紅外線光控開關(guān)

說明電路原理

采用鎖相環(huán)單音檢測電路ＬＭ５６７構(gòu)成自發(fā)射自接收的閉環(huán)控制

一、特點

該裝置采用鎖相環(huán)單音檢測電路ＬＭ５６７構(gòu)成自發(fā)射自接收的閉環(huán)控制形式。就是說，把ＬＭ５６７產(chǎn)生的方波電信號調(diào)制在紅外線光信號上并發(fā)射出去，紅外線光敏二極管接收該信號，并把其變?yōu)殡娦盘?，?jīng)放大，又被該ＬＭ５６７自身檢測。這樣，ＬＭ５６７自身的振蕩頻率與要接收的信號頻率永遠相同，即使由于某種原因使ＬＭ５６７的振蕩頻率發(fā)生了變化。在一定的頻帶寬度內(nèi)，由于ＬＭ５６７只對與自身振蕩頻率非常接近的信號產(chǎn)生響應，而對其他頻率的干擾信號不響應，所以，該裝置具有可靠性高、抗干擾性強、安裝調(diào)試簡單的特點。該裝置可應用于自動門、自動水龍頭、防盜報警、危險區(qū)域誤入報警、警戒區(qū)域侵入報警等控制。

二、工作原理

電路原理圖見圖１。紅外線光敏二極管ＰＨ檢測到由紅外線發(fā)射二極管ＬＥ發(fā)出的紅外線光信號，并將其轉(zhuǎn)換成電信號。該信號經(jīng)由ＩＣ１Ａ構(gòu)成有源高通濾波器，濾除外界低頻干擾信號；再經(jīng)ＩＣ１Ｂ、ＩＣ１Ｃ兩級固定增益放大器的放大、以及ＩＣ１Ｄ可調(diào)增益限幅放大器的放大，進入鎖相環(huán)單音檢測電路
ＩＣ２的第③腳。ＩＣ２檢測到與自身振蕩頻率相同的信號后，其第⑧腳輸出低電平，使繼電器ＤＬ吸合，觸點Ｓ１、Ｓ２接通，控制其他設備。ＩＣ２第⑧腳的最大吸入電流為１００ｍＡ。ＩＣ２第⑤腳輸出的方波信號，經(jīng)Ｃ８、Ｒ１６組成的微分電路和Ｎ１、Ｎ２驅(qū)動電路，使紅外線發(fā)射二極管發(fā)出該頻率調(diào)制的紅外線光信號。微分電路使正方波信號變?yōu)榈驼伎毡鹊姆讲ㄐ盘?。用低占空比方波調(diào)制紅外線發(fā)射管，可提高紅外線發(fā)射管的工作效率，即其峰值電流很大，而平均工作電流卻很小。這樣，有利于紅外線光敏二極管的接收。電阻Ｒ１２、Ｒ１３和電解電容Ｅ３是集成電路ＩＣ１的中點電位偏置電路，使ＩＣ１工作于單電源方式。該裝置有兩種工作方式。一種是：紅外線發(fā)射二極管和紅外線光敏二極管都在同一側(cè)，構(gòu)成反射檢測方式，見圖２。另一種是：紅外線發(fā)射二極管在一側(cè)，而紅外線光敏二極管在另一側(cè)，構(gòu)成對射式檢測方式，見圖３。一般情況下，反射式控制距離可達兩米，對射式控制距離可達五米?？刂凭嚯x的遠近可由調(diào)節(jié)電位器Ｗ來控制，Ｗ的阻值越大，ＩＣ１Ｄ放大器的增益越大，控制距離越遠。反之，控制距離越近。如果給紅外線發(fā)射二極管或光敏二極管一方加上光學透鏡，可增加控制距離；給雙方都加上光學透鏡，更可增加控制距離。紅外線發(fā)射二極管的外面要套上長度為５０ｍｍ左右的金屬管，以防止其散射光干擾紅外接收管。
電解電容Ｅ５的容量越大，抗干擾性越好，但響應的時間也越長，一般Ｅ５的選取范圍是１０μＦ～１００μＦ。由于該裝置工作在閉環(huán)狀態(tài)，所以對ＩＣ２工作頻率的穩(wěn)定度要求不嚴格，并且可在很寬的范圍內(nèi)設定頻率值，范圍可達５ｋＨｚ～４０ｋＨｚ，頻率由電阻Ｒ１１調(diào)節(jié)。ＩＣ２振蕩頻率計算公式如下：
ｆ＝１．１／Ｒ·Ｃ 單位：ｆ（ｋＨｚ）、Ｒ（ｋΩ）、Ｃ（μＦ）。圖１中，Ｒ１１即為公式中的Ｒ，Ｃ７即為公式中的Ｃ。

又一款電路