1、目 錄前 言 1第一章 設(shè)計(jì)思路 2第二章 熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)和原理 32.1 熱釋電紅外傳感器的基本結(jié)構(gòu) 32.2 熱釋電紅外傳感器的原理 4 4 62.3 熱釋電紅外傳感器的主要技術(shù)參數(shù) 6第三章 熱釋電紅外傳感器的相關(guān)電路 73.1 發(fā)射電路（編碼電路） 7 8 12 13 143.2 接收電路 16 16第四章 熱釋電紅外傳感器的應(yīng)用 174.1 被動(dòng)式紅外報(bào)警器 174.1.1 被動(dòng)式紅外報(bào)警器的結(jié)構(gòu) 17 18 18 194.2 無(wú)線/有線人體熱釋電紅外探測(cè)器 19 19 20 20設(shè)計(jì)總結(jié) 21參考文獻(xiàn)與資料 22前 言熱釋電紅外傳感器是80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型高靈敏探測(cè)原

2、件。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。將這個(gè)信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路，如用于防盜防火報(bào)警系統(tǒng)，人體探測(cè)領(lǐng)域等。熱釋電紅外傳感器是一種被動(dòng)式調(diào)制型溫度敏感器件，利用熱釋電效應(yīng)工作，它是通過(guò)目標(biāo)與背景的溫差來(lái)探測(cè)目標(biāo)的。其響應(yīng)速度雖不如光子型，但由于它可在室溫下使用、光譜響應(yīng)寬、工作頻率寬，靈敏度高且與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，容易使用，探測(cè)面廣，是一種可靠性很強(qiáng)的探測(cè)器。因此廣泛應(yīng)用于各類入侵報(bào)警器，自動(dòng)開(kāi)關(guān)、非接觸測(cè)溫、火焰報(bào)警器等，目前生產(chǎn)有單元、雙元、四元、180°等傳感器和帶有PCB控制電路的傳感器。常用的熱釋電探測(cè)器如：硫酸三甘鈦（TGS）

3、探測(cè)器、鈮酸鍶鋇（SBN）探測(cè)器、鉭酸鋰（LiTaO3）探測(cè)器、鋯鈦酸鉛（PZT）探測(cè)器等。熱釋電紅外傳感器本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價(jià)格低廉。在電子防盜、人體探測(cè)器領(lǐng)域中，熱釋電紅外探測(cè)器的應(yīng)用非常廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。第一章 設(shè)計(jì)思路此論文以熱釋電紅外傳感器的原理和應(yīng)用為主線，從熱釋電紅外傳感器的發(fā)展和普遍應(yīng)用為切入點(diǎn)，引出熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)和具體原理，并詳細(xì)它的相關(guān)電路，在闡述清楚熱釋電紅外傳感器的相關(guān)原理的基礎(chǔ)上，具體介紹它的兩種應(yīng)用，即基于熱釋電紅外傳感器的報(bào)警系統(tǒng)和無(wú)線/有線人體熱釋電紅外探測(cè)器。在介紹著兩種應(yīng)用的

4、時(shí)候，本論文分別講述了兩種應(yīng)用的結(jié)構(gòu)原理，注意事項(xiàng)及其優(yōu)缺點(diǎn)。由于是畢業(yè)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要以電路原理為主題，因此在電路元件和模塊的選擇上盡量采用通用、基礎(chǔ)的元器件，避免采用大規(guī)模的集成電路來(lái)設(shè)計(jì)電路。第二章 熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)和原理2.1 熱釋電紅外傳感器的基本結(jié)構(gòu)熱釋電紅外傳感器由傳感探測(cè)元、干涉濾光片和場(chǎng)效應(yīng)管匹配器三部分組成。按照探測(cè)元的數(shù)目來(lái)分，熱釋電紅外傳感器有單元、雙元和四元等幾種，用于人體探測(cè)的紅外傳感器采用雙元或四元式結(jié)構(gòu)。按照熱釋電紅外傳感器的用途來(lái)分，有以下幾種：用于測(cè)量溫度的傳感器，它的工作波長(zhǎng)為120m；用于火焰探測(cè)的傳感器，它的工作波長(zhǎng)為4.35±0.

5、15m；用于人體探測(cè)的傳感器，它的工作波長(zhǎng)為715m。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。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測(cè)元也是有正、負(fù)極性的。雙探測(cè)元的熱釋電紅外傳感器將兩極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的在于消除閉環(huán)境溫度和自身變化起的干擾。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。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，因此傳感器會(huì)輸出探測(cè)信號(hào)電壓。用來(lái)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

6、探測(cè)波長(zhǎng)范圍為0.220m。為了對(duì)某一波長(zhǎng)范圍的紅外輻射有較高的敏感度，在傳感器的窗口上加裝了一塊干涉濾光片。這種濾光片除了允許某波長(zhǎng)范圍的紅外輻射通過(guò)外，還能將燈光、陽(yáng)光和其他紅外輻射拒之門(mén)外。熱釋電紅外探測(cè)元的阻抗很高，因此必須采用變換元件對(duì)其輸出的信號(hào)進(jìn)行阻抗變換后才能作為控制信號(hào)輸出。通常使用具有高輸人阻抗的場(chǎng)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。這和駐極體話筒中采用場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換的作用很相似，其中電阻R是用來(lái)釋放場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電荷，使其正常工作的。熱釋電紅外傳感器有兩種封裝形式，金屬封裝形式和為塑料封裝形式。2.2 熱釋電紅外傳感器的

7、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。物體向外輻射紅外輻射的能量與物體的溫度和紅外輻射的波長(zhǎng)有關(guān)。假定物體發(fā)射紅外輻射的峰值波長(zhǎng)為m，它的溫度為T(mén)，則輻射能量等于紅外輻射的峰值波長(zhǎng)m與物體溫度T的乘積。這一乘積為一常數(shù)，即mT29983000（mK）。物體的溫度越高，它所發(fā)射的紅外輻射的峰值波長(zhǎng)越小，發(fā)出紅外輻射的能量也越大。某些被稱為“鐵電體”的電介質(zhì)材料，如鈦酸鉛、硫酸三甘鈦、鉭酸鋰等，受到紅外輻射后其溫度會(huì)升高，這種現(xiàn)象稱為紅外輻射的熱效應(yīng)。通常,電介質(zhì)的內(nèi)部是沒(méi)有載流子的，因此它沒(méi)有導(dǎo)電能力。但是任何電介質(zhì)毫無(wú)例外地都

8、是由帶電粒子組成的，即自由電子和原子核組成的。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。其結(jié)果是使電介質(zhì)的一個(gè)表面帶正電，另一個(gè)表面帶負(fù)電，我們稱這種現(xiàn)象為電極化。對(duì)于上述現(xiàn)象，某些鐵電體電介質(zhì)材料卻是個(gè)例外，像上述的幾種鐵電體材料，當(dāng)被極化后撤去外加電壓時(shí)，這種極化現(xiàn)象仍然保留下來(lái)，這種現(xiàn)象被稱為自發(fā)極化。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。自發(fā)極化的鐵電體平時(shí)靠捕捉大氣中的浮游電荷保持平衡狀態(tài)。在某些絕緣物質(zhì)中，由于溫度的變化引起極化狀態(tài)改變的現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。將釋放出的電荷通過(guò)放大器放大后就成了一種控制信號(hào)，利用這一

9、原理制成的紅外傳感器稱為熱釋電紅外傳感器。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。如果紅外輻射持續(xù)下去，電介質(zhì)的溫度就會(huì)升到新的平衡狀態(tài)，表面電荷也同時(shí)達(dá)到平衡。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，對(duì)于這類熱釋電紅外傳感器，只有在紅外輻射強(qiáng)度不斷變化，它的內(nèi)部溫度隨之不斷升降的過(guò)程中，傳感器才有信號(hào)輸出，而在穩(wěn)定狀態(tài)下，輸出信號(hào)則為零。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。為了滿足這一要求，通常在熱釋電傳感器的使用中，總是要

10、在它的前面加裝一個(gè)菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡下一節(jié)作重點(diǎn)介紹.圖1 電介質(zhì)的熱釋電效應(yīng)菲涅爾鏡片是根據(jù)法國(guó)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。鏡片（0.5mm厚）表面刻錄了一圈圈由小到大，向外由淺至深的同心圓，從剖面看似鋸齒。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。紅外光線越是靠進(jìn)同心環(huán)光線越集中而且越強(qiáng)。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。垂直感應(yīng)區(qū)越多垂直感應(yīng)角度越大；鏡片越長(zhǎng)感應(yīng)段越多水平感應(yīng)角度就越大。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。不同區(qū)的同心圓之間

11、相互交錯(cuò)，減少區(qū)段之間的盲區(qū)。區(qū)與區(qū)之間，段與段之間，區(qū)段之間形成盲區(qū)。由于鏡片受到紅外探頭視場(chǎng)角度的制約，垂直和水平感應(yīng)角度有限，鏡片面積也有限。鏡片從外觀分類為：長(zhǎng)形、方形、圓形，從功能分類為：?jiǎn)螀^(qū)多段、雙區(qū)多段、多區(qū)多段。當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)范圍，人體釋放的紅外光透過(guò)鏡片被聚集在遠(yuǎn)距離A區(qū)或中距離B區(qū)或近距離C區(qū)的某個(gè)段的同心環(huán)上，同心環(huán)與紅外線探頭有一個(gè)適當(dāng)?shù)慕咕?，紅外光正好被探頭接收，探頭將光信號(hào)變成電信號(hào)送入電子電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。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。鏡片主要有三種顏色：一、聚乙烯材料原色，略透明，透光率好，不易變形。二、白色主要用于適配外殼顏色。三、黑

12、色用于防強(qiáng)光干擾。鏡片還可以結(jié)合產(chǎn)品外觀注色，使產(chǎn)品整體更美觀。2.3 熱釋電紅外傳感器的主要技術(shù)參數(shù)(1 響應(yīng)度k熱釋電紅外傳感器的響應(yīng)度也稱靈敏度，它的單位為VW或VW，它表明傳感器的輸出電壓與輸入的紅外輻射功率之比。常用的熱釋電紅外傳感器，它的響應(yīng)度一般為幾百幾千伏瓦。(2 響應(yīng)波長(zhǎng)范圍傳感器的響應(yīng)度k與人射紅外輻射的波長(zhǎng)有關(guān)，可用如圖8所示曲線來(lái)表示，其中p為峰值響應(yīng)波長(zhǎng)，響應(yīng)度下降到峰值波長(zhǎng)的一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，c稱為截止波長(zhǎng)。(3噪聲電壓V任何一種傳感器都不同程度地存在著噪聲電壓，它是一種無(wú)法避免的、毫無(wú)規(guī)律的電壓起伏。如果噪聲電壓過(guò)高，它的數(shù)值接近或已超過(guò)有用的信號(hào)電壓，則該傳感

13、器就無(wú)法使用了。因此必須將傳感器的噪聲電壓限制在一定的允許范圍內(nèi)。常見(jiàn)的熱釋電紅外傳感器的噪聲電壓的峰-峰值一般為幾十至幾百毫伏。(4 等效噪聲功率NEP若輻射到傳感器上的紅外輻射功率所產(chǎn)生的有用輸出電壓恰與傳感器本身的噪聲電壓相等，此時(shí)的輻射功率稱為等效噪聲功率，即信噪比為1時(shí)所需要的輸人功率。等效噪聲功率僅是一個(gè)理論界限，并不意味著輻射功率大于NEP就可以檢測(cè)出來(lái)。事實(shí)上，要檢測(cè)出輻射信號(hào)的存在，輻射功率應(yīng)是NEP的26倍。(5 探測(cè)度D探測(cè)度的定義為等效噪聲功率NEP的倒數(shù)，即D1NEP。顯然，D越大越好。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，許多紅外傳感器的D和NEP均與探測(cè)元的有效面積A和放大器帶寬有關(guān)，故引人

14、歸一化探測(cè)度：D（A） NPE（cmHz） 第三章 熱釋電紅外傳感器的相關(guān)電路3.1 發(fā)射電路（編碼電路）熱釋電紅外控制集成發(fā)射電路的作用不僅僅是將熱釋電紅外傳感器輸出的探測(cè)信號(hào)電壓進(jìn)行放大。該電路通過(guò)集成化制作技術(shù)，在電路內(nèi)制作出具有各種功能的電路，因此使電路具有完全的控制功能。使用這種控制電路可使熱釋電紅外控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，功能齊全，功耗降低，工作可靠，性能優(yōu)良，組裝方便.BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開(kāi)關(guān)。它能自動(dòng)快速開(kāi)啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門(mén)、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于

15、企業(yè)、賓館、商場(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過(guò)道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。它不僅能和熱釋電紅外傳感器的輸出良好地匹配，而且也能和其他多種傳感器進(jìn)行匹配。它的內(nèi)都是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、與門(mén)電路、狀態(tài)控制器、定時(shí)控制器、鎖定時(shí)間控制器和禁止電路等組成。BISS0001采用16腳標(biāo)準(zhǔn)型塑料封裝結(jié)構(gòu)。腳（A）為觸發(fā)方式控制端，當(dāng)A1時(shí)，電路可重復(fù)觸發(fā)；當(dāng)A0時(shí)，電路不可重復(fù)觸發(fā)。腳（V0）為控制信號(hào)輸出端，當(dāng)有傳感信號(hào)輸人時(shí)，V0輸出高電平。腳（RX）和腳（CX）為輸出定時(shí)控制器T，的外接元件端，定時(shí)時(shí)間為：TX50×103RXCX。腳（Ri）和腳Ci）為鎖定時(shí)間控

16、制器i的外接元件，鎖定時(shí)間Ti24RiCi。腳（VRF）為參考電壓及復(fù)位端，使用時(shí)一般接VDD，若按SS，可使定時(shí)器復(fù)位。腳（Vc）為觸發(fā)禁止端，當(dāng)VCVR時(shí)禁止觸發(fā)；當(dāng)VCVR時(shí)，允許觸發(fā)，VR0.2VDD.腳（IB）為偏置電流設(shè)置端，由外接電阻RB接SS端，RB一般取1M的電阻。12腳（OUT2）和13腳（IN2-）分別為第二級(jí)運(yùn)放的輸出端和反相輸人端。14腳（IN1+）和15凈（IN1-）分別為第一運(yùn)放的同相和反相輸入端。16腳（OUT1）為第一運(yùn)放的輸出端。11腳（VDD）和7腳（VSS）分別為電源正、負(fù)端。A VO RR1 RC1 RC2 RR2 VSS VFF/RESET圖2 BI

17、SS0001的管腳圖（1）BISS0001的特點(diǎn)CMOS工藝數(shù)?；旌暇哂歇?dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器采用16腳DIP封裝（2）BISS0001的內(nèi)部框圖 圖3  BISS0001內(nèi)部框圖（3）BISS001的管腳說(shuō)明如表1所示：引腳名稱I/O功能說(shuō)明1AA可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng)A為“1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)；反之；不可重復(fù)觸發(fā)。2VoO控制信號(hào)輸出端。由VS的上跳變沿觸發(fā)，使Vo輸出從低電平跳變到高電平時(shí)視為有效觸發(fā)。在輸出延時(shí)時(shí)間Tx之外和無(wú)VS的上跳變時(shí)，Vo保持低電平狀態(tài)。3RR1RR1輸出延時(shí)時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)

18、端4RC1RC1輸出延時(shí)時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)端5RC2RC2觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端6RR2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS-工作電源負(fù)端8VRFI參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接VDD，當(dāng)接“0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位9VCI觸發(fā)終止端。當(dāng)Vc 時(shí)禁止觸發(fā)；當(dāng) Vc>VR 時(shí)允許觸發(fā)（ VR 0.2VDD ） 10IB-運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端11VDD-工作電源正端122OUTO第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端132IN-I第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端141IN+I第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端151IN-I第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端161OUTO第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端表1：BISS001的管腳說(shuō)明（4

19、）BISS0001的參數(shù)如表2：符號(hào)參數(shù)測(cè)試條件參數(shù)范圍單位Vm電源電壓-0.3 6.0VVt/Vo輸入/輸出電壓-VSS-0.3VDD+0.3VIout最大輸出電流Vm=5.0V10mATopr工作溫度-20+70攝氏度Tstg貯存溫度-40+125攝氏度表2：BISS0001的參數(shù)（5）BISS0001的工作原理BISS0001 是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。我們以以圖4所示的不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來(lái)說(shuō)明其工作過(guò)程。 不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形。首先，根據(jù)實(shí)際需要，利用運(yùn)算放大器OP1組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路，

20、將信號(hào)放大。然后耦合給運(yùn)算放大器OP2，再進(jìn)行第二級(jí)放大，同時(shí)將直流電位抬高為VM(0.5VDD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。由于VH0.7VDD、VL0.3VDD，所以，當(dāng)VDD=5V時(shí)，可有效抑制±1V的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。 COP3是一個(gè)條件比較器。當(dāng)輸入電壓VcVR時(shí)，COP3輸出為高電平，進(jìn)入延時(shí)周期。 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。當(dāng)Tx時(shí)間結(jié)束時(shí)，Vo下跳回低電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期Ti。在Ti時(shí)間內(nèi)，任何V2的變

21、化都不能使Vo跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平）,可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。圖4 BISS0001不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形以圖5所示的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來(lái)說(shuō)明其工作過(guò)程。 可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期間，信號(hào)Vs不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。在Vc=“1”、A=“1”時(shí)，Vs可重復(fù)觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)，并可促使Vo在Tx周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。在Tx時(shí)間內(nèi)，只要Vs發(fā)生上跳變，則Vo將從Vs上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延長(zhǎng)一個(gè)Tx周期；若Vs保持為“1”狀態(tài)，則Vo一直保持有效狀態(tài)；若Vs保持為“0”狀態(tài)，則在Tx周期結(jié)束后Vo恢復(fù)為無(wú)效狀態(tài)，并且，同樣在封鎖時(shí)間Ti時(shí)

22、間內(nèi)，任何Vs的變化都不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。圖5 BISS0001可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形VD5026是CMOS大規(guī)模數(shù)字集成電路,是一種8位編碼發(fā)射器。它的第18腳是編碼的輸入端，每個(gè)輸入端可以有3種狀態(tài)，即“0”、“1”或“開(kāi)路”，其中“0”表示為低電平，“1”表示為高電平，因此8個(gè)腳可以組成38=6561個(gè)不同的編碼。如果需要更多的編碼，可將輸入端改為4態(tài)連接方式，這時(shí)第1腳是第4種狀態(tài)的公共連接腳，第2腳第8腳與第1腳連接時(shí)為第4種狀態(tài)。所以第2腳第8腳都可以有4種狀態(tài)，即“0”、“1”、“開(kāi)路”、“接1腳”。在這種情況下可以組成47=16384個(gè)編碼。第10腳第13腳也可作為編碼

23、地址線，與第1第8腳聯(lián)合起來(lái)組成12位編碼地址線，這時(shí)編碼數(shù)可高達(dá)411=4194304個(gè)。本文要介紹的是VD5026與VD5027配合應(yīng)用，VD5026的第10第13腳用作數(shù)據(jù)輸入線，根據(jù)需要這幾個(gè)腳可以置“0”或置“1”。第14腳是發(fā)射指令端，當(dāng)此腳接地時(shí)，VD5026輸出端則發(fā)出一組編碼脈沖。第15腳、第16腳是一個(gè)內(nèi)置振蕩器，外接幾十到幾百千歐的電阻即可產(chǎn)生振蕩，振蕩頻率為fosc=1600/R（KHz），式中R為外接電阻，單位為千歐。第17腳是編碼輸出端，第18腳、第9腳分別是電源的正、負(fù)極。腳管封裝圖如圖6所示：圖6 VD5026腳管封裝圖 表3 VD5026/VD5027的電氣特

24、性參數(shù)該編碼集成電路工作電壓范圍較寬，其電氣特性參數(shù)如表3，可以在2-6V范圍內(nèi)正常工作，而且耗電極小，靜態(tài)電流僅有1uA。集成電路內(nèi)部含有振蕩電路，不用再外加晶振。TWH8778的電路圖如圖7所示，其腳為控制端，當(dāng)該腳的電壓大子開(kāi)啟電壓(約1.6V時(shí)，電子開(kāi)關(guān)閉合，、腳接通。圖7 TWH8778的電路圖無(wú)線電發(fā)射電路采用集成化微行發(fā)射組件，該電路體積小，功能全，工作電源電壓為6-12V，工作頻率為100-400MHz其應(yīng)用電路如圖8所示。圖8發(fā)射電路FD400在使用中，1腳接電源正端，2腳接地，3、4腳間接微調(diào)電容，用來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射頻率，調(diào)節(jié)范圍為100-400MHz。5腳為編碼調(diào)制信號(hào)輸入端。

25、6、7腳間接振蕩電感器，僅一匝，配合諧振。8腳接發(fā)射天線，此時(shí)發(fā)射距離為500m，若接入一段5-10m的天線，發(fā)射距離可達(dá)700m。當(dāng)熱釋電紅外傳感器接收到人體紅外輻射后，BISS0001的輸出端2腳輸出高電平，將電子開(kāi)關(guān)TWNH8778接通。編碼電路和無(wú)線電發(fā)射電路得到工作電源，接收電路碼電路VD5026將預(yù)置好的編碼由17腳輸出，由5腳輸入發(fā)射電路FD400，通過(guò)內(nèi)部調(diào)制，從輸出端8腳輸出，由天線向外發(fā)射。3.2 接收電路VD5027是CMOS大規(guī)模數(shù)字集成電路, VD5027接收解碼器有相應(yīng)于VD5026的12位信息。第1腳第8腳是地址線。當(dāng)VD5026發(fā)出的地址編碼與VD5027預(yù)置的

26、編碼相同時(shí)，則在VD5027的第10腳13腳有數(shù)據(jù)輸出，該輸出信息與VD5026的第10第13腳所置的數(shù)據(jù)相同。第14腳為輸入端，第15腳、第16腳是振蕩器，外接電阻值應(yīng)與VD5026完全相同。第17腳是輸出端。編碼器VD5026發(fā)射時(shí)，如果密碼相同，VD5027就會(huì)輸出高電平. 該譯碼集成電路工作電壓范圍較寬，可以在2-6V范圍內(nèi)正常工作，而且耗電極小，靜態(tài)電流僅有1uA。集成電路內(nèi)部含有振蕩電路，不用再外加晶振。VD5027管角圖如圖9所示。圖9 VD5027管角圖該譯碼集成電路工作電壓范圍較寬，可以在2-6V范圍內(nèi)正常工作，而且耗電極小，靜態(tài)電流僅有1uA。集成電路內(nèi)部含有振蕩電路，不用

27、再外加晶振。無(wú)線電接收電路中JD400的應(yīng)用無(wú)線電接收電路JD400為單列8腳直插式結(jié)構(gòu)，1腳為電源正端，工作電壓為6-9V。2腳為接地端，3、4腳間接微調(diào)電容，5、6腳間振蕩電感（僅一匝），電感與電容配合調(diào)諧，使其與發(fā)射機(jī)的頻率一致。7腳為調(diào)制信號(hào)輸出端，輸出信號(hào)中的地址碼和數(shù)據(jù)編碼（本機(jī)中發(fā)射電路未設(shè)數(shù)據(jù)編碼）。接收電路無(wú)需外接天線。JD400的管腳作用如圖10所示。圖10 JD400當(dāng)JD400接收到由發(fā)射電路發(fā)送的編碼調(diào)制信號(hào)后，通過(guò)內(nèi)部解調(diào)處理后由7腳輸出。該輸出信號(hào)中包括了發(fā)射機(jī)發(fā)送的地址碼和數(shù)據(jù)信號(hào)。將此信號(hào)由14腳輸入譯碼電路VD5027中，經(jīng)電路內(nèi)譯碼的判斷，若接收信號(hào)中的地

28、址碼與接收電路中的預(yù)置地址編碼相同，則譯碼成功。第四章 熱釋電紅外傳感器的應(yīng)用4.1 被動(dòng)式紅外報(bào)警器4.1.1 被動(dòng)式紅外報(bào)警器的結(jié)構(gòu)該報(bào)警系統(tǒng)采用熱釋電紅外探測(cè)、微型強(qiáng)力無(wú)線電遙控組件JD400來(lái)傳遞呼叫信號(hào)的無(wú)線電遙控防盜報(bào)警系統(tǒng)。探測(cè)發(fā)收電路全部采用集成微型軟件，體積小，工作穩(wěn)定可靠。本電路由熱釋電探測(cè)與無(wú)線發(fā)射電路、無(wú)線電接收電路兩部分組成。其中熱釋電探測(cè)與無(wú)線發(fā)射電路組成與4.1節(jié)所介紹的發(fā)射電路相似，它包括熱釋電紅外探測(cè)電路、電子開(kāi)關(guān)、數(shù)字編碼電路和無(wú)線發(fā)射電路。無(wú)線電接收系統(tǒng)參考4.2節(jié)介紹的接受電路,它包括接收電路、譯碼電路、報(bào)警電路。該無(wú)線電編碼防盜報(bào)警器由發(fā)射機(jī)及接收機(jī)兩

29、部分組成。發(fā)射機(jī)由人體熱釋電紅外探測(cè)電路、編碼電路及高頻發(fā)射電路等組成。P2288-02 人體熱釋電紅外傳感器設(shè)置在被監(jiān)測(cè)的房間內(nèi)，可對(duì)房間實(shí)施全方位的監(jiān)視。當(dāng)探測(cè)到有人活動(dòng)時(shí)，從P2288-02的S端輸出探測(cè)信號(hào)并送入IC1專用電路進(jìn)行處理。在IC1的內(nèi)部設(shè)有兩級(jí)可編程運(yùn)放、雙向窗口電壓鑒別器、電壓比較器、延時(shí)及狀態(tài)控制電路等。當(dāng)處理后確認(rèn)為有盜賊活動(dòng)時(shí)，IC1的腳跳變?yōu)楦唠娖?，使IC2的功率電子開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，編碼電路IC3及無(wú)線電發(fā)射模塊IC4得電工作，向外發(fā)射編碼的無(wú)線電報(bào)警信號(hào)。在IC4不接外部天線的條件下，發(fā)射信號(hào)的傳輸距離可達(dá)500m。（如果加上天線發(fā)射距離可達(dá)到800m）接收電路中I

30、C1為與FD400配套使用的無(wú)線電接收模塊，當(dāng)IC1接收到發(fā)射機(jī)發(fā)射的無(wú)線電編碼報(bào)警信號(hào)后，經(jīng)內(nèi)部電路處理后由腳輸出，送入IC2。IC2為譯碼器，如果輸入信號(hào)的編碼與譯碼器的編碼完全一致，則IC2的17腳便輸出高電平。該高電平觸發(fā)晶閘管VS1導(dǎo)通并自鎖，于是訊響電路IC3開(kāi)始工作，其輸出的報(bào)警信號(hào)經(jīng)VT1驅(qū)動(dòng)蜂鳴器HTD不停地發(fā)出“嘀、嘀”的報(bào)警聲，直到按下復(fù)位開(kāi)關(guān)S2，報(bào)警方可停止。A 解析：本題考查固定搭配。 favor 的意思是“恩惠，善意的行為”， do sb . 。正確的安裝應(yīng)滿足下列條件： 或 do a favor sb 的意思是“幫某人一個(gè)忙”，因此選 A 。 2 (延邊FI k

31、now the man by 1、紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面2.0-2.2米。A. chance B. heart C. sight D. experience2, 冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。3、紅外線熱釋電傳感器探測(cè)范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。2 C 4、紅外線熱釋電傳感器不要直對(duì)窗口，否則窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì)引起誤報(bào)，有條件的最好把窗簾拉上。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。為習(xí)慣用法，表示認(rèn)識(shí)某人。3 (延邊FI knew John Lennon, but not famous one.A./;a B. a;the C./;the D.

32、the;a本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價(jià)格低廉。B解析：專有名詞前一般不加冠詞，但是如果是指“一個(gè)叫的人”，要加不定冠詞。如a Smith一個(gè)叫史密斯的人，后一空是人們都知道的那個(gè)著名的John Lennon，因此其前應(yīng)加定冠詞the。缺點(diǎn)：(延邊F考點(diǎn)高分解題綜合訓(xùn)練(延邊F單項(xiàng)選擇1 (延邊F My of this weekend' s activity is going out withsome good friends. A. idea B. opinion C. mind D. thought1A解析：opinion側(cè)重于對(duì)某事的“意見(jiàn)、看法”；mind指

33、“想法、感覺(jué)、思維”；thougllt“思考、觀念、想法”；idea.2 無(wú)線/2 (延邊FThe bad policy of the new government has put the econo my of the country into a more difficult . 前面我們 講到A. occasion B. situation C. case D. background- 273度）時(shí)物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長(zhǎng)是不一樣的，因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低是相關(guān)的。2B解析：A項(xiàng)意為“(8項(xiàng)意為”形勢(shì)，狀態(tài)”；c項(xiàng)意為“情形、場(chǎng)合狀況”；D項(xiàng)指“背景

34、”。本句意為：新政府遭糕的政策使這個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)陷入更困難的狀態(tài)。另外一個(gè)器件就是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡有兩種形式，即折射式和反射式。菲涅爾透鏡作用有兩個(gè):一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號(hào)折射（反射）在Bill was doing a lot of physical exercise to build up hisA. ability B. force C. strength D. mind3C解析：Bill上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)，這樣PIR就能產(chǎn)生變化的電信號(hào)。ability"能力”；37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10微米左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10微米左右的紅外

35、線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10微米左右的紅外線通過(guò)菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 ( music so much that I think it right to buy him MP3 as 這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。所以熱釋電元件對(duì)波長(zhǎng)為birthday present.微米左右的紅外輻射必須非常敏感。A. the; an; a B./; an; the C./; an; a D. the; a;a2為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它

36、的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。c解析：music為抽象名詞，其前不用冠詞；MP3為一普通名詞，此處是泛指，且有數(shù)量“一”的概念，而4人一旦侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。開(kāi)頭故用5菲泥爾濾光片根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距（感應(yīng)距離），從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場(chǎng)，視場(chǎng)越多，控制越嚴(yán)密。 5 (延邊FThank you for sending us fresh vegetables of many kinds. You have done us 優(yōu)點(diǎn)：A./;a B. the;a C./;/ D. the;/5A解析：復(fù)數(shù)名詞表泛指不加冠詞；第二空后的service屬抽象名詞具體化的使用，故用a缺點(diǎn)： 6 (延邊FThe adverbial phrase "every day" has space between two words.A. the; the B. a; the C./; the D./; /被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。 表示“空間，余地”時(shí)是不可數(shù)名詞。指字與字、行與行之間的間隔時(shí)，是可數(shù)名詞，所