簡單的人體接近探測(cè)器電路

本文介紹一種電路簡單、靈敏度高、具有溫度補(bǔ)償功能的人體接近探測(cè)器，電路見圖。

圖中的集成運(yùn)放、門電路、阻容元件構(gòu)成人體接近探測(cè)器電路，其中反向器T1、1MHz晶振及阻容元件組成1MHz振蕩器，振蕩信號(hào)經(jīng)T2整形輸出方波信號(hào)。用一塊25cm2的敷銅板構(gòu)成感應(yīng)器，當(dāng)人體靠近敷銅板時(shí)，人體相當(dāng)于另一極板，會(huì)產(chǎn)生隨人體靠近而增大的電容，容量為2～6pF。這一電容增量會(huì)使后面的IC3輸出脈沖占空比與電容增量成比例的脈沖信號(hào)。T2輸出的方波一路經(jīng)R3輸入比較器IC1B，放大后加至異或門IC3的一個(gè)輸入端;另一路先經(jīng)R1、C1延時(shí)，再由比較器IC1A放大后加至異或門IC3的另一輸入端，從而使異或門IC3輸出的方波信號(hào)的占空比正比于輸入電路中R1C1的延時(shí)，再經(jīng)R6、C4濾波后產(chǎn)生與人體接近距離成比例的直流電壓。

在實(shí)際使用中，IC1比較器自身傳輸延時(shí)的微小變化可能會(huì)掩蓋電容C1的微小變化，因此本電路采用具有相同特性參數(shù)的雙比較器電路，它能分辨納秒以下的時(shí)間差，還能將自身的傳輸延時(shí)及失調(diào)電壓、溫度漂移等的影響抵消，從而使TP點(diǎn)輸出信號(hào)電壓僅正比于R1、C1的延時(shí)。

圖中電容C1實(shí)際包括一個(gè)33pF固定電容、25cm2感應(yīng)板對(duì)地電容和同軸電纜輸入電容三部分，在無人接近探測(cè)器時(shí)，上述三種電容并聯(lián)之和約為48pF，它將產(chǎn)生0.69R1C1=16.5ns的固定延時(shí);當(dāng)有人靠近感應(yīng)板時(shí)，電容增至50～54pF，它將產(chǎn)生17.3～18.6ns的延時(shí)，兩路方波的時(shí)間差為0.8～2.1ns，對(duì)能分辨納秒以下時(shí)間差的雙比較器而言，是能夠保證所需的轉(zhuǎn)換靈敏度的。

運(yùn)放IC2A的作用是對(duì)TP點(diǎn)的直流電壓提供偏置并放大，調(diào)整電位器R11可以設(shè)定對(duì)應(yīng)于人體接近感應(yīng)板不同距離的門限值。運(yùn)放IC2B及功率放大管Q1構(gòu)成滯回比較器，將IC2A輸出電壓放大，通過R14的正反饋可保證Q1迅速可靠導(dǎo)通，點(diǎn)亮LED。若把LED換成繼電器，當(dāng)人體接近時(shí)，繼電器動(dòng)作，可控制其他各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)控制功能。