本文介绍一种电路简单、灵敏度高、具有温度补偿功能的人体接近探测器,电路见图。
图中的集成运放、门电路、阻容元件构成人体接近探测器电路,其中反向器t1、1mhz晶振及阻容元件组成1mhz振荡器,振荡信号经t2整形输出方波信号。用一块25cm2的敷铜板构成感应器,当人体靠近敷铜板时,人体相当于另一极板,会产生随人体靠近而增大的电容,容量为2~6pf。这一电容增量会使后面的ic3输出脉冲占空比与电容增量成比例的脉冲信号。t2输出的方波一路经r3输入比较器ic1b,放大后加至异或门ic3的一个输入端;另一路先经r1、c1延时,再由比较器ic1a放大后加至异或门ic3的另一输入端,从而使异或门ic3输出的方波信号的占空比正比于输入电路中r1c1的延时,再经r6、c4滤波后产生与人体接近距离成比例的直流电压。
在实际使用中,ic1比较器自身传输延时的微小变化可能会掩盖电容c1的微小变化,因此本电路采用具有相同特性参数的双比较器电路,它能分辨纳秒以下的时间差,还能将自身的传输延时及失调电压、温度漂移等的影响抵消,从而使tp点输出信号电压仅正比于r1、c1的延时。
图中电容c1实际包括一个33pf固定电容、25cm2感应板对地电容和同轴电缆输入电容三部分,在无人接近探测器时,上述三种电容并联之和约为48pf,它将产生0.69r1c1=16.5ns的固定延时;当有人靠近感应板时,电容增至50~54pf,它将产生17.3~18.6ns的延时,两路方波的时间差为0.8~2.1ns,对能分辨纳秒以下时间差的双比较器而言,是能够保证所需的转换灵敏度的。
运放ic2a的作用是对tp点的直流电压提供偏置并放大,调整电位器r11可以设定对应于人体接近感应板不同距离的门限值。运放ic2b及功率放大管q1构成滞回比较器,将ic2a输出电压放大,通过r14的正反馈可保证q1迅速可靠导通,点亮led。若把led换成继电器,当人体接近时,继电器动作,可控制其他各种执行机构,以实现各种自动控制功能。 来源:lover