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接收电路:
三、理论计算:
器件功能参数:
1、红外发射二极管
常用的红外发光二极管(如SE303.PH303),其外形和发光二极管LED相似,发出红外光。
管压降约1.4v,工作电流一般小于20mA。
为了适应不同的工作电压,回路中常常串有限流电阻。
发射红外线去控制相应的受控装置时,其控制的距离与发射功率成正比。
为了增加红外线的控制距离,红外发光二极管工作于脉冲状态,因为脉动光(调制光)的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比,只需尽量提高峰值Ip,就能增加
红外光的发射距离。
提高Ip的方法,是减小脉冲占空比,即压缩脉冲的宽度T,
一些彩电红外遥控器,其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3-1/4;一些电器
产品红外遥控器,其占空比是1/10。
减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。
常见的红外发光二极管,其功率分为小功率(1mW-10mW)、中功率(20mW-50mW)和大功率(50mW-100mW以上)三大类。
要使红外发光二极管产生调制光,只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。
用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时,受控装置中均有相应的红外光一电转换元件,如红外接收二极管,光电三极管等。
实用中已有红外发射和接收配对的二极管。
2、1838红外接收头
1红外信号收发系统的典型电路如图1所示,红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中,成为一体化红外接收头。
2内部电路包括红外监测二极管,放大器,限副器,带通滤波器,积分电路,比较器等。
红外监测二极管监测到红外信号,
3然后把信号送到放大器和限幅器,限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平,而不论红外发射器和接收器的距离远近。
交流
4信号进入带通滤波器,带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波,通过解调电路和积分电路进入比较器,比较器输出
5高低电平,还原出发射端的信号波形。
注意输出的高低电平和发射端是反相的,这样的目的是为了提高接收的灵敏度。
6一体化红外接收头,如图2所示:
图2红外接收头
红外接收头的种类很多,引脚定义也不相同,一般都有三个引脚,包括供电脚,接地和信号输出脚。
根据发射端调制
载波的不同应选用相应解调频率的接收头。
红外接收头内部放大器的增益很大,很容易引起干扰,因此在接收头的供电脚上须加上滤波电容,一般在22uf以上。
3、74LS175
175为四上升沿D触发器,当清除端(CR)为低电平时,输出端Q为低电平在时钟(CP)上升沿作用下,Q与数据端(D)相一致当CP为高电平或低电平时,D对Q没有影响。
引脚图:
外引銭排利'…]
CR
1Q
JD
20
逻辑图:
4、74LS74
在TTL电路中,比较典型的d触发器电路有74IS74。
74ls74是一个边沿触发器数字电路器件,每个器件中包含两个相同的、相互独立的边沿触发d触发器电路。
逻辑图及引脚图:
LOGICDIAGRAM(EachFlij>Flop)
5、74LS00
74LS00为四个二输入与非门,其逻辑引脚图为:
6555芯片
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性
工艺制作的称为555,用CMOS工艺制作的称为7555,除单定时器外,还有对应的双定时器556/7556。
555定时器的电源电压范围宽,可在4.5V~16V工作,7555可在3~18V工作,输出驱动电流约为200mA因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个
电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自
动控制等方面。
逻辑图,弓I脚图如下:
(a)(b)
Q
Srj
Rb
1
Q
0
0
1
1
1
1
不变
0
0
不变
7、LM358
LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
引脚图为:
8.9014
半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件,他
最主要的功能是电流放大和开关作用,三极管顾名思义具有三个电极。
本设计中
用于电流放大。
9014是一种低电压,大电流,小信号的NPN型三极管。
特征:
集电极漏电流ICBOVCB=60V,IE=0100nA
发射极漏电流IEBOVBE=5V,IC=0100nA
集电极、发射极击穿电压BVCEOIC=1mA,IB=050V
发射极、基极击穿电压BVEBOIE=1@A,IC=05V集电极、基极击穿电压BVCBOIC=10QA,IE=060V
9、电位器R3、R7
R3用于改变震荡频率,改变CP的时钟脉冲的输入。
R7用于改变滞回比较器电路的参考电平。
结构特点:
电位器的电阻体有两个固定端,通过手动调节转轴或滑柄,改变动触点在电阻体上的位置,则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值,从而改变了电压与电流的大小。
结果分析:
电路接5V的电压,红外发射管与接收管正对,在没有障碍物的情况下,蜂鸣器不响,用障碍物通过它们之间,蜂鸣器响。
按下复位开关,蜂鸣器停止。
结论:
本文设计的红外报警系统实现了防盗功能,内容涉及红外发射和接收、震荡电路、放大电路、滞回比较器、锁存电路等诸多方面的知识,整个报警系统设计完成后达到了预期的效果,系统工作稳定,不出现误报的情况。
但由于专业知识有限,设计中还有不少不足之处。
希望日后有所进步。
通过设计有以下几点的收获:
1、通过本次设计了解到红外的工作特性,学会了多个芯片的使用方法与功能。
2、学会了综合应用D触发器、分频电路、多谐震荡器、CP时钟脉冲源、滞回比较器等单元电路。
3、学会了简单数字系统实验的调试及故障排除方法。
4、复习了MULTISIM的使用。
5、巩固了模拟电路、数字电路的知识。
四、参考文献
1.吴正光,郑颜《电子技术实验仿真与实践》科学出版社
2.华成英,童诗白《模拟电子技术基础》高等教育出版社
3•阎石《数字电子技术基础》高等教育出版社