专利名称：开放式红外传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器领域，特别是一种不带屏蔽的开放式红外传感器。
目前，市场上的红外传感器大多用于工业领域，采用复杂的金属机械结构屏蔽，体积相对较大，成本多在几百元以上。
本实用新型的目的就是设计一套允许不带屏蔽的开放式红外传感器，使其能够拆成五米以上的对射式接收；使其在反射式短距离测距时(1米以内)，在反射面一定的情况下，测距精度不受外界环境的影响。
本实用新型的目的是这样实现的一种开放式红外传感器，其特征在于是由红外发射电路和红外接收电路组成，其中a)、红外发射电路主要由双时基电路NE556，发射二级管HG及外围元件组成，双时基电路的输出端5脚、9脚分别接二只集一射极串联的三极管T2、T1的基极，稳压管3C1接电源与T2的基极之间，T2的发射极接发射二极管HG的正极，其负极接地。
b)、红外接收电路主要由光敏三极管T3(3DU80)和二片运算放大器LM358组成，其中光敏三极管T3的发射极接运算放大器A1的同向输入端，基极与反相式低通滤波器A2的输出端连接，电阻R1’、R2’、R3’串联连接R1、R2的连接点接光电三极管的集电极，R2’、R3’的连接点接A2的同相输入端，A2的反相输入端通过电阻R8’连接A1的输出端；A1的输出端又接A3的同相输入端，A3反相输入端接LC振荡电路，运算放大器A3输出通过滤波电容C9、整流二极管D1、D2及电阻R17接运算放大器A4的反相输入端，A4的同相端为参考电压0.5V；A4的输出端7接负载。
——所述的负载可以为发光二极管LED，也可以为可发出声光的由集成电路KD153、三极管2SC2458、2SA1048及喇叭、发光二极管构成的负载电路。
本实用新型可用于对射式的发射、接收，也可以用于反射式的短距离测距，是一种不带屏蔽的红外发射、接收电路。本实用新型具有体积小，成本低等特点，以能够方便地用于各类电子玩具类及小电子产品中。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型实施例之一的用于视力保护仪的红外发射电路图。
图2为本实用新型实施例之一的用于视力保护仪的红外接收电路图图3为本实用新型负载电路之一。
图1为红外发射部分电路图；它主要由发射二极管HG423及双时基电路NE556组成。
根据f5＝1.443／［(R1＋2R2)C2］可以得出NE556的5脚输出为1Hz左右的低频振荡。由f9＝1.443／［(R5＋2R6)C4］可以得出9脚输出为6KHz左右的高频振荡，即发射红外光的调制频率，它与接收电路的中心频率相符，可以有效的消除干扰。稳压管3C1可以控制电源电压变化带来的发射功率变化。
图2为接收部分电路图它主要由光敏三极管3DU80和二片运算放大器LM358组成。电路包括电源滤波、直流抑制、选频、滤波、整流等措施。
经调制的红外光信号(发射频率约1Hz，载频约为6KHz)及环境光干扰一起被光敏晶体管3DU80接收，经射随器(发射极)输出，至运放A1的同相输入端，该电路反相输入端接R6和C3，然后接地。此时，对信号进行了初级放大，实验证实信号放大约四倍而对频率很低的环境光干扰也同时放大了一倍。A2接成反相低通滤波器，A2的截止频率设置原则为滤掉信号，而让环境光干扰分量通过，负反馈到光敏管基极，以抵消环境光干扰的影响，从而有利于提取混在环境光中的光信号。避免了检测器由于强环境光背景的影响而饱和。
R4基极相串电阻应选大一些，500K以上。以免对光生基极信号电流的分流太大。
A3、A4为第二片运算放大器。对于第一个检测器的输出信号进行进一步放大。信号至A3的同相输入端放大。反相输入端接LC振荡电路，L1电感量在30～40mH之间与C6电容谐振在6KHz左右。C9电容值越小，可直接滤掉的交流信号频率就越高。D1、D2为整流电路，最好采用ZAP型二极管，A4也采用了放大器的形式是为了加强负载能力。A4同相端为参考电压0.5V。反相端输入为高电平时，输出为低电平；反之，为高电平。当其以1Hz的振荡频率输入时，就实现了同频率的方波输出。电路中R10、R16、C10能够有效的抑制失真，防止电路自击。
当负载以发光二极管指示时，如图2所接LED会以1Hz的频率闪亮；当负载如图3所接时，伴随发光管闪亮，会发出有节奏的“叮咚”声。
本实用新型应用的产品实例有视力保护仪反射式应用测试距离40cm，误差±2cm，已通过北京市电子产品质检中心验证。
光电打耙枪对射式应用感应距离>5m，电路成本均在几十元以内。
权利要求1.一种开放式红外传感器，其特征在于是由红外发射电路和红外接收电路组成，其中a)、红外发射电路主要由双时基电路NE556，发射二级管HG及外围元件组成，双时基电路的输出端5脚、9脚分别接二只集一射极串联的三极管T2、T1的基极，稳压管3C1接电源与T2的基极之间，T2的发射极接发射二极管HG的正极，其负极接地；b)、红外接收电路主要由光敏三极管T3(3DU80)和二片运算放大器LM358组成，其中光敏三极管T3的发射极接运算放大器A1的同向输入端，基极与反相式低通滤波器A2的输出端连接，电阻R1’、R2’、R3’串联连接，R1’、R2’的连接点接光电三极管的集电极，R2’、R3’的连接点接A2的同相输入端，A2的反相输入端通过电阻R8’连接A1的输出端；A1的输出端又接A3的同相输入端，A3反相输入端接LC振荡电路，运算放大器A3输出通过滤波电容C9、整流二极管D1、D2及电阻R17接运算放大器A4的反相输入端，A4的同相端为参考电压0.5V；A4的输出端7接负载。
2.根据权利要求1所述的开放式红外传感器，其特征在于负载可以为发光二极管LED，也可以为可发出声光的由集成电路KD153、三极管2SC2458、2SA1048及喇叭、发光二极管构成的负载电路。
专利摘要一套允许不带屏蔽的红外发射、接收电路。它的发射电路由发射管HG423和一片NE556组成，发出频率为1Hz，调制频率为6KHz的红外光信号；它的接收电路主要由光敏三极管3DU80和二片运放LM358组成，当作为反射式一米以内测距时，精度不受外界环境光的影响。产品实例为“视力保护仪”测试距离40cm误差±2cm；当把电路分成两个不相连的部分时。其对射传感距离不小于五米。产品实例为“光电打靶枪”。
本实用新型电路体积小，形状任意变化，成本在几十元以内。
文档编号H04B10/02GK2214054SQ9520445
公开日1995年11月29日 申请日期1995年3月9日 优先权日1995年3月9日
发明者赵子春 申请人:赵子春