一种触摸或无接触感应电路及其工作方法与流程

本发明涉及一种触摸或无接触感应电路及其工作方法。

背景技术：

现有的触摸感应电路一般采用电阻丝或电容式的方式实现，而无接触感应电路一般是通过红外感应实现，而要既能实现触摸感应电路，又能实现无接触感应电路，显然两种方式单独是无法实现的，需要两者相互组合，且不管是现有的触摸感应电路还是无接触感应电路由于需要采用mcu来实现信号的感应控制，因此均需要工作在1.5v以上，如此大大限制了感应电路的应用场合，且现有的感应电路的工作电流偏大，不利于节能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种触摸或无接触感应电路及其工作方法，本发明工作电压范围宽，工作电流小，另外本阀门可应用于低电压、电压波动较大的场合。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种触摸或无接触感应电路，包括用于产生高频类方波信号的高频信号发生器电路、用于实现人体触摸或无接触感应且用于实现对高频信号发生器电路发出高频信号进行检波的人体感应及检波电路、用于实现控制信号输出的信号输出电路，正常工作状态下，高频信号发生器电路产生的高频类方波信号经由人体感应及检波电路检波输出给信号输出电路，使得信号输出电路输出低/高电平信号，当人体触摸或无接触感应区域时，通过人体感应及检波电路检测人体触摸或无接触感应信号，实现对高频类方波信号的阻隔作用，使得信号输出电路输出高/低电平信号。

在本发明一实施例中，所述高频信号发生器电路包括电阻r5、r6、r7、r8，电容c1、c2、c9，三极管q4、q5，r5、r6、r7、r8的一端相连接至电源端，r5的另一端与c1的一端、q4的集电极连接，r6的另一端与c1的另一端、q5的基极连接，r7的另一端与c2的一端、q4的基极连接，r8的另一端与c2的另一端、q5的集电极连接，并作为所述高频信号发生器电路的输出端，q4的发射极与q5的发射极相连接至地端。

在本发明一实施例中，所述人体感应及检波电路包括二极管d1、d2、d3，电阻r9、r10、r15，电容c3、c4、c5，三极管q6，感应触点cm1、cm2，d1的阴极与d2的阳极、cm2、c4的一端连接，d1的阳极与r15的一端、c5的一端、q6的发射极相连接至地端，d2阴极与c5的另一端、r9的一端连接，r9的另一端与q6的基极连接，q6的集电极经r10连接至电源端，q6的集电极与信号输出电路连接，d3的阴极连接至第一电源端，d3的阳极与c4的另一端、r15的另一端、cm1、c3的一端连接，c3的另一端与所述高频信号发生器电路连接。

在本发明一实施例中，所述信号输出电路包括三极管q7、q8，电阻r11、r12、r14，q7的基极作为信号输出电路的输入端，q7的发射极连接至地端，q7的集电极经r12与r11的一端、q8的基极连接，q8的发射极与r11的另一端相连接至电源端，q8的集电极经r14连接至地端，q8的集电极作为信号输出电路的输出端。

在本发明一实施例中，还包括一二级稳压电路，包括三极管q1、q2、q3，电阻r1、r2、r3、r4，q1的集电极、r3的一端相连接作为电源端，q1的发射极与r1的一端相连接至第一电源端，q1的基极经r2与q2的集电极连接，q2的基极与q3的集电极、r1的另一端连接，q2的发射极与q3的发射极、r4的一端相连接至地端，q3的基极与r4的另一端、r3的另一端相连接。

在本发明一实施例中，还包括一一级稳压电路，包括三极管q9、q10、q11，电阻r15、r16、r17、r18，q9的集电极、r17的一端相连接作为第一电源端，q9的发射极与r15的一端相连接至第二电源端，q9的基极经r16与q10的集电极连接，q10的基极与q11的集电极、r15的另一端连接，q10的发射极与q11的发射极、r18的一端相连接至地端，q11的基极与r18的另一端、r17的另一端相连接。

本发明还提供了一种基于上述所述的一致触摸或无接触感应电路及其工作方法，实现如下：

在正常工作状态下即无人体触摸或无人体处于无接触感应区域时，高频信号发生器电路产生的高频类方波信号经人体感应及检波电路中d1、d2、c5组成的检波电路输出高电平信号给q6，使得q6导通，从而输出低电平信号；当人体触摸或人体处于无接触感应区域时，有两种情况：其一，由于人体接收的空气中的杂波讯号强于高频信号发生器电路产生的高频类方波信号，使得高频类方波信号被阻隔，而人体接收的空气中的杂波讯号的直流信号，被c4所阻隔，使得q6的基极为低电平，q6截止，从而输出高电平信号；其二高频信号发生器电路产生的高频类方波信号通过人体放电，从而使得后端电路无信号，使得q6的基极为低电平，q6截止，从而输出高电平信号。

本发明高频信号发生器电路工作方式如下：

接通电源，q4、q5的基极分别通过r6、r7与电源相连接，由于q4、q5参数不可能完全一致，假设q4的ic4大些，uc4减小，因c1两端电压不能突变，使ub5下降，ib5减小，ic5减小，uc5升高，uc5变化的电压通过c2耦合，又使得ib4增大，从而促使ic4进一步增大，形成强烈的正反馈，此过程一致循环，直至q4饱和，q5截止；

q4导通时，电源经r8、c2、q4的发射结使c2充电到q4的导通电压值，同时，c1通过q4的ce结、电源和r6进行放电；由于q4饱和时，其uce≈01.v，因而c1另一端（右端）的电位即q5的基极电位起始值是负值，当c1放电完成后，还将按放电方向充电，当q5的基极电位上升至0.5v时，q5开始导通，uc5开始下降，引发新一轮的正反馈过程，使得q4迅速截止，q5迅速饱和；

q5导通时，电源经r5、c1、q5的发射结使c1充电到q5的导通电压值，同时，c2通过q5的ce结、电源和r7进行放电；由于q5饱和时，其uce≈01.v，因而c2一端（左端）的电位即q4的基极电位起始值是负值，当c2放电完成后，还将按放电方向充电，当q4的基极电位上升至0.5v时，q4开始导通，uc4开始下降，引发新一轮的正反馈过程，使得q5迅速截止，q4迅速饱和；

而后进行新一轮的反复，通过q4、q5的交替导通、截止，使得q5的集电极输出高频类方波信号。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明电路工作电压范围宽，工作电流小，能够在超低工作电压下工作，且通过利用人体接收空气中的无线电波杂讯号实现当人体触摸或靠近无接触感应区域时实现感应，从而控制信号的输出；另外通过稳压电路的稳压作用，使得本发明可应用于低电压、电压波动较大的场合。

附图说明

图1为本发明电路原理框图。

图2是本发明电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提供了一种触摸或无接触感应电路，包括用于产生高频类方波信号的高频信号发生器电路、用于实现人体触摸或无接触感应且用于实现对高频信号发生器电路发出高频信号进行检波的人体感应及检波电路、用于实现控制信号输出的信号输出电路，正常工作状态下，高频信号发生器电路产生的高频类方波信号经由人体感应及检波电路检波输出给信号输出电路，使得信号输出电路输出低/高电平信号，当人体触摸或无接触感应区域时，通过人体感应及检波电路检测人体触摸或无接触感应信号，实现对高频类方波信号的阻隔作用，使得信号输出电路输出高/低电平信号。

本发明还提供了一种基于上述所述的一致触摸或无接触感应电路及其工作方法，实现如下：

在正常工作状态下即无人体触摸或无人体处于无接触感应区域时，高频信号发生器电路产生的高频类方波信号经人体感应及检波电路中d1、d2、c5组成的检波电路输出高电平信号给q6，使得q6导通，从而输出低电平信号；当人体触摸或人体处于无接触感应区域时，有两种情况：其一，由于人体接收的空气中的杂波讯号强于高频信号发生器电路产生的高频类方波信号，使得高频类方波信号被阻隔，而人体接收的空气中的杂波讯号的直流信号，被c4所阻隔，使得q6的基极为低电平，q6截止，从而输出高电平信号；其二高频信号发生器电路产生的高频类方波信号通过人体放电，从而使得后端电路无信号，使得q6的基极为低电平，q6截止，从而输出高电平信号。

本发明高频信号发生器电路工作方式如下：

接通电源，q4、q5的基极分别通过r6、r7与电源相连接，由于q4、q5参数不可能完全一致，假设q4的ic4大些，uc4减小，因c1两端电压不能突变，使ub5下降，ib5减小，ic5减小，uc5升高，uc5变化的电压通过c2耦合，又使得ib4增大，从而促使ic4进一步增大，形成强烈的正反馈，此过程一致循环，直至q4饱和，q5截止；

q4导通时，电源经r8、c2、q4的发射结使c2充电到q4的导通电压值，同时，c1通过q4的ce结、电源和r6进行放电；由于q4饱和时，其uce≈01.v，因而c1另一端（右端）的电位即q5的基极电位起始值是负值，当c1放电完成后，还将按放电方向充电，当q5的基极电位上升至0.5v时，q5开始导通，uc5开始下降，引发新一轮的正反馈过程，使得q4迅速截止，q5迅速饱和；

q5导通时，电源经r5、c1、q5的发射结使c1充电到q5的导通电压值，同时，c2通过q5的ce结、电源和r7进行放电；由于q5饱和时，其uce≈01.v，因而c2一端（左端）的电位即q4的基极电位起始值是负值，当c2放电完成后，还将按放电方向充电，当q4的基极电位上升至0.5v时，q4开始导通，uc4开始下降，引发新一轮的正反馈过程，使得q5迅速截止，q4迅速饱和；

而后进行新一轮的反复，通过q4、q5的交替导通、截止，使得q5的集电极输出高频类方波信号。

以下为本发明的具体实现过程。

具体地，如图1所示，本阀门一种触摸或无接触感应电路，包括高频信号发生器电路、人体感应及检波电路、信号输出电路、一级稳压电路、二级稳压电路。

以下通过图2对本发明各电路组成部分进行详细说明。

如图2所示，所述高频信号发生器电路包括电阻r5、r6、r7、r8，电容c1、c2、c9，三极管q4、q5，r5、r6、r7、r8的一端相连接至电源端，r5的另一端与c1的一端、q4的集电极连接，r6的另一端与c1的另一端、q5的基极连接，r7的另一端与c2的一端、q4的基极连接，r8的另一端与c2的另一端、q5的集电极连接，并作为所述高频信号发生器电路的输出端，q4的发射极与q5的发射极相连接至地端。

图2中电源端vdd=0.8v为经一级、二级稳压后的电压，在不要一级、二级稳压的情况下，高频信号发生器电路也能单独工作，只要工作电压稳定，且各元器件的耐压足够，0.8v（实际上q4、q5的导通电压即可）以上的任何电压均可。

高频信号发生器电路工作原理如下：

接通电源，q4、q5的基极分别通过r6、r7与电源相连接，由于q4、q5参数不可能完全一致，假设q4的ic4大些，uc4减小，因c1两端电压不能突变，使ub5下降，ib5减小，ic5减小，uc5升高，uc5变化的电压通过c2耦合，又使得ib4增大，从而促使ic4进一步增大，形成强烈的正反馈，此过程一致循环，直至q4饱和，q5截止；

q4导通时，电源经r8、c2、q4的发射结使c2充电到q4的导通电压值，同时，c1通过q4的ce结、电源和r6进行放电；由于q4饱和时，其uce≈01.v，因而c1另一端（右端）的电位即q5的基极电位起始值是负值，当c1放电完成后，还将按放电方向充电，当q5的基极电位上升至0.5v时，q5开始导通，uc5开始下降，引发新一轮的正反馈过程，使得q4迅速截止，q5迅速饱和；

q5导通时，电源经r5、c1、q5的发射结使c1充电到q5的导通电压值，同时，c2通过q5的ce结、电源和r7进行放电；由于q5饱和时，其uce≈01.v，因而c2一端（左端）的电位即q4的基极电位起始值是负值，当c2放电完成后，还将按放电方向充电，当q4的基极电位上升至0.5v时，q4开始导通，uc4开始下降，引发新一轮的正反馈过程，使得q5迅速截止，q4迅速饱和；

而后进行新一轮的反复，通过q4、q5的交替导通、截止，使得q5的集电极输出高频类方波信号。

如图2所示，所述人体感应及检波电路包括二极管d1、d2、d3，电阻r9、r10、r15，电容c3、c4、c5，三极管q6，感应触点cm1、cm2，d1的阴极与d2的阳极、cm2、c4的一端连接，d1的阳极与r15的一端、c5的一端、q6的发射极相连接至地端，d2阴极与c5的另一端、r9的一端连接，r9的另一端与q6的基极连接，q6的集电极经r10连接至电源端，q6的集电极与信号输出电路连接，d3的阴极连接至第一电源端，d3的阳极与c4的另一端、r15的另一端、cm1、c3的一端连接，c3的另一端与所述高频信号发生器电路连接。

其工作原理为：在正常工作状态下（即无人体触摸或无人体处于无接触感应区域时），高频信号发生器电路产生的高频类方波信号经人体感应及检波电路中d1、d2、c5组成的检波电路输出高电平信号给q6，使得q6导通，从而输出低电平信号；当人体触摸或人体处于无接触感应区域时，有两种情况：其一，由于人体接收的空气中的杂波讯号强于高频信号发生器电路产生的高频类方波信号，使得高频类方波信号被阻隔，而人体接收的空气中的杂波讯号又偏直流，被c4所阻隔，使得q6的基极为低电平，q6截止，从而输出高电平信号；其二高频信号发生器电路产生的高频类方波信号通过人体放电，从而使得后端电路无信号，使得q6的基极为低电平，q6截止，从而输出高电平信号；

如图2所示，所述信号输出电路包括三极管q7、q8，电阻r11、r12、r14，q7的基极作为信号输出电路的输入端，q7的发射极连接至地端，q7的集电极经r12与r11的一端、q8的基极连接，q8的发射极与r11的另一端相连接至电源端，q8的集电极经r14连接至地端，q8的集电极作为信号输出电路的输出端。

正常工作状态下，人体感应及检波电路输出低电平，q7基极为低电平，q7不导通，q8基极为高电平，q8导通，信号输出电路输出高电平信号；当人体触摸或人体处于无接触感应区域时，人体感应及检波电路输出高电平，q7导通，q8基极为低电平，q8截止，信号输出电路输出低电平信号。

如图2所示，二级稳压电路，包括三极管q1、q2、q3，电阻r1、r2、r3、r4，q1的集电极、r3的一端相连接作为电源端，q1的发射极与r1的一端相连接至第一电源端，q1的基极经r2与q2的集电极连接，q2的基极与q3的集电极、r1的另一端连接，q2的发射极与q3的发射极、r4的一端相连接至地端，q3的基极与r4的另一端、r3的另一端相连接。q1的集电极与地端可串接一电容。

如图2所示，一级稳压电路，包括三极管q9、q10、q11，电阻r15、r16、r17、r18，q9的集电极、r17的一端相连接作为第一电源端，q9的发射极与r15的一端相连接至第二电源端，q9的基极经r16与q10的集电极连接，q10的基极与q11的集电极、r15的另一端连接，q10的发射极与q11的发射极、r18的一端相连接至地端，q11的基极与r18的另一端、r17的另一端相连接。q9的集电极与地端可串接一电容。

一级稳压电路、二级稳压电路均具有电源防反接功能。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。