红外线传感器-毕业论文..docx

1、南京工程高等职业学校五年制高职毕业设计姓名：学 号：系部：电子工程系专业：电气自动化技术设计题目：红外报警器的设计指导教师：职 称：讲师2015年3月南京摘要随着现在社会的发展， 时代进步，高新技术的快速融入， 人们的生活发生了巨大的改变，人们置购了大量高新技术的产品， 许多高科技产品的使用越来越成为家庭生活的主旋律， 因此人们对自己所处环境的安全要求就越来越高， 特别是家居安全，不得不时刻留意不速之客的光顾。 现在许多小区都有着保安看管， 但在一些农村就没有这些设施了， 于是，许多家庭都安装了报警系统， 这有效的保护了大家的财产安全。 在本文中， 介绍一种利用热释电红外传感器进行监控， 并进

2、行报警的系统的设计。该报警器主要由热释电红外传感器及其检测电路，报警电路组成。 热释电红外传感器是报警器设计中的核心器件，它可把人体的红外信号转换为电信号以供信号处理部分使用。检测电路主要是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较，从而实现报警功能。关键词：红外线；感应器；电压比较器；放大电路；热释电报警器AbstractWith the development of modern society, the progress of the times, the rapid integration into the high-tech, tremendous changes have

3、taken place in people's life, people for the purchase of a large number of high-tech products, the use of many high-tech products increasingly become the main theme of family life, so people on the safety requirements of their environment is more and more high, especially is Home Furnishing secu

4、rity, had to be constantly pay attention to the casual visitor to patronize. Now many areas have a security guard, but in some rural areas without these facilities, so, many families have installed an alarm system, the effective protection of all property safety. In this paper, introduces a monitori

5、ng using pyroelectric infrared sensor, design and alarm system.The alarm is mainly composed of a pyroelectric infrared sensor and its detection circuit, alarm circuit. Pyroelectric infrared sensor is the key device for alarm design, it can convert infrared signal of human body to the electric signal

6、 for the signal processing part of the use of. The detection circuit is mainly to weak electrical signal sensor output amplification, filtering, delay, comparison, so as to achieve the alarm function.Keywords: Infrared sensor；voltage comparator； amplifier circuit ；the heat release alarm目录1. 绪论 .11.1

7、、设计背景.11.2、设计概述.12. 设计思路 .23. 热释电传感器概述.33.1、热释电红外传感器 .33.1.1、热释电红外传感器优缺点.43.1.2、热释电红外传感器抗干扰能力 .43.1.3、菲涅尔透镜 .43.1.4、BISS0001 红外传感信号处理器 .43.2 、信号放大电路的概述 .53.2.1、信号放大电路的分析.63.2.2、集成运放的概述 .63.2.3、集成运放的特点 .63.2.4、集成运放的传输特性.73.2.5、芯片介绍 .73.3、电压比较器的概述.93.4音响报警电路 .103.5、开机延时电路 .113.6、12V 电源电路 .114.系统总电路设计

8、.125.仿真调试 .155.1、multisim 介绍 .155.2、仿真电压和波形 .155.3、仿真结果分析 .226.总结与展望 .23致谢.24参考文献 .25附录 1：元件清单 .26附录 2：电路仿真图271 绪论1.1 设计背景随着时代的不断进步， 人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求， 尤其是在家居安全方面， 不得不时刻留意那些不速之客。 这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件热释电红外传感器。 这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线， 并将其转变为电压信号， 同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，

9、也可以用于自动控制、 接近开关、 遥测等领域。 用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：1. 不需要用红外线或电磁波等发射源；2. 灵敏度高、控制范围大；3. 隐蔽性好，可流动安装。1.2 设计概述随着电子技术的发展， 人类不断研究， 不断创新纪录， 人们自身的安防意识也在逐渐增强。 红外线具有隐蔽性， 在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人出入。 此类装置设计的要点： 其一是能有效判断是否有人员进入；其二是尽可能大地增加防护范围。该报警器能探测人体发出的红外线， 当人进入报警器的监视区域内， 即可发出报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等

10、比较重要场合防盗报警。本设计是在指导老师给定课题的基础上经过分析利用热释电红外线传感器探测人体辐射出的红外线信号原理设计出来的人体红外线感应报警器。 内容广泛，灵活应用。12 设计思路热释红外传感系统由传感器、光学系统和检测电路三部分构成，其中传感器由敏感元（红外热释电材料 PZT 制成）、场效应管（作阻抗变换）、高阻 Rg （释放栅极电荷使场效应管安全正常工作） 和滤光片（有效地防止抑制电灯、太阳光的干扰，选取人体的红外辐射）等组成；热释电传感器前面安装菲涅尔透镜，使外来红外辐射通过透镜仅会聚光于一个传感元上，产生的信号不会被抵消，增加传感器的探测距离；在探测范围内，传感器的输出信号频率大约

11、为0.110Hz，检测电路由检测、放大、比较电路、延时电路驱动电路等组成。最终将信号转化为发光二极管亮的光信号或蜂鸣器响的声信号。图 2-1 热释电红外传感器内部结构图 2-2 传感器内部结构连接图利用模拟电子电路构成被动红外线感应报警器。系统主要有红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、开机延时、音响报警延时和12V 电源电路组成。红外线电压比较延时电路信号放大传感器电源电路开机延时音响报警图 2-3 人体红外线感应报警器组成框图23 热释电传感器概述3.1 热释电红外线传感器的概述主要是由一种高热电系数的材料， 如锆钛酸铅系陶瓷、 钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为 2*1mm的探测元件。在每

12、个探测器内装入一个或两个探测元件， 并将两个探测元件以反极性串联， 以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。 由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号， 经装在探头内的场效应管放大后向外输出。 为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离， 一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜， 该透镜用透明塑料制成， 将透镜的上、 下两部分各分成若干等份， 制成一种具有特殊光学系统的透镜， 它和放大电路相配合， 可将信号放大 70 分贝以上，这样就可以测出 1020 米范围内人的行动。热释电红外传感器多用于检测物体发射的红外线，其检测区呈球形，视角70 度左右。热释电红外传感器自身的接收灵敏度较低，一

13、般检测距离仅 2cm左右，但热释电外传感器表面罩一块菲涅尔透镜后， 可以提高传感器的灵敏度， 扩大监视范围，检测距离可以由原来的 2cm增加到 10cm。在防盗报警系统中所采用的热释电传感器为双元型红外传感器， 双元型红外传感器由两个极性相反的热释电元件反向串联。 当移动物体发射的红外线进入透镜的监视范围时， 就会产生一个交替“盲区”和“高敏感区”，使传感器的两个反向串联的热释电元件的温度，使它输出一串脉冲信号。 若物体静止不动地站在热释电元件前， 极性相反的敏感元件产生的热释电信号将相互抵消， 它会无输出，这样也可以有效地防止因太阳光等红外线及环境温度变化而引起的误差， 提高热释电红外传感器

14、的抗干扰性能。热释电红外感应系统在防盗报警、自动门、自动消防水龙头、电梯、照明控制等领域应用最为广泛。3.1.1 热释电红外线传感器的优缺点1. 优点：本身不发任何类型的辐射器件功耗很小，隐蔽性好价格低廉32. 缺点：容易受各种热源、光源干扰被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵3.1.2 热释电红外线传感器的抗干扰能力1）防小动物干扰：探测器安装在推荐地使用高度，对探测范围内地面上地小动物，一般不产生报警。2）抗电磁干扰：探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408中 4.6.1要求，一般手机电磁干扰不会引起误

15、报。3）抗灯光干扰： 探测器在正常灵敏度的范围内，受 3 米外 H4 卤素灯透过玻璃照射，不产生报警。3.1.3 菲涅尔透镜菲涅尔透镜 (Fresnellens)多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面， 另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高，一片优质的透镜必须是表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1mm左右，特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远。3.1.4 BISS0001红外传感信号处理器BISS0001 红外传感信号处理器是由运算放大器、电压比较器、和状态控制、延迟时间定时器、封锁时

16、间定时器以及参考电压源等构成的数模混合专用集成电路。可广泛应用于多种传感器和延时控制器。图 4 为其引脚图， 图 5 为其信号处理器的原理图。图 3-1 BISS000引脚图4图 3-2BISS0001红外传感信号处理器的原理图3.2 放大电路的概述放大”的本质是实现能量的控制， 即能量的转换： 用能量比较小的输入信号来控制另一个能源， 使输出端的负载上得到能量比较大的信号。 放大的对象是变化量，放大的前提是传输不失真。放大电路的基本形式有 3 种：共发射极放大电路，共基极放大电路和共集电极放大电路。在构成多级放大器时，这几种电路常常需要相互组合使用。信号放大电路如图 3-1 ，VT1和运算放

17、大器 LM358等组成放大电路，由 IC1 的脚输出微弱的电信号， 经三极管 VT1组成的共发射极放大电路进行第一级放大，再通过 C2 耦合到运算放大器 IC2A 中进行高增益、低噪声的同相比例放大，此时由 IC2A脚输出的信号已足够强，输入电压比较电路。图 3-3 信号放大电路图53.2.1 放大电路的分析反馈指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程。反馈可分为负反馈和正反馈。前者使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差减小，系统趋于稳定； 后者使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。本电路采用的是由 R2 构

18、成了电压并联负反馈电路，此电路还是共发射极放大电路。共发射极放大电路具有以下特点：1. 输入信号与输出信号反相；2. 无电压放大作用；3. 有电流放大作用；4. 功率增益最高（与共集电极、共基极比较）；5. 适用于电压放大与功率放大电路。3.2.2 集成运放的概述集成运算放大器简称集成运放， 是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。它的增益高，输入电阻大，输出电阻低，共模抑制比高，失调与飘移小，而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点，适用于正，负两种极性信号的输入和输出。运算放大器除具有十、一输人端和输出端外，还有十、一电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端

19、及其他附加端等。它的放大倍数取决于外接反馈电阻，这给使用带来很大方便。3.2.3 集成运放的特点1.集成运放采用直接耦合放大器，对直流信号和交流信号都有放大作用；2.为克服零飘现象，提高共模抑制比，输入端全部采用差分放大电路，并采用恒流源供电；3.采用复合管提高电路的增益；4.电路中的无源器件都采用无源器件来代替。63.2.4 集成运放的传输特性本电路由 R7、R8、 C4组成同相比例放大电路。同相比例运算放大器在正常运行的时候，输出电压总是满足使反馈在反向输入端的电压等于同相端的电压(Av= R8/R7+1) 。如果在放大器输出端接上负载引起输出电压下降，那么下降的输出电压就会使反馈在反向输

20、入端的电压不等于同相端的电压，于是又会引起输出端的电压回到 Av= R8/R7+1的参数。这与反向比例放大器的调整作用原理相同。3.2.5 芯片介绍芯片一： LM3581. 芯片概述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。图 3-4 LM358 引脚图2. 芯片特点：内部频率补偿直流电压增益高 ( 约 100dB) 单位增益频带宽 ( 约 1MHz)电源电压范围宽

21、：单电源 (3 30V)；双电源 ( ±1.5 一± 15V) 低功耗电流，适合于电池供电低输入偏流7低输入失调电压和失调电流共模输入电压范围宽，包括接地差模输入电压范围宽，等于电源电压范围输出电压摆幅大（ 0 至 Vcc-1.5V)3. 电气特性：输入偏置电流45 nA输入失调电流50 nA输入失调电压2.9mV输入共模电压最大值VCC1.5 V共模抑制比80dB电源抑制比100dB8 脚: 电源 VCC4脚:接地1、 7 脚：输出端3、 5 脚：同相输入端2、 6 脚：反相输入端芯片二： 90141. 主要参数：集电极最大耗散功率PCM0.4W集电极最大允许电流ICM=

22、0.1A集电极基极击穿电压BVCBO=50V集电极发射极击穿电压BVCEO=45V发射极基极击穿电压BVEBO=5V集电极发射极饱和压降UCE=0.3V (IC=100mA; IB=5mA)基极发射极饱和压降UBE(sat)=1V (IC=100mA; IB=5mA)2. 主要用途作为低频、低噪声前置放大，应用于电话机、VCD、DVD、电动玩具等电子产品。83.3 电压比较器的概述电压比较器是对输入信号进行鉴别与比较的电路， 是组成非正弦波发生电路的基本单元电路。电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。电压比较器的功能：比较两个电压的大小( 用输出电压的高或低电平，表示两个输入

23、电压的大小关系) ：当”输入端电压高于”输入端时，电压比较器输出为高电平；当”输入端电压低于”输入端时，电压比较器输出为低电平。电压比较器的作用：用作模拟电路和数字电路的接口；可以用作波形产生和变换电路等；利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。图 3-5 电压比较电路图电压比较器如图 3-3 ， IC3A 和 VD1等作电压比较器， IC3A 的第脚由 R10、VD1提供基准电压，U_=R12/R12+R11当. IC2A脚输出的信号电压到达 IC3A 的脚时，两个输入端的电压进行比较， 此时 IC3A 的脚由原来的高电平变为低电平。滞回电压：比较器两个输入端之间的电压在过零时

24、输出状态将发生改变，由于输入端常常叠加有很小的波动电压， 这些波动所产生的差模电压会导致比较9器输出发生连续变化， 为避免输出振荡， 新型比较器通常具有几mV的滞回电压。偏置电流：理想的比较器的输入阻抗为无穷大， 因此，理论上对输入信号不产生影响，而实际比较器的输入阻抗不可能做到无穷大， 输入端有电流经过信号源内阻并流入比较器内部， 从而产生额外的压差。 偏置电流定义为两个比较器输入电流的中值，用于衡量输入阻抗的影响。超电源摆幅：为进一步优化比较器的工作电压范围， Maxim公司利用 NPN管与 PNP 管相并联的结构作为比较器的输入级， 从而使比较器的输入电压得以扩展， 这样，其下限可低至最

25、低电平，上限比电源电压还要高出 250mV，因而达到超电源摆幅标准。这种比较器的输入端允许有较大的共模电压。漏源电压：由于比较器仅有两个不同的输出状态（零电平或电源电压），且具有满电源摆幅特性的比较器的输出级为射极跟随器， 这使得其输入和输出信号仅有极小的压差。该压差取决于比较器内部晶体管饱和状态下的发射结电压， 对应于MOSFFET的漏源电压。输出延迟时间：包括信号通过元器件产生的传输延时和信号的上升时间与下降时间，对于高速比较器， 设计时需注意不同因素对延迟时间的影响，其中包括温度、容性负载、输入过驱动等的影响。3.4 音响报警电路图 3-6音响报警延时电路图LM393为报警延时电路， R

26、14和 C6 组成延时电路，其时间约为1 分钟。当IC3A 的脚变为低电平时， C6 通过 VD2放电，此时 IC3B 的脚变为低电平它与IC3A 的脚基准电压进行比较，当它低于其基准电压时，IC3B 的脚变为高电10平， VT2 导通，讯响器 BL通电发出报警声。人体的红外线信号消失后， IC3A 的脚又恢复高电平输出， 此时 VD2截止。由于 C6 两端的电压不能突变， 故通过R14向 C6 缓慢充电，当 C6 两端的电压高于其基准电压时， IC3A 的脚才变为低电平，时间约为 1 分钟，即持续 1 分钟报警。3.5 开机延时电路图 3-7 开机延时电路图如图 3-6 ，由 VT3、R20

27、、C8组成开机延时电路，刚开机时电源向 C8充电，时间约为 1 分钟，它的设置主要是防止使用者开机后立即报警， 好让使用者有足够的时间离开监视现场，同时可防止停电后又来电时产生误报。3.6 12V 电源电路由功率为 12V 5W的变压器，电桥等组成，为报警电路提供 12V 的电压源。该装置采用 912V 直流电源供电，由 T 降压，全桥 U 整流， C10滤波，检测电路采用 78L06 供电。本装置交直流两用，自动无间断转换。图 3-8 12V 电源电路图114 系统总电路分析接通电源时， C8、R20、 VT3组成开机延时电路时间大约为 1 分钟。当有感应信号时，信号经过由 R2、R3、VT

28、1等组成的共发射极放大电路进行反相放大，放大后的信号送入 LM368进行同相比例放大， 放大倍数为 （1+Rf/R7）, 得出的信号已经足够大了，再送入 LM393的第一级与 R10、 R11、R13、VD1组成的基准电压进行比较， 因为基准电压较小， 所以比较器第一级输出为低电平， C6经过 VD2 放电，当 LM393第二级负相输入端的电压低于 R15、R16形成的基准电压时， LM393的输出端为高电平，信号经过VT2放大后驱动报警器报警。当感应信号消失时，由于 C6 的电压不能突变，电源经过R14向电容充电，直到电容上的电压高于基准电压时，报警器才会停止报警，时间大约为1 分钟。电源电

29、路由市电经过降压变压器、 桥式整流、 电容滤波、稳压后得到稳定的 12V 电源，再经过三端稳压块 78L06 形成 6V 电源向 IC 器件供电。图 4-1系统总电路分析图12热释电人体红外线传感器是上世纪 80 年代末期出现的一种新型传感器件 , 现在电子防盗报警设备研制中已得到广泛的应用。 利用该电路检测到有人进入防范区时通过能量变化导致产生电信号 , 最终电话报警。其工作原理如下 : 一般人体体温是 37°C,所以会发出波长 10m左右的红外线 , 被动式红外传感器探头就是靠探测人体发射的 10 m左右的红外线进行工作的。 人体发射的 10m左右的红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚

30、集到红外感应源上 , 红外感应源通常采用热释电元件 , 这种元件接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡 , 向外释放电荷 , 经后续电路检测处理后就能产生报警信号了。被动式红外报警器主要由菲涅耳光学系统、 热释电红外传感器、 信号滤波和放大电路、信号处理和报警电路等几部分。 菲涅耳透镜的焦点一般为 5 厘米左右 , 除有聚焦作用还可形成可见区和盲区 , 实际应用时一般把菲涅耳透镜固定在传感器正前方 15 厘米的地方。当物体射出的红外线通过菲涅耳透镜后 , 传到热释电红外探测器 , 这时热释电红外探测器将输出脉冲信号 , 脉冲信号经放大和滤波后 , 由电压比较器将其与基准值进行比较 ,

31、 当输出信号达到一定值时 , 报警电路发出警报。被动红外报警器根据外界红外能量的变化来判断是否有人在移动。 人体的红外能量与环境有差别， 当人通过探测区域时， 报警器收集到的这个不同的红外能量的位置变化，进而通过分析发出报警。人体都有恒定的体温，一般在 37 度左右，会发出特定波长 10m左右的红外线， 被动红外报警器就是靠探测人体发射的 10m左右的红外线而进行工作的。 人体发射的 10m左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。 红外感应源通常采用热释电元件， 这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。1.

32、被动红外报警器是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10m左右的红外辐射必须非常敏感。2. 为了仅仅对人体的红外辐射敏感， 在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。3. 其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件。 而且制成的两个电极化方向正好相反， 环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用， 使其产生释电效应相互抵消，于是报警器无信号输出。134. 一旦人侵入探测区域内， 人体红外辐射通过部分镜面聚焦， 并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同， 热释电也不同不能抵消， 经信号处理而报警。在红外探头中有两个关键性的器件 , 一个是热

33、释电红外传感器 , 它能将波长为 812 m之间的红外信号的变化转变为电信号 , 并对自然界中的可见光信号具有抑制作用 , 因此在红外探测器的有效警戒区内 , 当无人体移动时 , 热释电红外感应器感应到的只是背景温度 , 没有信号变化 , 所以不能产生电信号 , 也不会报警 ; 当人体进人警戒区 , 通过菲涅耳透镜 , 热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号 , 此时产生电信号 , 从而报警。另外一个器件就是菲涅耳透镜,它具有聚焦即将热释电的红外信号反射在红外传感器上的作用 , 还能将警戒区内分为若干个明区和暗区 , 使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在热释电红外传感器上

34、产生变化热释红外信号 , 这样热释电红外传感器产生变化的电信号 , 后续电路经检测处理后产生报警信号。目前市场上经常采用 P288 型热释电红外传感器作为敏感元件 , 能以非接触方式检测出人体辐射出的红外能量 , 并将其转化为电信号输出。该传感器外接 12V 电源 , 内部装有菲涅耳透镜 , 检测区域为球形 , 有效警戒距离为 1215m,方向角为 85°。当红外警戒区内无移动物体时, 传感器无输出信号 , 报警电路不工作 ;当有人闯入警戒区时 , 只要人体移动 , 其辐射出的红外线便会被热释电红外传感器所接收 , 并输出微弱的电信号。 该信号经运算放大器A1 和 A2 放大后 ,

35、会输出一个较强的电信号。延时时间由 R17和 C8确定 , 按照电路给定的参数，可以计算出 , 延时时间为 10s。当低电平触发单稳电路翻转 , 进入暂稳态后 , 报警电路工作 , 报警时间大约 60s。系统由人为启动 , 初始化时延迟一段时间 , 然后进入警戒状态 , 检测在规定范围内是否有人活动 , 如果发现有人则延迟 10s 后再检测 , 判断此人是否离开 , 若离开 , 则进入警戒状态 , 否则发出报警音。发出报警音后延迟10s 再检测 ; 如果此人还未离开 , 则启动自动拨号系统 , 拨打事先存储的电话号码报警。145 仿真调试5.1 multisim介绍Multisim是美国国家仪

36、器（ NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/ 数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。Multisim10 的特点：通过直观的电路图捕捉环境,轻松设计电路通过交互式 SPICE仿真 ,迅速了解电路行为借助高级电路分析 ,理解基本设计特征通过一个工具链 ,无缝地集成电路设计和虚拟测试通过改进、整合设计流程,减少建模错误并缩短上市时间5.2 仿真电压和波形仿真图（见附录 2）：1. 感应信号波形图 5-1感应信号Ui 波形图输入电压为10mV，时基因数为10ms/Div ，偏转因数为20mv/Div15

37、2. 第一级放大波形及电压图 5-2 第一级放大信号U1波形图时基因数为10ms/Div ，偏转因数为1V/Div图 5-3第一级放大信号U1 电压163. 第二级放大波形及电压图 5-4 第二级放大信号U2波形图时基因数为10ms/Div ，偏转因数为20V/Div图 5-5第二级放大信号U2 电压174. 第一级比较波形图 5-6 第一级比较信号U3波形图5. 第二级比较波形及电压图 5-7 第二级比较信号U4波形图186. 基准电压一、二电压图 5-8 基准电压一图 5-9 基准电压二197. 开机延时图 5-10开机延时波形图时基因数为10ms/Div ，偏转因数为5V/Div图 5-

38、11开机时电路的工作状态图208. 报警延时图 5-12报警延时波形图时基因数为10ms/Div ，偏转因数为5V/Div图 5-13有感应信号时电路的工作状态图215.3 仿真结果分析1. 三极管的放大倍数输入电压为10mV,输出电压为U1=687.142mVAu=U1/ Ui=687.142/10=68.72. 运放的放大倍数输入电压为 U1=687.142mV, 输出电压为 U2=20.228V 测试值： Au=U2/ U1=20.228*1000/ 687.142=29.4 理论值： Au=1+R8/ R7=1+30=313. 基准电压一：理论值： U1=R12/(R11+R12)*0

39、.7=100/ 110*0.7=0.63V测量值： U1=551.41mV=0.551V4. 基准电压二：理论值： U2=R16/(R15+R16)*12V=300/400*6=9V测量值： U2=8.999V5. 两比较波形对比分析从图 4-6 、4-7 中可以看出第一级比较输出电压与第二级比较输出总是一高一低，符合电路原理。6. 开机延时开机延时波形如图4-10 、 4-11 ：没有接通电源时电压几乎为零，当接通电源时电源通过 R21 向 C8 进行充电，充电时间很快，此时断开电源，电容C8 经R20向 VT3放电，使 VT3导通，不报警，放电时间即为开机延时时间，大约30秒延时。7. 报

40、警延时报警延时波形如图4-12 、 4-13 ：当有人进入时，电路就报警，当人消失后，此时 IC3 的脚由高电平变为低电平，VD2截至。由于电容C6两端电压不能突变，电源经R14向 C6进行充电。当电压超过基准电压时，报警停止。充电时间即为报警延时时间。大约为48 秒。226 总结与展望从 2014 年 9 月，我开始了做我的毕业论文，时至今日，论文已基本完成。在这段时间里我一直在南京师范大学专接本， 通过在大学的学习， 学习到的知识比在大专的更加全面。 在学习的过程中我也接触到了， 我设计的论文知识， 在遇到不懂的问题上，我会向老师请教和同学交流。 整个的设计过程中真的收获很多！本设计中所阐述的仅仅是一种简易的红外线感应报警器电路设计。 我学习过Protel 99se 、Protues 、 Keil7.6 、 LabVIEW8.2、 VC+6.0等软件。运用相关的理论知识，通过对