人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器

1、唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書設(shè)計(jì)題目：人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器系別： 自動(dòng)化工程系 專業(yè)： 電氣自動(dòng)化 姓名： 占娟娟 班級(jí)： 09電氣11 指導(dǎo)老師：石連文 選題的目的與意義：該報(bào)警器能探測人體發(fā)出的紅外線，由紅外線傳感器、信號(hào)放大電路、電壓比較器、延時(shí)電路和音響報(bào)警電路等組成。當(dāng)人進(jìn)入報(bào)警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，大約7到10米的距離即可發(fā)出報(bào)警聲或信號(hào)燈，適用于家庭、辦公室、倉庫、實(shí)驗(yàn)室等比較重要場合防盜報(bào)警。概述了紅外輻射的知識(shí)、人體紅外傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。利用人體紅外傳感器設(shè)計(jì)了一種被動(dòng)式紅外報(bào)警電路,分析了該電路的功能和工作原理。紅外傳感器具有很多的優(yōu)點(diǎn),在防盜、警戒等裝置中應(yīng)用較

2、廣。加強(qiáng)對一些無人場所的防盜報(bào)警，以及對一些危險(xiǎn)地帶生命跡象的探測。本課題的基本內(nèi)容：采用lm324作為中心元件進(jìn)行控制、人體紅外線傳感器、三端穩(wěn)壓電源組成。（1）課題的設(shè)計(jì)與研究（2）人體紅外線傳感器的概述（3）lm324的組成及簡述（4）所需原器件的型號(hào)及規(guī)格（5）電路原理圖（5）工作原理課題完成進(jìn)度與計(jì)劃： 1）第78周 確定課題，查找資料，撰寫開題報(bào)告（2）第910周 設(shè)計(jì)研究電路（3）第1112周 撰寫論文（4）第1314周 修改并完善設(shè)計(jì)論文設(shè)計(jì)條件簡介：（1）實(shí)地考察、了解人體紅外線欻敏感期的工作原理，以便使設(shè)計(jì)更加完善。（2）通過學(xué)校的圖書館閱覽室以及上網(wǎng)查詢所需的相關(guān)資料來完

3、成課題的設(shè)計(jì)和繪制。（3）在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中遇到的一些疑難問題需要向指導(dǎo)教師請教。應(yīng)用價(jià)值：隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子產(chǎn)品也在迅速發(fā)展。人們對工作、生活等環(huán)境的要求也越來越高，對生活質(zhì)量的追求欲望在日益增長。人們不僅希望擁有舒適、溫馨的住所也對安全性提出了更高的要求。其中正在興起的智能小區(qū)建設(shè)熱潮，反映和適應(yīng)了國際社會(huì)信息化和智能化的發(fā)展要求，是21世紀(jì)的新概念無人監(jiān)控?，F(xiàn)在很多小區(qū)、辦公室、倉庫等都安裝了人體紅外線報(bào)警系統(tǒng)。從而節(jié)約了許多人力和精力，減少開資，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，在各種重要場合人體紅外線感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)的安裝勢在必行。通過運(yùn)用人體紅外線傳感器探測達(dá)到保障生命

4、和財(cái)產(chǎn)安全的目的。參考文獻(xiàn)：電子技術(shù)基礎(chǔ) 主編：陳振源 電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)之導(dǎo) 主編：張華電力電子技術(shù) 主編：黃家善、王廷才指導(dǎo)老師意見： 指導(dǎo)老師簽字： 年 月 日前言隨著人類社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，人類已經(jīng)邁入信息化時(shí)代。電子電器也在飛速發(fā)展，人們的生活水平在不斷提高，人類對生活質(zhì)量的追求也越來越高。各種高貴家電和貴重物品為人們所擁有，也成為越來越多不法分子增多的一個(gè)重要原因，其偷盜技術(shù)也越來越猖狂，然而安全已成為人們所關(guān)注的問題。但是人們的安全防范意識(shí)卻很低，造成投到事故屢見不鮮。越來越多的居民、企業(yè)和公司對自身的安全財(cái)產(chǎn)安全問題十分擔(dān)憂。目前住宅小區(qū)六向智能化要求中也包括紅外線自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，公

5、司以及一些重要場合更是需要該系統(tǒng)。報(bào)警器這是正為人們解決了不少問題，但是市場上的報(bào)警器都是一些大型公司或十分貴重場地專門應(yīng)用的報(bào)警系統(tǒng)。其價(jià)格昂貴，一般人是不會(huì)購買的。如果在設(shè)計(jì)一些價(jià)廉、性能靈敏可靠的感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)，必將在防盜和安全問題上得到很大的發(fā)揮。由于紅外線不見光，其安裝比較隱秘，因此在防盜、警戒和檢測區(qū)域得到廣泛應(yīng)用。紅外線報(bào)警系統(tǒng)在國外采用先進(jìn)技術(shù)，其功能也十分先進(jìn)。其中包括被動(dòng)式釋電型紅外報(bào)警器，也是該課題研究的主要產(chǎn)品。該課題應(yīng)用紅外線傳感器、通用型低功耗集成四運(yùn)放lm324、延時(shí)電路、整流和濾波電路。其中l(wèi)m324含四個(gè)獨(dú)立的高增益、頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器，可接330v電源，驅(qū)動(dòng)功

6、率低。關(guān)鍵詞：熱釋電型紅外傳感器、集成四運(yùn)放lm324、三端穩(wěn)壓電源目錄開題報(bào)告1-3前言 4目錄 5第一章：緒論6-71.1 設(shè)計(jì)概述 61.2 設(shè)計(jì)背景 61.3 設(shè)計(jì)要求 61.4 設(shè)計(jì)意義 7第二章：方案設(shè)計(jì)與研究 82.1 設(shè)計(jì)過程82.2 方案選定8第三章：熱釋電紅外線傳感器的概述9-103.1熱釋電紅外線傳感器 93.2 熱釋電紅外線傳感器的特點(diǎn)10第四章：lm324芯片11-134.1 lm324概述114.2 lm324組成電路及各引腳功能114.3 lm324的內(nèi)部電路圖11- 124.4 芯片特點(diǎn)12-134.5 電氣特性 13第五章：整流濾波電路14-15 5.1 整流

7、濾波電路的概述14 5.2整流濾波電路的特點(diǎn)與計(jì)算15第六章：電路設(shè)計(jì)16-226.1 紅外線傳感器166.2 信號(hào)放大電路16-176.3 電壓比較器17-196.4 延時(shí)電路19-206.5 紅外線感應(yīng)報(bào)警電路20-22第七章：總結(jié)和展望23-25結(jié)束語23致謝24參考文獻(xiàn) 25附表1 元件清單 26附表2 電路原理圖27附表3 電路pcb版圖 28第一章 緒論1.1設(shè)計(jì)概述隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄，人們自身的安防意識(shí)也在逐漸增強(qiáng)。紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便地檢測到是否有人出入。此類裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：其一是能有效判斷是否有人員進(jìn)入；其二是盡

8、可能大地增加防護(hù)范圍。該報(bào)警器能探測人體發(fā)出的紅外線，當(dāng)人進(jìn)入報(bào)警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報(bào)警聲，適用于家庭、辦公室、倉庫、實(shí)驗(yàn)室等比較重要場合防盜報(bào)警。本設(shè)計(jì)是利用熱釋電紅外線傳感器探測人體輻射出的紅外線信號(hào)原理設(shè)計(jì)出來的人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器。內(nèi)容廣泛，靈活應(yīng)用。本設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師給選定課題的基礎(chǔ)上經(jīng)過分析利用紅外線傳感器探測人體輻射出的紅外線信號(hào)原理設(shè)計(jì)出來的人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器。內(nèi)容廣泛，靈活應(yīng)用。課題利用lm324，以及紅外線傳感器原理設(shè)計(jì)而成的典型電路。1.2設(shè)計(jì)背景該報(bào)警器能探測人體發(fā)出的紅外線，因?yàn)槿怂a(chǎn)生的信號(hào)頻率為0.110hz，該該設(shè)計(jì)報(bào)警范偉為710米。當(dāng)人進(jìn)入報(bào)警器的監(jiān)

9、視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報(bào)警聲或發(fā)出聲音，適用于家庭、辦公室、倉庫、實(shí)驗(yàn)室等比較重要場合防盜報(bào)警。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，人們對自己所處環(huán)境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不時(shí)刻留意那些不速之客。這里所設(shè)計(jì)的被動(dòng)式紅外報(bào)警器則采用了美國的傳感元件熱釋電紅外傳感器。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，同時(shí)，它還能鑒別出運(yùn)動(dòng)的生物與其它非生物。熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可以用于自動(dòng)控制、接近開關(guān)、遙測等領(lǐng)域。用它制作的防盜報(bào)警器與目前市場上銷售的許多防盜報(bào)警器材相比，具有如下特點(diǎn)：不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源；靈敏度高、控制范圍

10、大；隱蔽性好，可流動(dòng)安裝1.3 設(shè)計(jì)要求1、熟悉電路的工作原理。2、掌握該電路中元器件的識(shí)別方法。3、掌握電路的調(diào)試方法。4、熟悉電路簡單的故障分析方法。1.4設(shè)計(jì)意義掌握紅外探測防盜器的原理及設(shè)計(jì)制作與調(diào)試，熟悉實(shí)用電路設(shè)計(jì)的一般過程。訓(xùn)練及提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的原理能力。加強(qiáng)對一些無人場所的防盜報(bào)警，以及對一些危險(xiǎn)地帶生命跡。第二章 方案設(shè)計(jì)與研究2.1 方案設(shè)計(jì)利用模擬電子電路構(gòu)成被動(dòng)紅外線感應(yīng)報(bào)警器。系統(tǒng)主要有紅外線傳感器、四集成運(yùn)放lm324、音響報(bào)警延時(shí)和12v電源電路組成。被動(dòng)紅外線感應(yīng)報(bào)警器的紅外感應(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

11、時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。主動(dòng)紅外報(bào)警器是當(dāng)有人入侵該警戒線時(shí)，紅外光束被遮擋，接收機(jī)收到的紅外信號(hào)發(fā)生變化，提取這一變化，經(jīng)放大和適當(dāng)處理，控制器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)。目前此類報(bào)警器有二光束、三光束還有多光束的紅外柵欄等。一般應(yīng)用在周界防范居多，最大的優(yōu)點(diǎn)就是防范距離遠(yuǎn)。2.2選定方案主動(dòng)式紅外線報(bào)警器的硬件電路相比于被動(dòng)式較為復(fù)雜。由于是畢業(yè)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過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)模的集成電路來設(shè)計(jì)電路。綜上所述選擇被動(dòng)式：由模擬電子電路構(gòu)成人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器電路。主要由電路由紅外線

12、傳感器、信號(hào)放大電路、電壓比較器、開機(jī)延時(shí)、音響報(bào)警延時(shí)和12v電源電路組成。組成框圖如下：紅外線傳感器信號(hào)放大延時(shí)電路音響報(bào)警電壓比較整流濾波電源電路2-1 人體紅外線感應(yīng)報(bào)警器組成框圖第三章 熱釋電紅外傳感器的概述3.1熱釋電紅外傳感器一、熱釋電效應(yīng)及傳感器結(jié)構(gòu)熱釋電元件和壓電陶瓷一樣，都是鐵電體，除具有壓電效應(yīng)外，當(dāng)其表面溫度發(fā)生變化，也將引起表面電荷的變化，這種現(xiàn)象就是熱釋電效應(yīng)，用具有這種效應(yīng)的介質(zhì)制成的元器件稱為熱釋電元件。熱釋電輻射傳感器由濾光片，熱釋電元件，高輸入阻抗放大器等組成。由于熱釋電元件的內(nèi)阻抗極高，需要場效應(yīng)管做阻抗變換，制作中把熱釋電元件和場效應(yīng)管封裝在同一殼體里，

13、為防止可見光對熱釋電元件的干擾，還得在其表面安裝一個(gè)濾光片。濾光片的波段范圍應(yīng)選擇與被測物體的紅外輻射波長一致，例如，作為人體紅外探測，濾光片應(yīng)選取7.514m波段，因外人體溫度為37時(shí)，輻射的紅外線在9.4m處最強(qiáng)。 由于熱釋電元件不像其他光敏元件那樣可連續(xù)接受光照，因?yàn)闃O化電荷在元器件表面停留過久就會(huì)與環(huán)境中的電荷中和或者泄露，即表面溫度只有變化過程中才會(huì)有信號(hào)輸出，但大部分物體的紅外輻射都是恒定的。所以，必須對紅外輻射進(jìn)行調(diào)制，使恒定的輻射變?yōu)榻蛔冚椛?。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，總是要在它的前面加裝一個(gè)菲涅爾透鏡

14、。二菲涅爾透鏡 (fresnel lens) 多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，也有玻璃制作的，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據(jù)相對靈敏度和接收角度要求來設(shè)計(jì)的，透鏡的要求很高，一片優(yōu)質(zhì)的透鏡必須是表面光潔，紋理清晰，其厚度隨用途而變，多在1mm左右，特性為面積較大，厚度薄及偵測距離遠(yuǎn)。1、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。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)，

15、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。當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)范圍，人體釋放的紅外光透過鏡片被聚集在遠(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

16、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)探測器。2、菲涅爾透鏡作用作用：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號(hào)折射（反射）在pir上，第二個(gè)作用是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在pir上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)3、菲涅爾透鏡的主要技術(shù)指標(biāo)外形尺寸，根據(jù)傳感器和探測摘要來設(shè)計(jì)和生產(chǎn)不同尺寸的透鏡。水平視角和垂直視角，它表明透鏡的可監(jiān)視范圍。焦距，它表明鏡片與傳感器的安裝距離。3.2熱釋電傳感器的特點(diǎn)熱釋電紅外線傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、本身不

17、發(fā)任何類型的輻射2、器件功耗很小，隱蔽性好，流動(dòng)安裝3、價(jià)格低廉缺點(diǎn)：1、容易受各種熱源、光源干擾2、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 3、環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈第四章 lm324特點(diǎn)4.1 lm324的概述集成運(yùn)算放大器簡稱集成運(yùn)放，是由多級(jí)直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高，輸入電阻大，輸出電阻低，共模抑制比高，失調(diào)與飄移小，而且還具有輸入電壓為零時(shí)輸出電壓亦為零的特點(diǎn)，適用于正，負(fù)兩種極性信號(hào)的輸入和輸出。運(yùn)算放大器除具有十、一輸人端和輸出端外，還有十、一電源供電端、外接補(bǔ)償電路端、調(diào)零端、相位補(bǔ)償端、

18、公共接地端及其他附加端等。它的放大倍數(shù)取決于外接反饋電阻，這給使用帶來很大方便。lm324內(nèi)部包括有四個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場合。4.2 lm324的組成電路及各引腳功能圖2圖1 4.3 lm324的內(nèi)部電路圖4.4 芯片特點(diǎn)lm324 是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，如圖一所示，它的內(nèi)部包含四組形勢完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大器都有

19、5個(gè)引腳，其中“+” “-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“v+” “v-” 為正負(fù)電源端，“v0”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中“vi-（-）”為反向輸入端，表示運(yùn)放輸出端v0的信號(hào)與該輸入信號(hào)相反；“vi+（+）為同向輸入端，表示運(yùn)放輸出端v0的信號(hào)與該輸入端的信號(hào)相同。由于lm324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功率小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被應(yīng)用于各種電路中?？稍趩坞娫聪鹿ぷ鳎妷悍秶?32v或16v。lm324的特點(diǎn)1、短路保護(hù)輸出2、差動(dòng)輸入級(jí)范圍寬3、可單電源工作 3v32v；雙電源為15v16v4、低偏置電流 最大100na5、每封裝含四個(gè)運(yùn)算放大器6、具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ?、

20、共模范為擴(kuò)展到負(fù)電源8、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列9、輸入端具有靜電保護(hù)功能10、內(nèi)部頻率補(bǔ)償11、輸出電壓擺幅大12、單位增益頻帶寬（1mhz）4.5電氣特性1、4腳為電源正2、11腳為電源負(fù)3、1腳為ic1的輸出4、2腳為ic1的負(fù)向輸入5、3腳為ic1的正向輸入6、5腳為ic2的正向輸入7、6腳為ic2的負(fù)向輸入8、7腳為ic2的輸出9、8腳為ic3的輸出10、9腳為ic3的負(fù)向輸入11、10腳為ic3的正向輸入12、12腳為ic4的正向輸入13、13腳為ic4的負(fù)向輸入14、14腳為ic4的輸出端15、具有低偏置電流，為100na第五章 整流濾波電路5.1 整流濾波電路的概述 該電路采用變比大

21、約為23的變壓器降壓，把電壓降到v2=9v，通過整流、電容濾波之后使vl=12v。其中三個(gè)電容起不同的作用，c11是用來濾除中次諧波；c12的作用濾除高次諧波；c15的作用是用來濾除低次諧波。電源e是備用電源，當(dāng)u的電壓低于12v或斷電時(shí)用于提供連續(xù)不斷的電源。5.2 直流穩(wěn)壓電源的原理直流穩(wěn)壓電源是一種將220v工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220v交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?0hz的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電

22、。濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。圖35.3 整流濾波電路的特點(diǎn)1、 電容濾波器的特點(diǎn)（1） 在電容濾波電路中，c的容量或rl的阻值越大，濾波電容c放電越慢，輸出的直流電壓就越大濾波效果就越好。反之，c的容量或rl的阻值越小，輸出電壓低且效果差。（2） 在采用大容量的濾波電容式，接通電源的瞬間充電電流特別大。2、 工程應(yīng)用電容濾波的輸出直流電壓可按下述方法進(jìn)行估算，半波整流電路加電容濾波時(shí)，輸出直流電壓約為v2；而橋式整流電路加電容濾波時(shí)，輸出直流電壓為1

23、.2*v2。負(fù)載開路時(shí)，輸出電壓為1.414*v2。3、 電路的計(jì)算解：因?yàn)闃蚴秸麟娙轂V波電路的輸出直流電壓為1.2*v2所以由公式可得： v2=vl/1.2 vl=v2*1.2=12v二極管承受的最大反向電壓 vrm=1.4*v213v4、 濾波電容的選用耐壓應(yīng)大于1.4*v2,容量c(35)t/rl,t為整流之后的脈動(dòng)電壓周期,半波t為0.02s,全橋整流為0.01s。 c（35）0.01/rl濾波電容的耐壓 vc1.4*v213v 根據(jù)電容標(biāo)稱表選耐壓為50v電容第六章 電路的設(shè)計(jì)6.1 紅外線傳感器 紅外線傳感器ic1采用進(jìn)口器件q74，波長為910um。一般人體都有恒定的體溫，一般

24、在37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長10um左右的紅外線。ic1探測到前方人體輻射出的紅外線信號(hào)時(shí)，由ic1的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。6.2 信號(hào)放大電路1、集成運(yùn)放的概述集成運(yùn)算放大器簡稱集成運(yùn)放，是由多級(jí)直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高，輸入電阻大，輸出電阻低，共模抑制比高，失調(diào)與飄移小，而且還具有輸入電壓為零時(shí)輸出電壓亦為零的特點(diǎn)，適用于正，負(fù)兩種極性信號(hào)的輸入和輸出。運(yùn)算放大器除具有十、一輸人端和輸出端外，還有十、一電源供電端、外接補(bǔ)償電路端、調(diào)零端、相位補(bǔ)償端、公共接地端及其他附加端等。它的放大倍數(shù)取決于外接反饋電阻，這給使用帶

25、來很大方便。2、同相比例放大器的概述該電路采用的是反向比例運(yùn)算放大器。當(dāng)人活動(dòng)在指定區(qū)域內(nèi)，由于人體都有恒定的體溫，一般在37度左右，所以會(huì)發(fā)生特定的波長10um左右的紅外線。當(dāng)人體紅外線探測到人體所發(fā)出的信號(hào)時(shí)，由傳感器的2號(hào)引腳發(fā)出微弱的信號(hào)，經(jīng)過ic1a放大成高增益、低噪聲的電壓信號(hào)。集成運(yùn)放有三種輸入形式：反向比例放大器、同向比例放大器和差分輸入三種。該圖4（ic1a）為同向比例運(yùn)算放大器，由r1、c2、r2、r4和c1組成。其中r4和c1是反饋元件。c1為耦合電容，其隔離直流電的作用，又稱限頻電容，如果當(dāng)有信號(hào)頻率很高大的信號(hào)時(shí)，由于電阻具有非線性，會(huì)使電阻阻值降低，從而大大降低了電

26、路的放大倍數(shù)。所以c1的接入是為了改善頻率特性。c2為濾波電容，因?yàn)槿梭w所產(chǎn)生的信號(hào)頻率很小，大約為0.1到10hz之間，屬低頻信號(hào)，所以c2的選取為小容量電容。在輸出端與輸入端之間接有反饋電阻r2和r4。輸出與輸入時(shí)同相位，且兩者之間存在一定比例關(guān)系，比例系數(shù)為（1+rf/r1）。將信號(hào)經(jīng)ica1送到輸出端1。圖4 同向比例運(yùn)算放大器2、反響比例運(yùn)算放大器的概述 該電路如圖5所示，由r8、r7、r5、c6、c8組成反響比例運(yùn)算放大器。其基本原理如同向比例運(yùn)算放大器基本相同。圖5 反相比例運(yùn)算放大器6.3 電壓比較器電路1、電壓比較器的概述簡單地說，電壓比較器時(shí)將模擬量電壓信號(hào)和參考電壓相比較

27、，在二這幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生越變，相應(yīng)輸出高低電平。即電壓比較器是對兩個(gè)模擬電壓比較器大小，并判斷出其中哪一個(gè)電壓高。當(dāng)uiur時(shí)，運(yùn)放輸出高電平；當(dāng)uiur時(shí)，運(yùn)放輸出低電平。簡單的電壓比較器結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但是抗干擾能力差，因此我們就要對它進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后的電壓比較器有：窗口比較器。2、窗口比較器的概述當(dāng)去掉運(yùn)放的反饋電阻時(shí),或者說反饋電阻趨于無窮大時(shí)(即開環(huán)狀態(tài)論上認(rèn)為運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)也為無窮大(實(shí)際上是很大,如lm324運(yùn)放開環(huán)放大倍數(shù)為100db，既10萬倍)。此時(shí)運(yùn)放便形成一個(gè)電壓比較器，其輸出如不是高電平（v+），就是低電平（v-或接地）。當(dāng)正輸入端電壓高于負(fù)輸入

28、端電壓時(shí)，運(yùn)放輸出低電平。附圖中使用兩個(gè)運(yùn)放組成一個(gè)電壓上下限比較器，電阻r1、r1組成分壓電路，為運(yùn)放a1設(shè)定比較電平u1；電阻r2、r2組成分壓電路，為運(yùn)放a2設(shè)定比較電平u2。輸入電壓u1同時(shí)加到a1的正輸入端和a2的負(fù)輸入端之間，當(dāng)ui u1時(shí)，運(yùn)放a1輸出高電平；當(dāng)ui u2，則當(dāng)輸入電壓ui越出u2，u1區(qū)間范圍時(shí)，led點(diǎn)亮，這便是一個(gè)電壓雙限指示器。若選擇u2 u1，則當(dāng)輸入電壓在u2，u1區(qū)間范圍時(shí)，led點(diǎn)亮，這是一個(gè)“窗口”電壓指示器。此電路與各類傳感器配合使用，稍加變通，便可用于各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報(bào)警等。如圖6所示為該課題中的兩個(gè)電壓比較器，組成窗口比較器

29、。窗口比較器又叫雙線比較器，是指在輸入信號(hào)的上升沿或是下降沿翻轉(zhuǎn)電壓不同的比較器，兩個(gè)電壓之間的職位窗口寬度。窗口比較器常用兩個(gè)比較其組成，他有兩個(gè)閥值電壓，（高閥值電壓）vth和(低閥值電壓)vtl將兩個(gè)閥值電壓比較后的va輸入兩個(gè)比較器。若vtlvavth，則8號(hào)引腳輸出高電平；若vavtl，vavth，則8號(hào)引腳輸出低電平。運(yùn)放ic3c和ic4d中只要有一個(gè)輸出高電平，其后面得負(fù)載就會(huì)報(bào)警。假如，va與vth相比較后vavth，則ic3c就會(huì)工作，其后面的報(bào)警器就會(huì)點(diǎn)亮，從而提醒人們；如果，va與vth相比較后vavtl，則ic4d就會(huì)工作，其后面的發(fā)光二極管就會(huì)點(diǎn)亮。就這樣，兩個(gè)二極管

30、相互閃爍。圖6 窗口比較器6、4 電源延時(shí)電路1、延時(shí)電路的概述如圖所示，為電源開機(jī)延時(shí)電路，由三極管、r15、c16 和vd4 組成，時(shí)間約為一分鐘。它的設(shè)置主要是防止工作人員開機(jī)時(shí)有足夠的時(shí)間離開監(jiān)視現(xiàn)場，同時(shí)可以防止停電后又來電產(chǎn)生誤報(bào)警。當(dāng)該裝置采用912v直流電源供電，由t降壓，全橋u整流，c11、c12濾波。本裝置交直流兩用，自動(dòng)無間斷轉(zhuǎn)換。電源剛接通的瞬間，由于電容的特性，其兩端的電壓不能突變，由于電容c16的存在，電源首先給電容充電。一直充到電容兩端的電壓與電源電壓相等，前面的電路才開始工作。2、工作原理即電路得電的瞬間，由于電容的特性，其兩端的電壓不能突變。所以三極管的集電極

31、電壓vce幾乎為0v，vbe為0v隨著電源給電容充電，其基極電壓升高，當(dāng)升高到一定電位，三極管導(dǎo)通，所以vce兩端的電壓為0.3v0.7v，所以電路不會(huì)動(dòng)作，也就是所謂的報(bào)警。隨著電容的繼續(xù)充電，大約為一分鐘左右，當(dāng)電容充滿電時(shí)其兩端相當(dāng)于開路，電阻無分壓，所以vb=0v,vbe為0偏，也叫反偏，同時(shí)vce反偏，三極管截止，vce兩端的電壓為vcc，所以在一分鐘之后，系統(tǒng)開始工作。圖7 電源延時(shí)電路6.5 三端穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路的概述lm78系列是美國國家半導(dǎo)體公司的固定輸出三端正穩(wěn)壓器集成電路；lm79系列為輸出三端負(fù)穩(wěn)壓集成電路。其中1腳為電源，2腳為接地，3腳為輸出。特性簡介：輸出電流1a

32、以上，內(nèi)置過熱保護(hù)電路，無須外部元件，輸出晶體管安全范圍保護(hù)，內(nèi)置短路電流限制電路。工作電壓范圍： lm7805c 5v lm7806c 6v lm7808c 8v lm7809c 9v lm78012c 12v lm78015c 15v lm78018c 18vlm78024c 24v 封裝形式：to-220塑料封裝，to-3呂殼封裝6.6 紅外線報(bào)警電路本電路由紅外線傳感器、lm324集成運(yùn)放、報(bào)警電路和延時(shí)電路組成。紅外線探測傳感器j1探測到前方人體輻射出的紅外線信號(hào)時(shí)，由j2的二引腳發(fā)出微弱的信號(hào)，經(jīng)ic1a進(jìn)行放大，在經(jīng)過r5耦合到下一級(jí)，由ic2b進(jìn)行第二級(jí)的高增益、低噪聲的放大放

33、。在經(jīng)r9耦合到后面的窗口比較器，進(jìn)行比較放大。第七章 總結(jié)與展望結(jié)束語經(jīng)過幾個(gè)多月的努力，在老師的耐心指導(dǎo)下，從設(shè)計(jì)、論證、修改到畫圖，我的畢業(yè)計(jì)終于完成了。論文結(jié)束的瞬間，覺得自己又回到了大一時(shí)代，拿著書本翻閱資料，不懂的會(huì)追根究底，雖然沒有那么多的時(shí)間將問題深思熟慮，考的不周全，學(xué)習(xí)的感覺很棒，吸收知識(shí)很充實(shí)。使我無論在理論基礎(chǔ)知識(shí)還是在實(shí)際的操作能力上都有了較大的提高。論文的完成使我體會(huì)到了成功的喜悅，也懂得了一分耕耘一分收獲的道理。本文所產(chǎn)述的是一個(gè)簡易的紅外線感應(yīng)報(bào)警器，是利用人體所產(chǎn)生的微弱信號(hào)，從而利用人體紅外線傳感器探測到微弱的人體信號(hào)，大約10hz左右。從而將信號(hào)利用集成放

34、大器一級(jí)一級(jí)的放大并比較，最終達(dá)到報(bào)警。本設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)是利用兩個(gè)發(fā)光二極管交替閃爍達(dá)到報(bào)警的目的，也可利用蜂鳴器來代替二極管，原理是一樣的。該設(shè)計(jì)的中心元件是lm324，要想理解電路原理圖必須要深刻理解集成運(yùn)放lm324的工作原理和應(yīng)用。 通過這次設(shè)計(jì)，將我所學(xué)過的課程聯(lián)系到一起，使我對所學(xué)課程有了更深的體會(huì)，對所學(xué)的知識(shí)進(jìn)一步鞏固，對電子技術(shù)專業(yè)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)中所云用到的理論，使我對它們的使用更加熟練，而且發(fā)現(xiàn)其中強(qiáng)大的功能，從中又學(xué)到了很多知識(shí)。最后，由于個(gè)人水平有限，設(shè)計(jì)中存在不足，錯(cuò)誤之處，請各位老師多多批評(píng)指正。展望通過做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多知識(shí)，增長了見識(shí)。同時(shí)我也高

35、估了自己的能力，單純的認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)就是把這幾年的知識(shí)總結(jié)一下就可以了，到時(shí)候去上網(wǎng)搜搜就可以了，事實(shí)證明我錯(cuò)了。大錯(cuò)特錯(cuò)，錯(cuò)就在當(dāng)時(shí)自不量力，雖然在此之前我也選修了文獻(xiàn)檢索，但是現(xiàn)在卻無從下手。我現(xiàn)在也終于知道學(xué)校給我們安排每一個(gè)科目也都是有目的的，希望我們能夠提前接觸新的知識(shí)，并且學(xué)為所用。所以在今后的日子里要不斷地充實(shí)自己，多學(xué)習(xí)，掌握更多的知識(shí)。爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計(jì)中最大的收益。我想是一次意志的磨練，是對我實(shí)際能力的一次提升，也會(huì)對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。我一直深記一句話:學(xué)習(xí)不能說有好處

36、，但絕對沒害處。另外，不論工作還是學(xué)習(xí)，都要理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用相關(guān)的理論知識(shí)，通過對電路原理的介紹和探究，得出其制作方案與實(shí)踐應(yīng)用原理，并重點(diǎn)研究了其相關(guān)的核心技術(shù)和應(yīng)用理論。相信，在現(xiàn)實(shí)生活中該理論一定能得到很好的應(yīng)用和更為廣闊的發(fā)展?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高，同時(shí)學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)，而自己需要學(xué)習(xí)的東西還有很多。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白原來學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到