微波感應開關電路設計

1、數字電子技術課程設計題目：微波感應開關電路設計學院： 機電學院 班級： 10自動化（2）班 學號： 姓名： 指導老師： 曹456 景德鎮(zhèn)陶瓷學院數字電子技術課程設計任務書班級： 10自動化（2）班 姓名： 12 指導教師：12 2013年01月01日設計題目：感應開關電路的設計設計任務和要求用途：可用在走廊或樓梯的路燈，以及家用的燈具上。功能要求：做到人來等就自動亮，人一離開，經過一定的時間延遲，燈才熄滅。設計成果設計說明書一份電路圖一份參考資料1 李萬臣.模擬電子技術基礎實驗與課程設計M. 哈爾濱工程大學出版社，2010. 2 黃繼昌.實驗單元電路及其應用M.人民郵電出版社，2008. 3

2、楊邦文.新型實用電路制作200例M.人民郵電出版社，2010. 4 閻石.數字電子技術基礎 M.第五版.北京：高等教育出版社，2009. 5 童詩白.模擬電子技術基礎M.第四版. 高等教育出版社，2009.6 實用電子電路200例/張慶雙等編著.-北京：機械工業(yè)出版社，2003教研室主任簽字： 年 月 日目 錄1引言32 元件芯片選擇及整體電路工作原理分析32.1 方案論證32.1.1 電源32.1.2 檢測器32.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器42.1.4 自鎖器43元電路設計：元器件選擇及電路圖53.1電源電路53.2檢測電路53.3光控電路63.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路63.5自鎖電路73.6電路整體電

3、路圖與工作原理介紹7小結9參考文獻9附錄.10引言隨著電子技術的飛速發(fā)展，電子新技術、新產品不斷的涌現。電子技術的廣泛應用，促進了農業(yè)生產，也豐富了人們的物質生活。現代社會生活數字化越開越顯著，促使了數字電子技術的飛躍發(fā)展。對數字電子技術的學習與認知的需求也開始明顯，為了鞏固對課本數字電子技術知識到生活實踐應用。本文選取數字電子技術一個生活中常用且比較簡單的數字電子技術應用原理與電路元件進行簡略的講解。2 元件芯片選擇及整體電路工作原理分析2.1 方案論證根據微波感應自動燈的原理，該設計電路由電源電路、檢測電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路、自鎖電路和雙向晶閘管VT，其流程圖如圖1所示。 電源電路檢測電路

4、 光控電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)自鎖電路輸出控制電燈 圖 1 該電路由電源、檢測、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、自鎖電路和雙向晶閘管VT的組成其具體選擇如下文。2.1.1 電源因為我們日常生活正常的電壓是220V的交流電壓，所以要經過壓降電容C1、電阻器R1、整流二極管VD、穩(wěn)壓二極管VS和濾波電容器C2整流整壓處理（圖見于下文電源電路 圖2）。2.1.2 檢測器檢測器由環(huán)形天線W、微波檢測專用集成電路TX982A IC組成。之所以選擇環(huán)形天線與TX982A IC芯片，因為檢測控制器使用直徑9厘米的微型環(huán)形天線作微波探測，其天線在軸線方向產生一個橢圓形半徑05（可調）空間微波戒備區(qū)，當人體活動時其反應的回波和微波感應控制

5、出發(fā)的原微波場（或頻率）相互干涉而發(fā)生變化，這一變化量經TX982A進行檢測、放大、整形、多重比較以及延時處理后由導線輸出電壓控制信號。微波專用微處理器TX892A首先去除幅度大小的干擾信號只將一定強度的探測頻移信號轉化成寬度不同的等幅脈沖，電路指識別脈沖足夠寬的單體信號，如人體、車輛其鑒別電路才被觸發(fā)，或者兩秒內23，鑒寬電路也被觸發(fā)。人體微波感應器，微波感應器是以微波多普勒原理為基礎，平面型天線作感應系統(tǒng)，以微處理器作控制的一種感應器。TX982A微波探測器是以10.525GHz微波頻率發(fā)射、接收，整機關鍵元器件均為進口器件，方案設計、選擇器件均確保了產品可靠性。微波感應器，人體微波感應器

6、產品功能特點：1.非接觸探測。 2.傳感器不受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光線等影響,適合惡劣環(huán)境。 3.抗射頻干擾能力強。4.探測范圍10mm8m，可根據客戶要求調節(jié)。5.TX982A微波人體傳感器性能穩(wěn)定、壽命長。6.上電燈常亮10S延時，10S后正式進入工作狀態(tài)。7.調指示燈下的電位器，逆時針旋轉時靈敏度減弱，距離縮小，扭到底為關掉。順時針旋轉時靈敏度增加，距離增大，扭到底為桎機，靈敏度高。8.調板面上的撥動開關，可調正輸出脈沖的長度。（檢測電路圖見下文 圖3）2.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由晶體管V1和時基集成電路NE555 IC芯片組成。因為時基集成電路能

7、準確快速的對TX982A 檢測IC芯片的傳來的信號進行觸發(fā)。其特點上文檢測器中簡略說明（圖見于下文圖4）。2.1.4 自鎖器 自鎖器由晶體管V2及其外圍元件組成（其圖見于下文圖5）。3 單元電路設計：元器件選擇及電路圖3.1 電源電路電源電路由壓降電容器C1、電阻器R1、整流二極管VD、穩(wěn)壓二極管VS和濾波電容器C2等組成。電路連接見下圖2所示。圖23.2 檢測電路檢測電路選用環(huán)形天線W與IC芯片TWH9248，如圖3所示。檢測控制器使用直徑9厘米的微型環(huán)形天線作微波探測，其天線在軸線方向產生一個橢圓形半徑05（可調）空間微波戒備區(qū)，當人體活動時其反應的回波和微波感應控制出發(fā)的原微波場（或頻率

8、）相互干涉而發(fā)生變化，這一變化量經TX982A進行檢測、放大、整形、多重比較以及延時處理后由導線輸出電壓控制信號。圖 3微波感應控制器內部環(huán)形天線和TX982A IC芯片組成一個工作頻率10.525GHz的微波振蕩器，環(huán)形天線既做發(fā)射天線也可接收有人體移動而反射的回波。內部微波三極管的半導體PN結混頻后差拍檢出微弱的頻移信號（既檢測到人體的移動信號），微波專用微處理器TX892A首先去除幅度大小的干擾信號只將一定強度的探測頻移信號轉化成寬度不同的等幅脈沖，電路指識別脈沖足夠寬的單體信號，如人體、車輛其鑒別電路才被觸發(fā)，或者兩秒內23，鑒寬電路也被觸發(fā)。人體微波感應器，微波感應器是以微波多普勒原

9、理為基礎，環(huán)形型天線作感應系統(tǒng)，以微處理器作控制的一種感應器。TX982A微波探測器是以10.525GHz微波頻率發(fā)射、接收，整機關鍵元器件均為進口器件，方案設計、選擇器件均確保了產品可靠性。3.3 光控電路光控電路由光敏電阻RG、分壓電阻器R4及IC1內電路組成如圖4所示。圖43.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路由晶體管V1和時基集成電路NE555 IC芯片組成，如圖5所示。 微波通過天線發(fā)射與接收信號經過微波處理器TX982A 芯片處理過的脈沖信號在經過三級管放大后傳達個NE555基時芯片觸發(fā)。圖 5NE555 IC2芯片的內部結構簡單介紹（圖6所示 網絡截圖），集成電路的框圖及工作原理

10、NE555 集成電路開始是作定時器應用的，所以叫做NE555 定時器。但后來經過開發(fā)，它除了作定時延時控制外，還可用于調光、調溫、調壓、調速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調制等。由于它工作可靠、使用方便、價格低廉，目前被廣泛用于各種電子產品中，555 集成電路內部有幾十個元器件，有分壓器、比較器、基本R-S 觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較復雜，是模擬電路和數字電路的混合體，如圖3所示。 圖 63.5 自鎖電路自鎖電路有晶體管V2及其外圍元件組成，如圖7所示。 圖 7在夜晚，若有人進入微波傳感監(jiān)控范圍內時，

11、則環(huán)形天線W講將接收到微波反射信號，該信號經IC1處理后，使V1截止，IC2的四輸出高電平，其內部的單穩(wěn)態(tài)電路受觸發(fā)而翻轉，有由穩(wěn)態(tài)變暫穩(wěn)態(tài)，IC2的3變?yōu)楦唠娖?，使VT導通，照明燈EL點亮。同時V2葉導通，使IC2的2腳為低電平。當人離開監(jiān)控范圍后，V1導通，IC2由暫穩(wěn)態(tài)恢復為穩(wěn)態(tài)，其3腳輸出低電平，使V2和VT均截止，照明燈EL熄滅。3.6電路整體電路圖與工作原理介紹 電路的工作原理：該微波傳感自動燈由電源電路、檢測電路、光控電路單穩(wěn)態(tài)電路、自鎖電路和雙向晶閘管VT等組成，如圖8所示。 圖 8電源電路由壓降電容C1、電阻器R1、整流二極管VD、穩(wěn)壓二極管VS和濾波電容C2等組成。檢測電路

12、由環(huán)形天線W、微波檢測專用集成IC1組成。光控電路由光敏電阻RG、分壓電阻R4及IC1內電路組成。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由V1和時基集成電路IC2組成。自鎖電路由晶體管V2及其外圍元件組成。220V交流電壓經C1降壓、VS穩(wěn)壓、VD整流及C2濾波后，產生12V左右的直流電壓，供給IC1、IC2和V1等。在無人進走廊或門廳額微波監(jiān)控范圍內時，環(huán)形天線W向外發(fā)射微波信號，此時V1因基極有高電平輸入而導通，使IC2的4腳變?yōu)榈碗娖?，IC2內部的單穩(wěn)態(tài)電路為穩(wěn)態(tài)，其3腳輸出低電平，V2和VT均截止，照明燈EL不亮。，在夜晚，若有人進入微波傳感監(jiān)控范圍內時，則環(huán)形天線W講將接收到微波反射信號，該信號經IC1處理后

13、，使V1截止，IC2的四輸出高電平，其內部的單穩(wěn)態(tài)電路受觸發(fā)而翻轉，有由穩(wěn)態(tài)變暫穩(wěn)態(tài)，IC2的3變?yōu)楦唠娖?，使VT導通，照明燈EL點亮。同時V2葉導通，使IC2的2腳為低電平。當人離開監(jiān)控范圍后，V1導通，IC2由暫穩(wěn)態(tài)恢復為穩(wěn)態(tài)，其3腳輸出低電平，使V2和VT均截止，照明燈EL熄滅。在白天，光敏電阻器RG的阻值變小，使IC2的2腳為高電平（高于閾值VCC/3），IC2處于恒穩(wěn)態(tài)。此時不管V1是否導通，IC2的3腳均輸出恒定的低電平。元器件選擇IC1選用TX982A微波檢測專用集成電路；IC2選用NE555時基集成電路。V1、V2均選用S9018硅NPN型晶體管。VT選用BCR97A6雙向晶閘

14、管。VD選用1N4007硅整流二極管；VS選用1W、12V穩(wěn)壓二極管，例如N4742等型號。R1選用耐壓值1/2W碳膜電阻器R2R6選用1W、碳膜電阻器。C1選用耐壓值400V的滌綸電容器；C2選用耐壓值為50V的電解電容器；C3選用耐壓值為16V的電解電容器。心得小結：通過這次對微波自動燈設計，了解設計電路的程序。在運用的過程中讓我深度的了解到了自己的很多的不足，對課本知識的掌握與應用很是勉強，有些甚至“一塌糊涂”來形容也不為過。當然收獲也頗多讓自己對元器件如何更合理的運用到實踐中，更能節(jié)省能源與經濟。課本的知識有很多的不足，因為每個作者都有自己不足的地方，多查找相關的資料找出更合理適合的簡

15、單設計。雖然自己的不一定很好但是一定適合自己，在設計與找資料與設計課題的過程中我不得不對那些造出元器件的發(fā)明家崇敬，當然巧妙的運用元器件的人同樣令人敬佩，比如二級管，晶體管BJT等，一個小小器件有令人贊嘆用途，我們生活已與它們分不開了。在查找資料的過程中整流，濾波的電路連接不斷的改進，讓我深刻明白的沒有最好的只更好。由于本人的知識很大不足，設計課題簡單可能有好多的疏漏謝謝觀看，謝謝諒解。也讓我了解了關于微波自動燈設計的原理及設計理念。通過這次學習，讓我對各種電路都有了大概的了解。通過大量的翻閱資料及廣泛的調查研究， 廣開思路，反復思考，作出了合理的設計并在此次設計過程中，對課本相關知識進行了復

16、習做到了學以致用，通過團體合作，加深了我們同學間的友誼，共同提高了我們發(fā)現提出分析解決問題的能力，并通過對實驗數據的計算作了合理的推理論證，在設計過程中我們綜合利用所學理論知識，不斷的完善提高了我們主動學習，主動發(fā)現，探索分析解決問題的能力，為進行良好的獨立工作習慣，科學素質的培養(yǎng)，以及以后參加科學研究工作打下了良好的基礎。研究工作打下了良好的基礎。參考文獻1 李萬臣.模擬電子技術基礎實驗與課程設計M. 哈爾濱工程大學出版社，2010. 2 黃繼昌.實驗單元電路及其應用M.人民郵電出版社，2008. 3 楊邦文.新型實用電路制作200例M.人民郵電出版社，2010. 4 閻石.數字電子技術基礎 M.第五版.北京：高等教育出版社，2009. 5