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近距离感应式检测电路的设计与制作文/王明洋本文介绍一种感应式检测装置的制作，当人体接近检测电路时，该电路会产生相应的控制信号推动执行机构作出相应的动作(如信号指示灯发光、大门关和开、报警装置报警等)，该电路与电子狗等远距离接受人体发送的红外线产生报警的电路不同，属近距离感应，感应的范围小于1m甚至低得多(可调)，使用效果很好，由于采用了集成运放MAX407，灵敏度理想。
电路原理本装置利用MAX407中的两个集成运放(IC1A、IC1B)组成比较器，给其中一个运放输入标准方波信号作为比较对象，另一个运放的输入信号受人体接近程度的影响，当无人接近装置时，两运放输出方波相同，这两个信号送给异或门(IC2)的两输入端，经异或门运算输出Y=AB+AB=0。
此时被控对象(信号指示灯等)不产生动作。
若有人接近装置时，Y≠0，将Y变为直流信号并放大后去控制被控对象产生相应的控制动作。
功能电路介绍1．标准方波发生电路：元件IC4A、R1、R2、C1、C2及1MHz石英晶振构成一种并联型石英晶体振荡电路，IC4A为反相器，由运放构成，晶振相当于电感元件，该信号经IC4B放大后送给比较运算电路，作为比较电路的标准信号u1。
2．比较运算电路：比较运算电路由IC1A、IC1B、IC2及相应的外围元件共同构成。
IC4B输出的信号一路经R5、C5积分延时后送入IC1B正端，与负端2．5V 电压比较后，输出幅值为2．5V的方波信号u3；u1另一路经R3及由C3、同轴电缆对地电容、25cm2感应板对地电容共同构成的电路(在无人体接近探测仪时，上述三电容的和约为48pF)积分延时后，送IC1A的正端，同样与其负端所接2．5V恒定电压比较后输出方波信号u2。
为了保证上述方波信号在无人接近时的波形完全一致，笔者设计电路时选择C5的值也为48pF。
下面我们对无人靠近探测仪和有人靠近的两种情况分别进行电路分析。
无人靠近时，因电路的对称性，u2与u3的输出波形完全相同，这两信号送给异或门IC2的两输入端，经运算后输出u0=0，则后续电路不动作。
51单片机实验网 简单实用的人体接近探测器图中的集成运放、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。
人体感应模块电路原理# 人体感应模块电路原理## 引言人体感应模块是一种广泛应用于自动控制领域的设备，其原理基于红外线技术。
本文将详细介绍人体感应模块电路的原理，涵盖其工作原理、主要组成部分以及电路连接方式等方面。
## 工作原理人体感应模块的工作原理基于人体红外辐射。
人体在不同温度下会发出红外线辐射，而人体感应模块能够探测到这些辐射信号。
其核心部件是红外传感器，该传感器能够感知环境中的红外辐射变化。
当有人或其他物体进入感应范围时，人体感应模块将感知到红外辐射的变化，并产生相应的电信号。
这个电信号随后被处理电路放大和滤波，最终输出一个触发信号，用于控制其他设备的启动或停止。
## 主要组成部分### 1. 红外传感器红外传感器是人体感应模块的关键部分，通常采用热释电材料制成。
这些材料在红外辐射下会产生电荷变化，从而实现对红外辐射的感知。
### 2. 放大电路放大电路用于增强红外传感器输出的微弱信号，确保在不同环境条件下都能可靠地检测到人体的存在。
这一阶段的电路设计关键在于提高信噪比，以减少误触发的可能性。
### 3. 滤波电路滤波电路用于去除掉传感器输出中的干扰信号，确保只有与人体红外辐射相关的信号被传递到后续的处理阶段。
这有助于提高人体感应模块的精度和可靠性。
### 4. 触发电路触发电路根据经过处理的信号判断是否触发，进而控制连接的设备的启动或停止。
这一部分的设计需要考虑灵敏度、延时等参数，以满足实际应用的需求。
## 电路连接方式人体感应模块通常通过以下方式连接到其他设备：### 1. 电源连接人体感应模块需要外部电源供电，通常工作电压在3V至5V之间。
正确连接电源是确保模块正常运行的关键。
### 2. 输出触发信号连接感应模块的输出触发信号通常是数字信号，可以通过数字输入口连接到其他设备，如微控制器或继电器。
### 3. 灯光或报警器连接在一些应用场景中，人体感应模块被用于控制灯光或报警器。
通过连接这些设备，可以实现对感应信号的及时响应。
中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：信息与通信工程学院专业：题目：人体接近检测与报警电路指导教师：职称: 讲师2013 年 1 月 18 日中北大学课程设计任务书12/13 学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：题目：人体接近检测与报警电路起迄日期：2013年1月7日～2013年1月18日课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2013年1月7 日课程设计任务书课程设计任务书摘要在当今社会，安全越来越成为人们关心的问题，虽然人们的安全意识增强了，但是入室盗，仓库被盗等人们不经常活动但存放重要物品的场所被盗的问题却屡禁不止。
针对这一问题我们可以设计一种人体接近自动报警系统，当有不速之客靠近其感应区时，它会自动报警提醒它的主人，从而达到人体接近报警的目的。
本次课程设计需要设计的人体接近检测与报警电路是一种当人体接近检测电路时，该电路会产生相应的控制信号推动执行机构作出相应的动作(如信号指示灯发光、报警装置报警等)，该电路与电子狗等远距离接受人体发送的红外线产生报警的电路不同，属近距离感应，感应的范围小于1m甚至低得多(可调)，使用效果很好，由于采用了集成运放MAX407，灵敏度理想。
现在有多种不同的接近检测方法，如电容感测、红外、超声波、光学等。
对从5mm到300mm范围的接近检测，电容式感测技术相对其它技术而言有许多优势：出色的可靠性、简单的机械设计、低功耗和低成本。
我们设计的人体接近与报警电路是通过把距离/电容量转变成比例电压输出，有四部分组成：标准方波发生电路，比较运算电路，直流电压放大电路，滞回比较器。
标准方波发生电路是由反相器、1MZ晶振及阻容元件组成的1MZ振荡电路，它为整个电路提供时钟脉冲；比较运算电路利用MAX407中的两个集成运放组成比较器，给其中一个运放输入标准方波信号作为比较对象，另一个运放的输入信号受人体接近程度的影响；直流电压放大电路是通过阻容元件的负反馈实现对信号的放大作用；滞回比较器由集成运放和晶体管构成，实现放大后的电压和门限电压的比较。
人体感应模块电路原理人体感应模块电路原理是指通过感应人体的热量辐射来实现对人体的感知与控制。
它是一种用于实现人体感应控制的电子装置，通常用于安全监控、智能灯光控制等领域。
人体感应模块电路通常由人体感应探测器、信号处理电路和输出控制电路组成。
其中，人体感应探测器负责感知人体的热量辐射，信号处理电路将感测到的信号进行放大、滤波和处理，输出控制电路根据信号处理后的结果，触发相应的输出控制操作。
首先是人体感应探测器，它采用红外线技术来感知人体的热量辐射。
一般来说，人体发出的热量主要集中在长波红外线（8-15微米）范围内，因此探测器会专门选择这个波段进行感应。
通常，感应器是由红外发射管和红外接收管组成，它们呈对射的方式布置。
当有人体经过时，红外线会被人体吸收或反射，感应器就能够检测到有人体接近。
接下来是信号处理电路，主要负责对感测到的信号进行放大、滤波和处理，以得到可靠的输出信号。
首先，感测到的微弱信号会经过放大电路放大为较大的电压信号，以提高信号与噪声的比值。
然后，滤波电路会对信号进行滤波，去除高频噪声和杂散信号。
最后，处理电路会对信号进行逻辑运算，根据设定的阈值来判断是否有人体接近，从而触发相应的输出控制操作。
最后是输出控制电路，它根据信号处理电路输出的结果来触发相应的控制操作。
例如，在安全监控系统中，当人体接近时，输出控制电路可以触发报警器发出警报或者启动相机进行拍摄；在智能灯光控制系统中，当人体接近时，输出控制电路可以触发灯光的开启或关闭。
输出控制电路可以通过继电器、晶体管等元件实现相应的控制功能。
总结起来，人体感应模块电路原理是通过人体感应探测器感知人体的热量辐射，通过信号处理电路对感测到的信号进行放大、滤波和处理，最终通过输出控制电路触发相应的控制操作。
这种原理广泛应用于安全监控、智能家居、智能灯光控制等领域，带来了更加智能、便捷和高效的人机交互体验。
评分：电工课程设计设计课题：人体感应式防盗报警装置姓名：学：设计日期：年月日目录（1）人体感应式防盗报警装置设计的目的（2）人体感应式防盗报警装置（3）各部分电路的设计、元件选择、元件计算、电路说明（4）人体感应式防盗报警装置设计的总体思路（5）人体感应式防盗报警装置工作原理（6）人体感应式防盗报警装置制作与使用（7）设计中存在的问题（8）人体感应式防盗报警装置各个元件的介绍（9）各种感应器的比较（10）具体分析人体感应式防盗报警装置的优缺点分析（11）人体感应式防盗报警装置仿真平面图（12）课程设计心得体会（13）参考文献人体感应式防盗报警装置人体感应式防盗报警装置设计的目的人体感应式防盗报警装置是用来防止入侵者的入侵行为。
需要防范入侵的地方很多，可以是某些特定的点、线、面，甚至是整个空间。
人体感应式防盗报警装置由传感器和信号处理器组成。
在人体感应式防盗报警装置中传感器是探测器的核心，是一种物理量的转化装置，通常把压力、震动、声响、光强等物理量转换成易于处理的电量（电压、电流、电阻等）。
信号处理器的作用是把传感器转化的电量进行放大、滤波、整形处理，使它能成为一种能够在系统传输信道中顺利转送的信号。
随着科技的发展，人们生后水平的提高，越来越多的贵重东西需要得到安全的防护，从而各种各样的防盗装置就应运而生了。
纵观各式各样的防盗装置中人体感应式防盗报警装置是比较优秀的，它让人们有一个更加安全的生活环境，同时达到不让人犯罪的效果,它就像是核武器,不一定要用,但是一定要有。
这种防盗器比那种“触动即响”的防盗器性能更好、用途更广泛。
只要作案者一接近受保护物的金属部分，警铃就会长鸣，同时，电灯同步点亮，可使黑暗的小偷原形毕露。
同时设计这个人体感应式防盗报警装置让我更加了解电工这一门课程，而且懂得了运用EWB元件，进一步提高了自己的知识。
VD均用7均用RTX-1/8W2CT4D型独石电容器，亦可用两15W40W15W40W人体感应式防盗报警装置设计的总体思路 人体感应式防盗报警装置主要是通过感应来工作的，当有人接近感应板时，人体和感应板间就会形成一个空间耦合电容，从而改变了感应器周图（1）小型单向晶闸管外形与管脚排A K K K G G A A G MCR 100-6 BT169D CR1AM-6 控制极G 阴极K阳极A围的环境，就是当你靠近感应器的感应范围，感应器马上产生感应信号，从而传到电灯和电铃，就会发出警报，从而达到防盗的作用。
一款人体感应开关电路图笔者手头有一个人体感应开关，它采用了专用感应集成电路ＨＴ７６１０Ｂ，外围电路简洁，性能颇佳，可靠性高，现介绍如下：根据实物绘出的电路见图。
当开关ＳＷ置于“自动”位置时，ＲＥ－２００Ｂ将感应到的人体释放的红外线转换成微弱的电信号送至ＨＴ７６１０Ｂ的{11}脚，经内部二级放大和阻容选频网络选频后，在{20}脚输出０．３～３Ｈｚ的交变信号，当此信号幅度大于２Ｖ时，{2}脚就会输出一个与交流电源电压同步的方波电压，驱动双向可控硅过零触发导通，点亮电灯。
ＶＲ１为延迟时间调节电位器，灯点亮后，延迟熄灯时间可在８秒至６分钟之间任意调节；ＶＲ２为亮暗起控调节电位器，可以调节在白天和夜晚之间的任一亮度时起控，此时电灯点亮。
亦脚（ＶＤＤ端）设计的点灯阈值电压为８Ｖ，亦脚电压低于８Ｖ灯不能点亮，只有高于８Ｖ灯才能点亮。
1.红外测温仪前置放大电路2.热释电红外传感器热释电红外传感器是最常用的红外检测器之一，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体上、下表面设置电极，在上表面加以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U。
常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体，例如，钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。
热释电红外传感器的电路图、外形图如下图所示。
热释电红外温度传感器的特点是反应速度快、灵敏度高、准确度高、测量范围广、使用方便，尤其非接触式测量使红外温度传感器和以红外传感器为核心的红外测温模块、红外测温仪在工业现场、国防建设、科学研究等领域得以广泛应用。
主要应用于铁路、车辆、石油化工、食品、医药、塑料、橡胶、纺织、造纸、电力等行业的温度测量、温度检测、设备故障的诊断。
特别适用于高温和危险场合的远距离测温。
一、人体感应开关该电路广泛应用于防盗报警器、自动门、自动风扇、展览会及旅游景点的自动解说系统、楼梯及教室照明灯的控制等产品中。
集成温度传感器⼈体体温测量及报警电路集成温度传感器⼈体体温测量报警系统电路⼀、题⽬介绍运⽤集成温度传感器AD590，搭建⼀个⽤于测量⼈体体温的温度测量电路，并当温度⾼于⼀定的预置值时进⾏报警。
要求测温范围为25⾄45摄⽒度，输出的频率⼩于100KHZ ，调节灵敏度为1KHZ/℃；测量温度精确到0.1℃，误差范围在±1℃，且温度到达37.5℃时实现报警。
⼆、总体⽅案设计如上图所⽰，整个电路主要包括信号采集电路，数码管显⽰电路，和超限报警电路三部分。
我主要负责设计完成电流－电压转换主电路，电压调整电路，信号放⼤电路；压频转换电路；温度超限报警电路（采⽤发光⼆极管报警，不闪烁）。
信号的采集是整个电路的关键部分，该电路能否得到⼀个合适的结果将直接影响整个系统。
其中的核⼼的元件的是温度传感器AD590，AD590是利⽤PN 节正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器，该器件具有良好的线性特性和互换性，且测量精度较⾼。
在温度传感器AD590正负两极接上⼯作电压时，其能够输出⼀个与其所处环境温度值成正⽐的⼀个恒定的电流量。
通过查询相关的书籍得知其输出的电流与温度的关系是当温度每上升1℃其输出的电流值增⼤1µA 。
正是利⽤这个特性，外界的温度信号直接转化成电流信号输⼊电路当中。
将温度的变化转化为电流的变化之后，再通过相应的电路将电流的变化转化为电压的变化。
接下来再将电压送⼊相应的放⼤电流，进⾏⼀定⽐例的放⼤，得到⼀个⼤⼩适中的电压。
之后需要对电路中的信号进⾏⼀步滤波操作，滤除⾼频噪⾳信号。
⾄此为⽌，已经得到了⼀个⽐较纯净的电压，将此电压通过压频转换器，得到⼀个频率和输⼊电压成正⽐的⽅波信号。
这时，在计数电路部分会有⼀个标准的秒脉冲，让计数电路记下单位时间内的频率数并进⾏显⽰。
三、具体内容（电路、流程等）在电路设计中，我主要负责设计完成电流－电压转换主电路，电压调整电路，信号放⼤电路；压频转换电路；温度超限报警电路（采⽤发光⼆极管报警，不闪烁）。
人体感应声光报警电路一、设计目的应用红外感应技术、555时基电路、蜂鸣器、LED闪烁二极管控制特点、运算放大电路等知识设计电路，以实现当人体接近该系统0.5—1m时发出警报，报警系统包括由闪烁二极管组成的光报警和扬声器组成的声音报警两部分。
红外线发射电路的功能是利用红外线发光二极管发射光脉冲，从而实现电路对人体或物体的感应。
红外线接收电路的功能是利用光敏元件接收发射出来的光脉冲，并且将光脉冲信号转化为电信号，同时对其进行放大。
声光报警电路的功能是当有人体或物体接近防盗报警电路时，通过声音和显示信号提示主人。
二、设计原理（电路见页后附图）电路主要由电源电路、双集成运算放大器、555时基电路、及热释电红外传感器等部分组成。
电源电路由二极管VD1-VD4桥式整流及电容C7滤波等部分组成，他能输出12V左右的直流电压供整体用电。
VS、R3与C1组成的简单稳压电路为热释电红外传感器提供5V左右的电压。
PIR为热释电红外传感器，他能探测出人体散发出的7-14微米的远红外线并将其转换为微弱的电信号输出。
双集成运算放大器LM358中运放A2组成电压比较器，平时通过调节滑动变阻器使反向输入端（6脚）电位低于同向输入端（5脚）电位，所以7脚输出高电平，VD6截止，由555时基电路A3组成的单稳态触发器处于稳定态，3脚输出低电平，继电器不工作，二极管不闪烁，蜂鸣器不响。
若有人进入感应范围，p2288的S脚输出微弱的超低平交流信号，经C2加到三极管VT及LM358中另一个运放A1等组成的两级高增益前置放大器进行放大。
此时，电压比较器A2的反向输入端（6脚）高于同向输入端（5脚）所以7脚输出低电平，VD6导通，使A3构成的单稳态触发器翻转置为暂态，3脚出高电平，K得电吸和，其常触点k1闭合，二极管闪烁，蜂鸣器发声。
A3的暂态时间由RP2、C5的值决定，调节RP2可以改变蜂鸣器和二级管报警的持续时间，暂态过后，A3恢复稳态，3脚输出低电平，K释放，报警声光信号中止。
成绩评定：传感器技术课程设计题目人体探测防盗报警传感器设计摘要在现代化技术高度发展的现在，犯罪更趋智能化，手段更趋隐蔽性。
所以必须采用电子技术、传感器技术和计算机技术为基础的安全防范技术等器材设备，并将其构成一个报警系统，这将发挥更大的监控防护功能。
本文是利用红外传感器和单片机设计一种简单的红外探测报警装置，主要从硬件和软件两方面进行设计。
硬件设计主要包括红外发射和红外接收、SCT89C52单片机中央控制电路、蜂鸣电路、发光报警电路等组成。
软件方面包括程序流程图及主要程序。
基本实现了红外探测防盗报警的功能。
关键词：红外传感器，SCT89C2，BIS0001，声光报警目录一、设计目的------------------------- 1二、设计任务与要求--------------------- 12.1设计任务------------------------- 12.2设计要求------------------------- 1三、设计步骤及原理分析 ------------------3.1设计方法------------------------- 1 3.2设计步骤------------------------- 23.3设计原理分析---------------------- 2四、课程设计小结与体会 ----------------- 8五、参考文献-------------------------- 9一.设计目的红外线具有隐蔽性，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。
当然，系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。
至于报警可采用声光信号。
二.设计任务与要求2.1设计任务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、实验室等比较重要场合防盗报警。
中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：信息与通信工程学院专业：题目：人体接近检测与报警电路指导教师：职称: 讲师2013 年 1 月 18 日中北大学课程设计任务书12/13 学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：题目：人体接近检测与报警电路起迄日期：2013年1月7日～2013年1月18日课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2013年1月7 日在当今社会，安全越来越成为人们关心的问题，虽然人们的安全意识增强了，但是入室盗，仓库被盗等人们不经常活动但存放重要物品的场所被盗的问题却屡禁不止。
针对这一问题我们可以设计一种人体接近自动报警系统，当有不速之客靠近其感应区时，它会自动报警提醒它的主人，从而达到人体接近报警的目的。
本次课程设计需要设计的人体接近检测与报警电路是一种当人体接近检测电路时，该电路会产生相应的控制信号推动执行机构作出相应的动作(如信号指示灯发光、报警装置报警等)，该电路与电子狗等远距离接受人体发送的红外线产生报警的电路不同，属近距离感应，感应的范围小于1m甚至低得多(可调)，使用效果很好，由于采用了集成运放MAX407，灵敏度理想。
现在有多种不同的接近检测方法，如电容感测、红外、超声波、光学等。
对从5mm到300mm范围的接近检测，电容式感测技术相对其它技术而言有许多优势：出色的可靠性、简单的机械设计、低功耗和低成本。
我们设计的人体接近与报警电路是通过把距离/电容量转变成比例电压输出，有四部分组成：标准方波发生电路，比较运算电路，直流电压放大电路，滞回比较器。
标准方波发生电路是由反相器、1MZ晶振及阻容元件组成的1MZ振荡电路，它为整个电路提供时钟脉冲；比较运算电路利用MAX407中的两个集成运放组成比较器，给其中一个运放输入标准方波信号作为比较对象，另一个运放的输入信号受人体接近程度的影响；直流电压放大电路是通过阻容元件的负反馈实现对信号的放大作用；滞回比较器由集成运放和晶体管构成，实现放大后的电压和门限电压的比较。
最后通过LED指示灯的亮暗来指示报警，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，例如：在继电器处加一蜂鸣器，即可实现蜂鸣报警，在本次设计中我们以LED灯来指示报警。
关键词振荡、比较、放大、滞回比较、报警一、概述………………………………………………1、设计目的………………………………………………2、设计意义…………………………………………………………二、设计内容………………………………………………………1、总体设计思想…………………………………………………2、标准方波发生电路…………………………………………3、比较运算电路…………………………………………………4、直流电压放大电路…………………………………………5、滞回比较电路………………………………………………三、结果分析………………………………………………1、总体电路图………………………………………………2、PCB图………………………………………………四、设计心得………………………………………………五、参考文献………………………………………………一、设计目的1了解此自动控制电路的构造及原理。
2熟悉此自动控制电路所用的电子器件。
3运用所学《数字电子技术》、《模拟电子技术》知识解决实际问题，培养动手又动脑的能力。
4掌握电子电路一般的设计方法，并学习使用protel99、multisim软件进行电路原理图的连接，PCB图的绘制及相关的电路仿真应用。
5培养独立分析问题和解决问题的能力以及创新能力和创新思维，及将所学知识应用到实际中去的综合能力。
设计意义通过这次人体接近与报警电路的课程设计，可以加深我们对电子电路基础知识的理解，并提高综合利用课本所学知识的能力，培养了我们查阅手册、文献、图表的自学能力，了解与本次课题有关的电子器件的工程技术规范，能按设计任务书要求完成课程设计，绘制电路图并修改其错误。
二、设计内容2.1整体设计思想图中的集成运放、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。
2.2标准方波发生电路电路组成及工作原理因为矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来切丁每种状态维持的时间。
图示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。
RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充放电实现输出状态的自动转换。
波形分析及主要参数由于图中所示电路电筒正向充电和反向充电的时间常数均为RC，而且充电的总幅值也相等，因而在一个周期内Uo=+Uz的时间与Uo=-Uz的时间相等，Uo为对称的方波，所以也称为该电路为方波发生电路。
电容上电压Uc（即集成运放反相输入端电位Un）和电路输出电压Uo波形如图所示。
矩形波的宽度Tk与周期T之比称为占空比，因此Uo是占空比为1/2 的矩形波。
根据电容上电压波形可知，在1/2周期内，电容充电的起始值俄日-Ut，终了值为+Ut，时间常数为R3C；时间t趋于无穷时，Uc趋于+Uz，利用一阶RC电路的三要素法可列出方程())(132/T T T Z T U C R e U U U -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=+- 将（1）式代入上式，即可求出振荡周期T = 23R C ln ⎪⎭⎫ ⎝⎛+2121R R 振荡频率f=1/T 。
通过以上分析可知，调整电压比较器的电路参数R1和R2可以改变Uc 的幅值，调整电阻R1、R2、R3和电容C 的数值可以改变电路的振荡频率。
而要调整输出电压Uo 的振幅，则要换稳压管以改变Uz ，此时Uc 的幅值也将随之变化。
占空比可调电路通过对方波发生电路的分析，可以想象，欲改变输出电压的占空比，就必须使电容正向和反向充电的时间常数不同，即两个充电回路的参数不同。
利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路，占空比可调的矩形波发生电路如图所示，电容上电压和输出电压波形如图所示。
当Uo=+Uz 时，Uo 通过Rw1、D1和R3对电容C 正向充电，若忽略二极管导通时的等效电阻，则时间常数()C R R w 311+≈τ当Uo=-Uz 时，Uo 通过Rw2、D2和R3对电容C 反向充电，若忽略二极管导通时的等效电阻，则时间常数()C R R w 322+≈τ利用一阶RC 电路的三要素法可以解出⎪⎭⎫ ⎝⎛+≈211121ln R R T τ ⎪⎭⎫ ⎝⎛+≈212221ln R R T τ T =1T +2T ≈(w R +23R )C ln ⎪⎭⎫ ⎝⎛+2121R R 上式表明改变电位器的滑动端可以改变占空比，但周期不变。
占空比为33112R R R R T T q w w ++≈= 电路仿真效果图如下所示3比较运算电路比较运算电路：比较运算电路由IC1A 、IC1B 、IC2及相应的外围元件共同构成。
IC4B 输出的信号一路经R5、C5积分延时后送入IC1B 正端，与负端2．5V 电压比较后，输出幅值为2．5V 的方波信号u3；u1另一路经R3及由C3、同轴电缆对地电容、25cm2感应板对地电容共同构成的电路(在无人体接近探测仪时，上述三电容的和约为48pF)积分延时后，送IC1A 的正端，同样与其负端所接2．5V 恒定电压比较后输出方波信号u2。
为了保证上述方波信号在无人接近时的波形完全一致，笔者设计电路时选择C5的值也为48pF 。
下面我们对无人靠近探测仪和有人靠近的两种情况分别进行电路分析。
无人靠近时，因电路的对称性，u2与u3的输出波形完全相同，这两信号送给异或门IC2的两输入端，经运算后输出u0=0，则后续电路不动作。
当有人靠近时，由C3、同轴电缆对地电容、25cm2感应板对地电容共同构成的电路电容总值将增加，经运算可知，积分电路将会使得输出信号u2产生一个向后的延时，而u3的波形仍然不变，故u2、u3送IC2运算后，其输出u0≠0，人靠得越近，则u0输出脉冲越宽。
IC2输出信号u0经R9、C7滤波后，产生与人体接近距离成比例的直流电压，运放IC3A对该电压进行放大，凋整电位器RP可以设定对应于人体接近感应板不同距离的门限值；运放IC3B及功率放大管VT1构成滞回比较器，将IC3A输出电压放大，通过R17的正反馈可保证VT1迅速可靠导通，点亮发光管VD2。
整机电路如附图所示。
附图所示电路是对信号指示灯VD2的通断进行控制，若将VD2换成继电器，用继电器去控制其他各种执行机构，就可以实现各种自动控制功能。
4直流电压放大电路运放IC2A对TP1点直流电压提供偏置并放大，该电压对应于手和感应板之间的距离，手移向感应板时会引起TP1点和TP2点电压的增高。
