一种应用于pir信号数字处理的前置放大预处理电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用于PIR信号数字处理的前置放大预处理电路。
【背景技术】
[0002]现有利用感知人体自身热量发出红外线信号侦测存在人的自动控制电路，大多采用的被动红外福射(Passive Infrared Radiat1n，缩略词为PIR)传感器。这种传感器能将波长为8-12um之间的红外信号变化转变为电信号，并能对自然界中的白光信号具有抑制作用，因此在被动红外探测器的警戒区内。然而现有的PIR技术大体分为两种，一种是采用模拟处理，其中的典型就是用bissOOOl专用芯片；另一种是采用数字处理，将PIR传感器所输出的信号直接送往单片机的内置AD (即模数转换)转换器的输入脚，其不足的地方在于输入到AD中信号微弱，对单片机AD的精度要求很高，而且还容易受到环境因素影响比如夏天时灵敏度明显降低。
【发明内容】
[0003]为了解决参数设定困难、夏天检测距离变短、现有PIR对AD精度要求很高等问题，本实用新型所述电路PIR传感器输出的信号经过一个前置信号预处理并加以滤波后再传入单片机AD。这样不仅降低了对单片机AD性能的要求而且还提高了夏天检测的灵敏度。
[0004]本实用新型解决问题所采用的技术方案是:所述应用于PIR信号数字处理的前置放大预处理电路包括PIR传感器电路，第一级放大处理电路，第二级放大处理电路，低通滤波电路，稳压电源电路。
[0005]所述PIR传感器电路包括一个电阻，两个电容，其元器件连接关系如下:PIR传感器电源引脚I与电容Cl的一端一起与VDDA相连，PIR传感器的信号输出引脚2与电容C3的一端同电阻R3的一端相连，PIR传感的接地引脚3与电容Cl另一端、电容C3另一端及电阻R3的另一端均接地。
[0006]所述第一级放大处理电路包括一个运算放大器，三个电阻，两个电容，其元器件连接关系如下:电阻Rl的一端与PIR传感器的输出引脚2相连，另一端同电容C2的一端一起与运算放大器的正向输入引脚3相连。运算放大器的反向输入引脚2与电阻R2的一端、电容C4的一端及电阻R4的一端相连。电阻R2的另一端与电容C4的另一端一起同运算放大器的信号输出引脚I相连。电阻R4的另一端与电容C5的一端相连。电容C5的一另一端与电容C2的另一端相连接地。
[0007]所述第二级放大处理电路包括一个运算放大器，五个电阻，六个电容，其元器件连接关系如下:电容C7的一端与第一级放大处理电路中运算放大器的输出引脚I相连，C7的另一端与电阻R7的一端相连。电阻R7的另一端与电容C6的一端、电阻R5的一端一起同运算放大器的反向输入引脚6相连。电容C6的另一端与电阻R5的另一端一起同运算放大器的输出引脚7相连。运算放大器的正向输入引脚5与电阻R9的一端相连。电阻R9的另一端与电阻R6、电阻R10、电容C9、电容ClO的一端相连。电阻R6的另一端与VDDA相连。电容C9的另一端、电容ClO的另一端及电阻RlO的另一端均接地。运算放大器的接地引脚接地。运算放大器的电源引脚8与电容C12、电容Cll的一端相连接VDDA。电容C12的另一端与电容Cll的另一端均接地。
[0008]所述低通滤波电路包括一个电阻，一个电容，其元器件连接关系如下:电阻R8的一端与第二级放大处理电路运算放大器的输出引脚7相连，另一端与电容C8的一端相连，电容C8的另一端接地。
[0009]所述稳压电源电路包括一个稳压电源，四个电容，其元器件连接关系如下:稳压电源的输入引脚2与电容C15、电容C16的一端相连接+12V电源。稳压电源的输出引脚3与电容C13、电容C14的一端相连接VDDA。电容C13、电容C14、电容C15、电容C16的另一端与稳压电源的接地端弓I脚均接地。
[0010]本实用新型的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
[0011]所述电阻R3与PIR输出信号形成阻抗匹配最大限度地获取信号。
[0012]所述电容C7具有隔直流的功能。
[0013]本实用新型为一种应用于数字PIR的运放电路，其具体的工作原理如下。
[0014]所述VDDA经过信号处理后对PIR传感器进行供电，PIR传感器的输出信号从其输出引脚2输出后经过滤波进入第一级放大处理电路，直流跟随，高频交流大部分流向地，低频交流被放大再经滤波后进入第二级放大处理电路经反相放大后再滤波，最后输出。
[0015]本实用新型的有益效果是将PIR的原始信号经过适当放大后使其更适合单片机数字化处理，降低了对单片机AD性能的要求，提高了夏天检测的灵敏度。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型PIR传感器电路原理图。
[0017]图2是本实用新型第一级放大处理电路原理图。
[0018]图3是本实用新型第二级放大处理电路原理图。
[0019]图4是本实用新型低通滤波电路原理图。
[0020]图5是本实用新型稳压电源电路原理图。
【具体实施方式】
[0021]所述PIR传感器采用的是双元热释电红外传感器RE200B。RE200B采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。
[0022]所述电容C1、C12、C14、C15 电容大小为 0.1uF，电容 C2、C3、C4、C6、C10 为 0.0luF0所述电容C5大小为47uF，C7、C9、Cll、C13均为1uF，电容C8为2.2uF，电容C16为10uF0
[0023]所述电阻RlO为2K，电阻R6为6.7K，电阻R1、R4为18K，电阻R8为18.3K，电阻R3为47K，电阻R7、R9为100K，电阻R5为600K，电阻R2为1M。
[0024]所述运算放大器为LM358。
[0025]所述稳压电源采用的是MD7150。
[0026]所述第一级放大处理电路包括一个运算放大器，三个电阻，两个电容，其元器件连接关系如下:电阻Rl的一端与PIR传感器的输出引脚2相连，另一端同电容C2的一端一起与运算放大器的正向输入引脚3相连。运算放大器的反向输入引脚2与电阻R2的一端、电容C4的一端及电阻R4的一端相连。电阻R2的另一端与电容C4的另一端一起同运算放大器的信号输出引脚I相连。电阻R4的另一端与电容C5的一端相连。电容C5的一另一端与电容C2的另一端相连接地。
[0027]所述第二级放大处理电路包括一个运算放大器，五个电阻，六个电容，其元器件连接关系如下:电容C7的一端与第一级放大处理电路中运算放大器的输出引脚I相连，C7的另一端与电阻R7的一端相连。电阻R7的另一端与电容C6的一端、电阻R5的一端一起同运算放大器的反向输入引脚6相连。电容C6的另一端与电阻R5的另一端一起同运算放大器的输出引脚7相连。运算放大器的正向输入引脚5与电阻R9的一端相连。电阻R9的另一端与电阻R6、电阻R10、电容C9、电容ClO的一端相连。电阻R6的另一端与VDDA相连。电容C9的另一端、电容ClO的另一端及电阻RlO的另一端均接地。运算放大器的接地引脚接地。运算放大器的电源引脚8与电容C12、电容Cll的一端相连接VDDA。电容C12的另一端与电容Cll的另一端均接地。
[0028]下面结合电路原理图对此实用新型进行进一步说明。
[0029]VDDA经过电容Cl滤波后通过给PIR传感器供电，PIR输出信号经滤波后进入一级同相放大电路，高频交流流向地，直流部分经双运算放大器形成跟随。信号通过C4、R3流向第二个双运算放大器。经过C9和ClO组成的滤波电路滤波后进入二级反相放大电路，再经滤波后输出。
[0030]图中C7电容的作用是隔直流。
[0031]图中电阻R9的作用是使偏置电压更加稳定。
【主权项】
1.一种应用于PIR信号数字处理的前置放大预处理电路，包括信号预处理电路、一级同相放大电路、二级反相放大电路、滤波电路、辅助电源电路，其特征是所述应用于PIR信号数字处理的前置放大预处理电路包括PIR传感器电路，第一级放大处理电路，第二级放大处理电路，低通滤波电路，稳压电源电路，所述PIR传感器电路包括一个电阻，两个电容，其元器件连接关系如下:PIR传感器电源引脚I与电容Cl的一端一起与VDDA相连，PIR传感器的信号输出引脚2与电容C3的一端同电阻R3的一端相连，PIR传感的接地引脚3与电容Cl另一端、电容C3另一端及电阻R3的另一端均接地；所述第一级放大处理电路包括一个运算放大器，三个电阻，两个电容，其元器件连接关系如下:电阻Rl的一端与PIR传感器的输出引脚2相连，另一端同电容C2的一端一起与运算放大器的正向输入引脚3相连；运算放大器的反向输入引脚2与电阻R2的一端、电容C4的一端及电阻R4的一端相连，电阻R2的另一端与电容C4的另一端一起同运算放大器的信号输出引脚I相连，电阻R4的另一端与电容C5的一端相连，电容C5的一另一端与电容C2的另一端相连接地；所述第二级放大处理电路包括一个运算放大器，五个电阻，六个电容，其元器件连接关系如下:电容C7的一端与第一级放大处理电路中运算放大器的输出引脚I相连，C7的另一端与电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端与电容C6的一端、电阻R5的一端一起同运算放大器的反向输入引脚6相连，电容C6的另一端与电阻R5的另一端一起同运算放大器的输出引脚7相连，运算放大器的正向输入引脚5与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端与电阻R6、电阻R10、电容C9、电容ClO的一端相连，电阻R6的另一端与VDDA相连，电容C9的另一端、电容ClO的另一端及电阻RlO的另一端均接地，运算放大器的接地引脚接地，运算放大器的电源引脚8与电容C12、电容Cll的一端相连接VDDA，电容C12的另一端与电容Cll的另一端均接地；所述低通滤波电路包括一个电阻，一个电容，其元器件连接关系如下:电阻R8的一端与第二级放大处理电路运算放大器的输出引脚7相连，另一端与电容C8的一端相连，电容C8的另一端接地；所述稳压电源电路包括一个稳压电源，四个电容，其元器件连接关系如下:稳压电源的输入引脚2与电容C15、电容C16的一端相连接+12V电源，稳压电源的输出引脚3与电容C13、电容C14的一端相连接VDDA，电容C13、电容C14、电容C15、电容C16的另一端与稳压电源的接地端引脚均接地。
2.根据权利要求1所述的应用于PIR信号数字处理的前置放大预处理电路，其特征是传感器选用RE200B，双运算放大器选用LM358，稳压电源选用MD7150。
【专利摘要】为了解决参数设定困难、夏天检测距离变短、现有PIR对AD精度要求很高等问题，本实用新型所述应用于PIR信号数字处理的前置放大预处理电路将PIR传感器输出的信号经过一个前置信号预处理并加以滤波后再传入单片机的AD转换器。这样不仅降低了对单片机AD性能的要求而且还提高了夏天检测的灵敏度。所述应用于PIR信号数字处理的前置放大预处理电路包括PIR传感器电路，第一级放大处理电路，第二级放大处理电路，低通滤波电路，稳压电源电路。
【IPC分类】H03F3-45
【公开号】CN204517762
【申请号】CN201420794803
【发明人】王超, 丁益, 张小华
【申请人】湖北工业大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年12月17日