸出阻抗的控制信號(hào)，與放大器的輸人端相匹配。 熱釋電紅外傳感器有兩種封裝形式，圖 5（ a）為金屬封裝形式。圖 5（ e）為塑料封裝形式。 圖 4 某種濾光片的透射比 圖 5 封裝形式 熱釋電紅外傳感器的安裝與使用 熱釋電紅外傳感器在使用和安裝中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)熱釋電紅外傳感器必須與菲涅爾透鏡配合使用才能有效地發(fā)揮它的作用。其方法是將原紙板用小刀刻出若干條狹縫，然后彎成弧形即可。菲涅你透鏡與 熱釋電傳感器配合使用時(shí)，必須仔細(xì)調(diào)整其距離，使傳感器位于透鏡的焦點(diǎn)區(qū)，以發(fā)揮傳感器的最佳靈敏度。熱釋電紅外傳感器的安裝高度應(yīng)在距地面 1～ 2m 之間，傳感器向下應(yīng)有一定的傾斜度，以減小探測(cè)死角，如圖 6。 6 圖 6 傳感 器的安裝 （ 3） 不宜面對(duì)玻璃門窗 ， 正對(duì)玻璃門窗會(huì)有兩個(gè)問題 :一是白光干擾，雖然被動(dòng)式紅外 探測(cè)器（ PIR）對(duì)白光具有很強(qiáng)的抑制功能，但畢竟不是 100%的抑制，不要正對(duì)玻璃門窗，可以避免強(qiáng)光的干擾；二是避免門窗外復(fù)雜的環(huán)境干擾，比如太陽直射、人群、流動(dòng)車輛等。 （ 5） 不宜正對(duì)易擺動(dòng)的大型物體 ， 大型物體大幅度擺動(dòng)可瞬間引起探測(cè)區(qū)域的突然的氣流變化，同樣可能引起誤報(bào)；如室外探測(cè)器要避開大樹和較高的灌木。在現(xiàn)場選擇合適的安裝位置是避免紅外探測(cè)器誤 報(bào)、求得最佳檢測(cè)靈敏度的極為重要的一環(huán)。 將探測(cè)器安裝完中后，調(diào)試探測(cè)器是最后所要做的工作?？刹殚喺f明書來適當(dāng)調(diào)節(jié)探測(cè)器的靈敏度，過高過低的靈敏度都將影響防范效果。例如：當(dāng)用來測(cè)量溫度時(shí)，應(yīng)選用響應(yīng)波長為 1～20um 的傳感器。 的傳感器。若選擇不當(dāng)，則會(huì)使儀器失去控制作用或達(dá)不到控制要求。 菲涅爾透鏡的原理 菲涅爾鏡片是根據(jù)法國光物理學(xué)家 FRESNEL 發(fā)明的原理采用電鍍模具工藝和 PE（聚乙烯）材料壓制而成。圓環(huán)線多而密感應(yīng)角度大，焦距遠(yuǎn)；圓環(huán)線刻錄的深感應(yīng)距離遠(yuǎn)，焦距近。同一行的數(shù)個(gè)同心環(huán)組成一個(gè)垂直感應(yīng)區(qū)，同心環(huán)之間組成一個(gè)水平感應(yīng)段。區(qū)段數(shù)量多被感應(yīng)人體移動(dòng)幅度 就小，區(qū)段數(shù)量少被感應(yīng)人體移動(dòng)幅度就要大。區(qū)與區(qū)之間，段與段之間，區(qū)段之間形成盲區(qū)。鏡片從外觀分類為：長形、方形、圓形，從功能分類為：單區(qū)多段、雙區(qū)多段、多區(qū)多段。整個(gè)接收人體紅 外光的方式也被稱為被動(dòng)式紅外活動(dòng)目標(biāo)探測(cè)器。 8 （ 2） 水平視角和垂直視角，它表明透鏡的可監(jiān)視范圍。 菲涅爾透鏡分類 (1)從光學(xué)設(shè)計(jì)上來劃分： 正菲涅 爾透鏡： 光線從一側(cè)進(jìn)入，經(jīng)過菲涅爾透鏡在另一側(cè)出來聚焦成一點(diǎn)或以平行光射出。 這類透鏡通常設(shè)計(jì)為準(zhǔn)直鏡（如投影用菲涅爾透鏡，放大鏡）以及聚光鏡（如太陽能用聚光聚熱用菲涅爾透鏡。 (2) 從結(jié)構(gòu)上劃分： 圓形菲涅爾透鏡 ,菲涅爾透鏡陣列，柱狀菲涅爾透鏡，線性菲涅爾透鏡，衍射菲涅爾透鏡，菲涅爾反射透鏡，菲涅爾光束分離器和菲涅爾棱鏡。 9 紅外傳感器 紅外線傳感器 IC1 采用 熱釋電傳感器 PIR D204，波長為 9－ 10um。 IC1 探測(cè)到前方人體輻射出的紅外線信號(hào)時(shí)，由 IC1 的②腳輸出微弱的電信號(hào)進(jìn)入放大電路，經(jīng)過放大比較之后可以蜂鳴器發(fā)出響聲。 電壓比較器 圖 9 電壓比較器 電壓比較器如圖 9， IC2B 和 VD1 等作電壓比較器， IC2B 的第⑤腳由 R VD1 提供基準(zhǔn)電壓，當(dāng) IC2A①腳輸出的信號(hào)電壓到達(dá) IC2B 的⑥腳時(shí)，兩個(gè)輸入端的電壓進(jìn)行比較， 此時(shí) IC2B 的⑦腳由原來的高電平變?yōu)榈碗娖健．?dāng) IC2B 的⑦腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)， C6 通過 VD2 放電，此時(shí) IC3 的②腳變?yōu)榈碗娖剿?11 與 IC3 的③腳基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)它低于其基準(zhǔn)電壓時(shí)， IC3 的①腳變?yōu)楦唠娖剑?VT2 導(dǎo)通，訊響器 BELL 通電發(fā)出報(bào)警聲。由于 C6 兩端的電壓不能突變， 故通過 R14 向 C6 緩慢充電，當(dāng) C6 兩端的電壓高于其基準(zhǔn)電壓時(shí)， IC3 的①腳才變?yōu)榈碗娖?，時(shí)間約為 1 分鐘，即持續(xù)