红外线控制自动水龙头系统设计.doc

1、 毕 业 设 计 （ 论 文 ）课 题 : 红 外 线 控 制 自 动 水 龙 头 系 统 设 计学 生 :颜 肖 系 部 : 通 信 工 程 系班 级 :通 信 092 学 号 :2009006228 指 导 教 师 :吴 世 富装 订 交 卷 日 期 : 2012-01-06毕 业 设 计 （ 论 文 ） 成 绩 评 定 记 录 表注 ： 1.此 表 适 用 于 参 加 毕 业 答 辩 学 生 的 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 成 绩 评 定 ；2.平 时 成 绩 占 20%、 卷 面 评 阅 成 绩 占 50%、 答 辩 成 绩 占 30%， 在 上 面 的 评 分 表中 ， 可 分

2、别 按 20 分 、 50 分 、 30 分 来 量 化 评 分 ， 三 项 相 加 所 得 总 分 即 为 总 评 成 绩 ， 总评 成 绩 请 转 换 为 优 秀 、 良 好 、 中 等 、 及 格 、 不 及 格 五 等 级 计 分 。教 务 处 制指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）:成绩（平时成绩）: 指导教师签名：年 月 日评阅教师评语：成绩（评阅成绩）: 指导教师签名：年 月 日答辩情况记录:答辩成绩:答辩委员会主任(或答辩教师小组组长)签名:年 月 日总评成绩:毕 业 设 计 （ 论 文 ） 成 绩 评 定 记 录 表注 ： 1.此 表 适 用 于 不 参 加 毕 业

3、答 辩 学 生 的 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 成 绩 评 定 ；2.平 时 成 绩 占 40%、 卷 面 评 阅 成 绩 占 60%， 在 上 面 的 评 分 表 中 ， 可 分 别 按 40分 、 60 分 来 量 化 评 分 ， 二 项 相 加 所 得 总 分 即 为 总 评 成 绩 ， 总 评 成 绩 请 转 换 为 优 秀 、 良好 、 中 等 、 及 格 、 不 及 格 五 等 级 计 分 。 教 务 处 制指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）:成绩（平时成绩）: 指导教师签名：年 月 日评阅教师评语：成绩（评阅成绩）: 指导教师签名：年 月 日总评成绩:目录摘 要 .

4、11 、红外线控制自动水龙头系统设计 21.1 水龙头的构成及传感器控制 21.2 系统组成方框图 31.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 41.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 .52、单元电路的设计 .62.1 稳压电源的设计 62.2 振荡器电路的设计 .72.3 红外接受控制电路的设计 .72.4 电压放大电路的设计 82.5 音调译码器的设计 92.6 三端稳压器 112.7 LM567 调制传感器 .12参考文献 .13附录 .14元件列表 .19摘 要随 着 经 济 的 不 断 发 展 ， 人 们 对 淡 水 的 需 求 不 断 增 加 ， 不久 的 将 来 ， 淡 水

5、资 源 紧 缺 将 成 为 世 界 各 国 普 遍 面 临 的 严 峻 问题 。 据 报 道 我 国 是 一 个 水 资 源 短 缺 的 国 家 ， 若 按 人 均 水 资 源量 计 算 ， 人 均 占 有 量 只 有 2500 立 方 米 ， 约 为 世 界 人 均 水 量的 四 分 之 一 ， 世 界 排 110 位 。由 于 全 自 动 感 应 水 龙 头 有 自 动 控 制 水 龙 头 开 闭 的 效 果 ，它 杜 绝 了 水 资 源 的 浪 费 ， 避 免 了 人 们 因 为 忘 记 关 水 龙 头 致 使水 白 白 流 走 的 问 题 ， 伸 手 就 来 水 ， 离 开 就 关 闭

6、 的 功 能 ， 从 而有 效 地 节 约 用 水 60%以 上 ， 特 别 适 合 我 国 严 重 缺 水 的 地 区 。目 前 全 自 动 感 应 水 龙 头 普 遍 应 用 在 人 流 量 密 集 的 火 车 站 、 汽车 站 、 飞 机 场 、 医 院 等 公 共 场 所 伸 手 就 来 水 ， 离 开 就 关 闭 的功 能 ， 从 而 有 效 地 节 约 用 水 60%以 上 ， 特 别 适 合 我 国 严 重 缺水 的 地 区 。 目 前 全 自 动 感 应 水 龙 头 普 遍 应 用 在 人 流 量 密 集 的火 车 站 、 汽 车 站 、 飞 机 场 、 医 院 等 公 共 场

7、 所 。在 公 共 场 所 ， 由 于 人 员 流 动 性 比 较 大 ， 公 共 设 施 的 卫 生情 况 普 遍 比 较 恶 劣 ， 传 统 水 龙 头 必 须 通 过 人 手 操 作 ， 很 容 易造 成 病 菌 的 大 规 模 传 播 ， 而 它 就 避 免 了 洗 手 后 ， 再 次 触 摸 水龙 头 造 成 的 细 菌 污 染 ， 开 关 水 完 全 由 感 应 器 自 动 完 成 ， 无 需接 触 水 龙 头 ， 有 效 避 免 细 菌 及 交 叉 感 染 。全 自 动 感 应 水 龙 头 安 装 方 便 、 灵 敏 度 高 、 抗 干 扰 能 力 强 ，使 用 寿 命 长 ，

8、发 出 光 均 匀 稳 定 。 发 出 的 二 极 管 光 为 不 可 见 光 ，当 发 出 光 被 某 一 信 号 调 制 后 ， 只 有 专 门 的 解 调 电 路 才 能 收 到 。它 可 在 强 光 下 工 作 ， 给 人 们 的 生 活 带 来 了 极 大 的 方 便 ， 已 成为 人 们 日 常 生 活 中 必 不 可 少 的 必 需 品 ， 而 且 大 大 地 扩 展 了 原先 水 龙 头 的 功 能 。 因 此 ， 研 究 红 外 线 控 制 自 动 水 龙 头 及 其 应用 ， 有 着 非 常 重 要 意 义本 文 介 绍 的 全 自 动 感 应 水 龙 头 基 于 红 外

9、线 反 射 原 理 ， 由红 外 发 射 电 路 、 红 外 接 收 放 大 电 路 、 控 制 电 路 、 电 磁 阀 、 电源 等 组 成 。 当 人 或 事 物 靠 近 时 ， 自 动 产 生 控 制 信 号 ， 继 电 器动 作 ， 使 电 磁 阀 得 电 吸 合 从 而 自 动 打 开 水 源 ； 反 之 则 自 动 关闭 水 源 。 与 传 统 供 水 设 施 相 比 ， 能 够 提 高 水 资 源 的 使 用 效 率 。使 用 方 便 ， 且 由 于 不 需 要 用 手 接 触 水 龙 头 ， 避 免 了 病 菌 的 传播 。 系 统 电 路 设 计 简 单 实 用 ， 可 以

10、广 泛 用 于 商 场 、 学 校 、 办公 大 楼 等 人 员 密 集 场 所 。【 关 键 词 】 传 感 器 ； 红 外 线红 外 线 控 制 自 动 水 龙 头 系 统 设 计第 1 章 红 外 线 控 制 自 动 水 龙 头 系 统 设 计1.1 水 龙 头 的 构 成 及 传 感 器 控 制水 龙 头 采 用 了 反 射 式 红 外 传 感 器 。红 外 线 的 发 射 和 接 收 一 般使 用 红 外 发 光 二 极 管 和 红 外 接 收 管 来 完 成 。当 有 物 体 靠 近 时 ，一部 份 红 外 光 被 发 射 到 接 收 管 。反 射 式 红 外 传 感 器 （如 图

11、 1-1 所 示 ）。多 谐 振 荡 器调 幅 红 外 光红 外 接 收 电 压 放 大（ LM741）音 频 译 码（ LM567）电 磁 阀 动 作图 1-1 反 射 式 红 外 传 感 器反 射 式 光 电 传 感 器 可 以 用 来 检 测 地 面 明 暗 和 颜 色 的 变 化 ，也可 以 探 测 有 无 接 近 的 物 体 。我 设 计 的 红 外 线 控 制 自 动 水 龙 头 就 运用 了 它 这 个 特 点 。光 谱 范 围 ，灵 敏 度 ，抗 干 扰 能 力 ，输 出 特 性 等 都是 反 射 式 光 电 传 感 器 的 重 要 参 数 。这 种 光 电 传 感 器 的 基

12、 本 原 理 是 ，当 人 或 有 物 体 接 近 时 ，遮 挡 了 红 外 光 ，光 敏 元 件 接 收 到 光 信 号 ，从 而 进 行 光 电 转 换 ，电 磁 阀 作 用 ，使 水 源 打 开 。红 外 线 控 制 自 动水 龙 头 的 控 制 过 程 是 ：当 人 或 物 体 靠 近 自 动 水 龙 头 时 ，红 外 发 射光 电 管 发 出 的 红 外 经 人 和 物 体 反 射 到 红 外 接 收 光 电 管 。接 收 光 电管 接 收 到 的 反 射 光 信 号 自 动 转 换 为 电 信 号 ，经 过 后 续 电 路 进 一 步放 大 、整 形 、译 码 ，最 后 驱 动 电

13、 路 控 制 电 磁 阀 动 作 打 开 水 源 。当 人手 或 物 体 离 开 自 动 水 龙 头 时 ，接 收 光 电 管 接 收 不 到 反 射 光 信 号 ，驱 动 电 路 断 开 电 磁 阀 电 源 ，从 而 关 闭 水 源 。1.2 系 统 组 成 方 框 图红 外 线 自 动 控 制 水 龙 头 整 个 控 制 过 程 分 为 5 个 部 分 。系 统 组 成 框图 如 图 1-2 所 示物 体1-2 系 统 组 成 方 框 图1.3 红 外 反 射 式 光 电 传 感 器 特 性 与 工 作 原 理反 射 式 光 电 传 感 器 的 光 源 有 多 种 ，常 用 的 有 红 外

14、 发 光 二 极 管 ，普 通 发 光 二 极 管 ，以 及 激 光 发 光 二 极 管 ，前 两 种 光 源 容 易 受 到 外界 光 源 的 干 扰 ，而 激 光 二 极 管 发 出 的 光 的 频 率 比 较 集 中 ，传 感 器只 结 合 搜 很 窄 的 频 率 范 围 信 号 ，不 容 易 被 干 扰 ，但 价 格 较 贵 。理论 上 光 电 传 感 器 只 要 位 于 被 测 区 域 反 射 表 面 可 受 到 光 源 照 射 ，同时 又 能 被 接 收 管 接 收 到 的 范 围 进 行 检 测 ，然 而 这 是 一 种 理 想 的 结果 。因 为 光 的 反 射 受 到 多 种

15、 因 素 的 影 响 ，如 反 射 表 面 的 形 状 、颜色 、光 洁 度 、日 光 灯 照 射 等 不 确 定 因 素 。如 果 直 接 用 发 射 和 接 收管 进 行 测 量 ，将 会 因 为 干 扰 而 产 生 错 误 信 号 。采 用 对 反 射 光 强 进行 测 量 的 方 法 可 以 提 高 系 统 的 可 靠 性 和 准 确 性 。红 外 反 射 光 强 法的 测 量 原 理 是 将 发 射 信 号 经 调 制 后 送 给 红 外 管 发 射 ，光 敏 管 接 收调 制 的 红 外 信 号 （如 图 2-3 所 示 ）反 射 光 强 度 的 输 出 信 号 电 压 （Vout

16、）是 反 射 面 与 传 感 器 之 间的 距 离 （X）的 函 数 ，设 反 射 面 物 质 为 同 种 物 质 时 ，X 与 Vout 的 响应 曲 线 是 非 线 性 的 （如 图 2-4 所 示 ）。设 定 出 电 压 达 到 某 一 阀 值 时作 为 目 标 ，不 同 的 目 标 距 离 阀 值 ，电 压 是 不 同 的发 射接 收反射表面x104Voutx/mm图 1-3 红 外 发 射 接 收 原 理 图 图 1-4 光 强 度 相 应 曲 线 图1.4 红 外 线 控 制 自 动 水 龙 头 的 工 作 原 理1.4.1 红 外 线 水 龙 头 控 制 电 路 系 统 的 组

17、成红 外 线 水 龙 头 控 制 电 路 包 括 发 射 电 路 和 接 收 译 码 控 制 电 路 。其 中 发 射 电 路 由 多 谐 振 荡 器 和 红 外 发 射 二 极 管 ；接 收 电 路 包 括 红外 接 收 管 D1 和 D2、运 算 放 大 器 LM741）、音 频 译 码 器 （LM567）、继 电 器 K、电 源 电 路 等 组 成 。1.4.2 红 外 线 水 龙 头 控 制 电 路 工 作 原 理工 作 原 理 ：发 射 电 路 中 ，多 谐 振 荡 器 由 IC（555）和 R0.R1 和C7 等 组 成 。其 振 荡 频 率 为 f=1.44/（R0+2R1）C7

18、，振 荡 输 出 信 号 驱动 TLN104 型 的 LED1LED3 工 作 ，从 而 产 生 红 外 脉 冲 调 制 波 。接 收 电 路 中 红 外 接 受 头 D1.D2 与 发 射 中 的 发 射 管 相 匹 配 ，采 用TLN104 型 。红 外 脉 冲 调 制 经 D1.D2 接 收 管 转 换 成 电 信 号 ，经 C1藕 合 至 LM741，再 经 C2 输 入 到 LM567 的 第 3 管 脚 ，经 识 别 译码 ，使 得 中 心 频 率 f=1/1.1R6C3 与 红 外 调 制 频 率 40KHZ 一 致 ，使 第 8 管 脚 输 出 为 低 电 平 ，又 经 反 相

19、 后 ，驱 动 VT2 导 通 ，继 电 器因 控 制 有 信 号 触 发 而 有 交 流 输 出 。当 有 人 洗 手 将 红 外 光 束 遮 挡 时 ，相 应 的 D1.D2 因 接 收 到 光 信 号 而 进 行 光 电 转 换 ，从 而 使 LM567因 有 信 号 输 入 而 在 第 8 脚 输 出 为 低 点 平 ，经 反 相 VT2 导 通 ，继 电器 吸 合 ，交 流 电 压 被 接 通 ，从 而 使 水 龙 头 的 电 池 阀 动 作 ，水 源 打开 。第 2 章 单 元 电 路 的 设 计2.1 稳 压 电 源 的 设 计电 路 为 输 出 电 压 +5V，输 出 电 流

20、1.5A 稳 压 电 源 。它 的 电 压 变压 器 B，桥 式 整 流 电 路 D1D4，滤 波 电 容 C1.C3，防 止 自 激 电 路C2、C3 和 一 只 固 定 式 三 端 稳 压 器 （7805）极 为 简 捷 方 便 的 搭 成 。200v 交 流 电 通 过 电 源 变 压 器 变 换 成 交 流 低 压 ，再 经 过 桥 式 整流 电 路 D1D4 和 滤 波 电 容 C1 的 整 流 和 滤 波 ，在 固 定 式 三 端 稳压 器 LM7805 的 Vin 和 GND 两 端 形 式 一 个 并 不 十 分 稳 定 的 直 流电 压 （该 电 压 常 常 会 因 为 市

21、电 电 压 的 波 动 或 负 载 的 变 化 等 原 因 而发 生 变 化 ）。此 直 流 电 压 经 过 LM7805 的 稳 压 和 C3 的 滤 波 便 在稳 压 电 源 的 输 出 端 产 生 精 度 高 ，稳 定 性 好 的 直 流 输 出 电 压 。稳 压电 源 电 路 （如 图 2-5 所 示 ）。图 2-5 稳 压 电 源 电 路2.2 振 荡 器 电 路 的 设 计振 荡 电 路 是 一 种 不 需 要 外 接 输 入 信 号 就 能 将 直 流 能 源 转 换成 具 有 一 定 频 率 、 一 定 幅度 和 一 定 波 形 的 交 流 能量 输 出 的 电 路 （如 图

22、2-6 所 示 ）。（a）电 路 图 (b)工 作 波图 2-6 由 定 时 器 构 成 的 多 谐 振 荡 器由 于 555 内 部 比 较 器 灵 敏 度 较 高 ，而 且 采 用 差 分 电 路 形 式 ，这 时 振 荡 频 率 受 电 源 的 温 度 变 化 的 影 响 较 小 。故 只 需 通 过 调 节R1 的 阻 值 来 改 变 f 来 使 其 为 1Hz 的 秒 脉 冲 信 号 ，作 为 闸 门 信 号 。2.3 红 外 接 受 控 制 电 路 的 设 计本 电 路 是 用 小 型 一 体 化 红 外 接 收 /解 调 块 接 受 头 SFM506-38和 锁 相 环 电 路

23、。它 具 有 体 积 小 ，无 需 外 部 元 件 、抗 光 电 干 扰 性 能好 ，接 受 角 度 宽 、功 耗 低 、灵 敏 度 高 等 优 点 。LM567、开 关 放 大 电路 VT9013、固 态 继 电 器 TAC08、电 磁 阀 构 成 控 制 电 路 。LM567 是 1 片 锁 相 环 音 频 解 码 电 路 ，采 用 8 脚 双 列 直 插 塑封 ，3 脚 为 信 号 输 入 端 ，其 工 作 频 率 由 5、6 脚 上 的 阻 容 元 件 决 定 ，8 脚 为 逻 辑 输 出 端 。IC2 与 R7、C12 组 成 振 荡 器 ，R7、C12 决 定IC2 内 部 压 控

24、 振 荡 器 的 中 心 频 率 ，LM567 的 3 脚 为 信 号 端 ，8 脚为 逻 辑 输 出 端 ，该 输 出 是 1 个 集 电 极 开 路 的 晶 体 管 输 出 ，最 大 灌电 流 为 100mA，LM567 的 工 作 电 压 为 475 9V，工 作 频 率01Hz 500kHz，静 态 工 作 电 流 为 8mA。当 无 人 洗 手 时 ，IC1 接受 到 发 射 电 路 的 红 外 脉 冲 经 放 大 输 出 到 IC2 的 3 脚 后 ，IC2 的 8脚 就 会 输 出 低 电 平 ，三 极 管 VT1 截 止 ，继 电 器 K 断 电 处 于 释 放状 态 ，电 磁

25、 阀 Y 不 动 作 ，水 龙 头 无 自 来 水 放 出 。当 手 放 到 水 龙 头下 时 ，IC1 不 能 接 受 红 外 线 ，IC2 的 3 脚 无 信 号 输 入 ，8 脚 输 出 高电 平 ，使 得 VT1 导 通 ，继 电 器 K 吸 合 ，使 其 常 开 触 点 闭 合 ，接 通电 磁 阀 Y 的 220VAC，Y 开 始 动 作 ，使 水 龙 头 放 出 自 来 水 ，同 时LED 发 出 绿 光 ，指 示 水 龙 头 正 工 作 于 放 水 状 态 。洗 涤 完 毕 ，手 离开 水 龙 头 后 ，停 止 放 水 。2.4 电 压 放 大 电 路 的 设 计电 压 放 大

26、电 路 采 用 LM741 集 成 运 算 放 大 器 ，（如 图 3-9 所 示 ）。LM741 是 高 性 能 内 补 偿 运 算 放 大 器 ，功 耗 低 ，无 需 外 部 频 率 补 偿 ，具 有 短 路 保 护 和 失 调 电 压 调 零 能 力 。LM741 的 管 脚 功 能 是 ：1 脚 为 调 零 端 ，2 脚 为 反 相 输 入 端 ，3脚 为 同 相 输 入 端 ，4 脚 为 负 电 源 端 ，5 脚 为 调 零 端 ，6 脚 为 输 出 端 ，7 脚 为 正 电 源 端 ，8 脚 为 空 脚 端 。此 引 脚 图 （如 图 2-7 所 示 ）。内 部原 理 图 （如 图

27、 2-8 所 示 ）。图 2-7 引 脚 图 图 2-8 内 部 原 理 图 2.5音 调 译 码 器 的 设 计音 调 译 码 器 采 用 LM567 锁 相 环 电 路 ，锁 相 环 内 则 包 含 一 个电 流 控 制 振 荡 器 （CC0）、一 个 鉴 相 器 和 一 个 反 馈 滤 波 器 。此 音 调解 码 块 包 含 一 个 稳 定 的 锁 相 环 路 和 一 个 晶 体 管 开 关 ，当 在 此 集 成块 的 输 入 端 加 上 所 先 定 的 音 频 时 ，即 可 产 生 一 个 接 地 方 波 。当 输入 信 号 于 通 带 内 时 提 供 饱 和 晶 体 管 对 地 开

28、关 ，电 路 由 I 与 Q 检 波器 构 成 ，由 电 压 控 制 振 荡 器 驱 动 振 荡 器 确 定 译 码 器 中 心 频 率 。用外 接 元 件 独 立 设 定 中 心 频 率 带 宽 和 输 出 延 迟 。主 要 用 于 振 荡 、调 制 、解 调 和 遥 控 编 、译 码 电 路 。如 电 力 线 载波 通 信 ，对 讲 机 亚 音 频 译 码 ，遥 控 等 。LM567 的 基 本 工 作 状 况 有 如 一 个 低 压 电 源 开 关 ，当 其 接 收到 一 个 位 于 所 选 定的 窄 频 带 内 的 输 入 音 调 时 ，开 关 就 接 通 。通 用 的 LM567 还

29、 可 以用 做 可 变 波 形 发 生器 或 通 用 锁 相 环 电 路 。当 其 用 作 音 调 控 制 开 关 时 ，所 检 测 的 中 心频 率 可 以 设 定 于 0.1 至 500KHz 内 的 任 何 值 ，检 测 带 宽 可 以 设 定在 中 心 频 率 14%内 的 任 何 值 。而 且 ，输 出 开 关 延 迟 可 以 通 过 选 择外 电 阻 和 电 容 在 一 个 宽 时 间 范 围 内 改 变 。 LM567 的 管 脚 功 能 是 ：1 脚 为 输 出 滤 波 ，2 脚 为 回 路 滤 波 ，3脚 为 输 入 端 ，4 脚 为 正 电 源 端 （电 压 值 需 最 小

30、 为 4.75V，最 大 为9V），5 脚 为 定 时 电 阻 端 ，6 脚 为 定 时 电 容 端 ，7 脚 为 接 地 端 ，8 脚为 输 出 端 。LM567 的 引 脚 功 能 图 （如 图 3-12 所 示 ）。LM567 的 内部 原 理 图 （如 图 2-9 所 示 ）。图2-9 LM567 的 内 部 电 路 图2.6 三 端 稳 压 器三 端 稳 压 器 是 一 种 标 准 化 ，系 列 化 的 通 用 线 性 的 稳 压 电 源 集成 电 路 ，以 其 体 积 小 成 本 低 性 能 好 ，工 作 可 靠 性 高 等 特 点 ，成 为目 前 稳 压 电 源 中 应 用 最

31、广 泛 的 一 种 单 片 式 集 成 稳 压 器 件 。三 端 稳 压 器 的 工 作 原 理 （如 图 2-10 所 示 ）：原 它 与 一 般 分 立 元件 组 成 的 串 联 式 的 稳 压 电 路 基 本 相 似 的 .不 同 的 是 增 加 了 启 动 电路 ,保 护 电 路 和 恒 流 源 。启 动 电 路 是 为 恒 流 源 建 立 工 作 点 而 设 置的 .恒 流 源 设 置 在 基 准 电 压 形 成 和 误 差 放 大 器 电 路 中 ，是 为 了 使稳 压 器 能 够 在 比 较 大 的 电 压 变 化 范 围 内 正 常 可 靠 的 工 作 。在 芯 片内 设 置

32、了 两 种 较 为 完 善 的 保 护 电 路 ：一 是 过 流 保 护 ，一 是 过 热 保护 Rsc 是 过 流 保 护 的 取 样 电 阻 。Ri，Rb 为 输 出 采 样 电 阻 。Rb 两端 上 的 电 压 （反 映 输 出 电 压 的 大 小 的 采 样 电 压 ）与 基 准 电 压 在 误差 放 大 器 中 进 行 比 较 和 放 大 ，产 生 误 差 电 压 ，去 控 制 调 整 管 的 工作 状 态 ，从 而 稳 定 输 出 电 压 。图 2-10 三 端 稳 压 器 框 图2.7 LM567 调 制 传 感 器LM567 是 一 种 比 较 廉 价 的 音 频 锁 相 环

33、集 成 电 路 ，利 用 它 可以 构 造 性 能 较 好 的 反 射 式 光 电 传 感 器由 LM567 的 内 部 振 荡 器 提 供 方 波 信 号 ，点 亮 探 头 的 LED，由 探 头 的 光 敏 管 接 收 反 射 光 。经 三 极 管 放 大 ，转 换 成 电 压 信 号 后送 到 LM567 的 内 部 鉴 相 器 2 同 步 调 解 ，然 后 由 LM567 内 部 的 比较 器 转 换 为 数 字 输 出 并 联 负 反 馈 放 大 电 路 有 若 稳 定 的 增 益 和 低的 输 入 阻 抗 ，能 消 除 光 敏 管 电 容 的 影 响 ，获 得 良 好 的 高 频

34、特 性 。这 个 电 路 的 缺 点 是 当 多 个 探 头 同 时 使 用 时 因 为 频 率 接 近 ，一 旦 相邻 单 元 的 光 斑 出 现 部 分 重 合 就 会 有 干 扰 造 成 输 出 抖 动 ，另 外 567启动电路恒 流 电 源基础电压误差放大调 整 管 安 全工 作 区 保 护 调 整 管短 路 保 护过 热 保 护RBRARSCV 0输 出T地Vi输 入输 出 鉴 相 器 参 考 信 号 是 从 振 荡 电 容 端 引 出 的 ，与 发 射 和 接 收 信 号几 乎 是 正 交 的 ，解 调 效 率 非 常 低 ，前 级 需 要 高 倍 放 大 。最 大 探 测 距 离

35、 有 所 为 了 解 决 上 述 多 个 探 头 临 近 的 问 题 ，在 使用 多 组 传 感 器 时 ，做 了 以 下 改 动 （如 图 2-11 所 示 ）：单 独 用 一 个 单元 作 振 荡 ，给 其 余 四 个 单 元 （图 中 只 画 了 一 个 ）提 供 同 步 的 时 钟 信号 ，消 除 了 差 拍 问 题 。而 且 时 钟 信 号 既 接 到 振 荡 电 容 端 又 用 来 控制 输 出 放 大 管 点 亮 探 头 照 明 的 LED，使 得 参 考 信 号 与 发 射 和 接收 信 号 的 相 差 非 常 小 ，调 节 效 率 大 大 提 高 。图 2-11 LM567

36、传 感 器 原 理 图参 考 文 献 1、 傅 劲 松 电 子 制 作 实 例 集 锦 M 福 建 科 技 技 术 出 版 社 ， 20062、 廖 先 芸 电 子 技 术 实 践 与 训 练 M 高 等 教 育 出 版 社 ， 20003、 孙 梅 升 电 子 技 术 基 础 课 程 设 计 M 高 等 教 育 出 版 社 ， 20034、 沈 任 元 ， 吴 勇 数 字 电 子 技 术 基 础 M 机 械 工 业 出 版 社 ， 20075、 刘 南 平 ， 白 明 电 路 分 析 M 人 民 邮 电 出 版 社 ， 2007附 录R113KR26.2KC00.1uFTRIG2Q3R4CV

37、olt5THR6DIS7VCC8 GND 1C70.01uFLED1 LED2 LED3R09.1KOUT8GND7Ct6Rt5Ofil1Lfil2IN3V+4LM5672 37 4618 OP071 2+5V地D2D1VDIC31 2KR3100KC10.22uFR41KR5100KC20.1uFR612KC30.01uFR71KVT29013R810KC42.2uFC51.0uFC647uF地地地元 件 列 表序 号 名 称 符 号 型 号 和 规 格 件 数1 电 容 C0 0.1uf 1 个2 电 容 C1 0.22uf 1 个3 电 容 C2 0.1uf 1 个4 电 容 C3 0.

38、01uf 1 个5 电 容 C4 2.2uf 1 个6 电 容 C5 1.0uf 1 个7 电 容 C6 47uf 1 个8 电 阻 R0 9.1K 1 个9 电 阻 R1 13K 1 个10 电 阻 R2 6.2K 1 个11 电 阻 R3 100K 1 个12 电 阻 R4 1K 1 个13 电 阻 R5 100K 1 个14 电 阻 R6 12K 1 个15 电 阻 R7 1K 1 个16 电 阻 R8 10K 个17 晶 体 三 极 管 VT2 9013 个18 发 光 二 极 管 LED 3 个19 D 2 个20 芯 片 LM567 1 个21 集 成 运 算 放 大 器 LM741 1 个