专利名称：含有瞬态控制电路的占据检测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及含有瞬态控制电路的占据检测器，且更具体地说，是涉及可检测由于瞬态信号引起的假触发的占据检测器。
占据检测器是用在自动光开关和安全系统中的装置，用于当有人或车辆进入监测区域时点亮灯或激活其他形式的警报显示器。这种装置被用室外照明灯一起使用，例如，当人走到前门时点亮过道，或当汽车开近时照亮汽车道。它们也被称为闯入检测器，特别是在保安应用中。
一种常见形式的占据检测器，是被动红外(PIR)运动检测器。该PIR运动检测器，用来在人或其他的热物体进入或接近检测器的视场时，检测从人或物体散发的红外辐射形式的热量。当该运动检测器检测到运动热源的适当的热脉冲特性时，它提供一个电信号以激活光或其他警报器。对于电发光，运动检测器通常在检测到运动之后使发光保持预定的持续时间。因此，例如当一个人进入运动检测器的视场时，一个灯被点亮，并根据用户选择而在通常为5、10或15分钟的时间保持发光。随后，在预定的时间结束时，光自动熄灭，除非检测到了进一步的运动。
然而，当光熄灭时，产生了一个问题。当灯熄灭时，通过灯的电流的突然下降，会在运动检测器电路的其他部分中，产生额外的瞬态电噪声信号。这些瞬态噪声信号有时会触发运动检测器，从而重新使灯发光。当灯熄灭时产生的红外辐射，也会使红外辐射受到重新触发。通常，灯在熄灭之后需要一点时间来冷却。当灯在一定的温度范围内冷却时，它们散发的红外辐射的比例增大，而这种红外辐射，根据其周围的环境，可能被运动检测器直接或通过反射而检测到。而运动检测器此时会将这种瞬态红外信号理解为占据事件，从而对灯进行重新触发。
为了解决这些问题，过去的运动检测器包含了时序电路，以使运动检测器在灯熄灭之后被禁止几秒的时间。在这几秒的时间里，灯完全熄灭和冷却，且额外的噪声信号消失。随后运动检测器恢复扫描，以进行检测进一步的运动。
过去，运动检测器包括了专用的集成电路时序芯片或其他复杂的电路，以在灯熄灭时暂时禁止运动检测器或以其他方式克服假触发问题。对于低成本的PIR运动检测器，时序和禁止电路的额外成本是显著的，并增大了提供给用户的运动检测器的价格。
本实用新型提供包括一种控制电路的占据检测器，该占据检测器可防止当灯熄灭时(或者当某些其他的负载被去激励时)的假触发，它采用了较少的低成本电路元件，并避免了对专用时序芯片或其他更为复杂的电路的需要。
本发明所述占据检测器包括用于检测装置的视场中的目标物的占据检测器电路。该占据检测器电路提供了表示物体的检测的中间信号。一个输出级接收该中间信号，并响应其而提供一个用于激励灯或其他负载的触发信号。一个具有特征充电衰减时间的RC网络，与该输出级相耦合，从而使该特征充电衰减时间能够控制输出级确认触发信号的持续时间。即，该特征充电衰减时间控制了灯或其他负载受到激励的持续时间。简要地说，本实用新型采用了以下的方法来防止灯熄灭时占据检测器的假触发。来自占据检测器电路的输出信号，即中间信号和任何可能出现的触发信号，通过一个第一晶体管开关，而被加到上述RC网络上。设置了一个具有其自己的特征充电衰减时间的第二RC网络，且该触发信号被加到该第二RC网络上。当输出级解除对触发信号的确认(从而解除对灯或其他负载的激励)时，第二RC网络通过一个第二晶体管开关而放电，以将第二晶体管开关置于其导通状态。该第二晶体管开关随后被用于在第二RC网络的特征充电衰减时间里切断第一晶体管开关。在这段时间里，第一RC网络受到阻塞，从而不能接收占据检测器电路的输出，而该输出则被通过第二晶体管开关而在一个返回通路上通过。
本实用新型的一种占据检测器包括具有一个第一特征充电衰减时间的第一RC网络，所述第一RC网络与所述输出级耦合，从而使所述第一特征充电衰减时间能够控制所述输出级确认所述触发信号的持续时间，并从而控制所述负载受到激励的持续时间；具有第二特征充电衰减时间的第二RC网络，所述第二RC网络与所述输出级相耦合，以当所述输出级确认所述触发信号时进行充电，并当所述输出级解除对所述触发信号的确认时进行放电；第一晶体管开关，用于施加所述中间信号以对所述第一RC网络进行充电；限定所述中间信号的返回通路以对所述输出级进行旁路的电路装置；第二晶体管开关，它在所述触发信号被解除确认时运行由所述第二特征充电衰减时间确定的持续时间，用于关断所述第一晶体管开关并切入所述返回通路；因而当所述第二晶体管开关运行时在所述触发信号被解除确认时所接收到的所有瞬态和其他信号，都被分流到所述返回通路。
本实用新型的另一种占据检测器包括具有一个第一特征充电衰减时间的第一RC网络，所述第一RC网络与所述输出级耦合，从而使所述第一特征充电衰减时间能够控制所述输出级确认所述触发信号的持续时间，并从而控制所述负载受到激励的持续时间；第一晶体管，它具有第一发射极、第一集电极和第一基极，并得到适当的连接以在所述第一集电极和所述第一基极接收所述中间信号，并在所述第一发射极被连接到所述第一RC网络；与所述第一基极相连的第一电阻网络，从而使所述第一基极接收低于所述第一集电极的电位的所述中间信号；第二晶体管，它具有第二发射极、第二集电极和第二基极，所述第二集电极得到适当的连接以对所述第一基极进行偏置，并进一步与所述第一电阻网络相串联，所述第二发射极被连接到所述输出级的输出端；具有第二特征充电衰减时间的第二RC网络，所述第二RC网络包括一个电容器并得到适当的连接以通过所述第二基极进行放电，所述电容器得到适当的连接以在所述触发信号受到确认时得到充电；以及一个二极管，它被连接在所述第二RC网络与所述输出级和所述第二发射极的公共输出端之间，该二极管在所述第二RC网络放电时受到反向偏置；因而所述第二RC网络在所述触发信号受到确认时充电并在所述触发信号被解除确认时放电，所述放电的第二RC网络对所述第二晶体管进行偏置以在所述第二特征充电衰减时间的持续时间里切断所述第一晶体管，且在这段时间里来自所述占据检测器电路的所有信号都通过所述第一电阻网络而得到分流。
下面描述实施上述构思的一个具体实施例。根据该实施例，可以利用用于这两个晶体管开关的两个晶体管、用于这两个RC网络的两个电容器、至少一个二极管、以及几个电阻来实施，这比用于提供防止假触发的现有技术中采用的部件的数目和复杂程度，都减小了许多。
通过以下对所示实施例的描述和附图，本领域的技术人员将对本实用新型的其他方面、优点和新颖特征有充分的理解。
图1是示意图，显示了根据本实用新型的控制电路。
图1以框图和示意电路的形式，显示了一个占据检测器电路。用块10整体表示的占据检测器电路，对装置的视场中的目标物体的出现进行检测，并在输出线11上提供表示已经检测到一个占据事件的中间信号。一个占据检测器通常包括一个输出级，该输出级接收该中间信号并响应其而提供一个触发信号，以触发灯或其他负载。在图1中，输出级是由放大器12提供的；而放大器12，响应于线11上的中间信号，在其输出端提供了一个高信号。在放大器12的输出端的触发信号，被加到切换电路13，而后者又把线路电压加到灯14上，以激励灯。
在此，将更详细地考虑本实用新型所要解决的问题的性质。占据检测器电路10通常包括一或多个检测器，这些检测器检测目标物体的存在。例如，这些检测器可以检测从目标发射出的红外辐射(例如在PIR运动检测器中)，或者检测声音电平或其他表示对占据检测器监测的区域的侵入的量。该占据检测器电路甚至可以包括若干不同的检测器，以独立地检验已经发生了占据事件。块10还通常包括用于处理来自检测器的原始信号的信号处理电路。该信号处理电路区分或鉴别预期从所监测区域中所希望的目标获得信号的特性。例如，一个通常的PIR运动检测电路采用了阈值来鉴别占据事件。该电路，当来自目标物体的热量照射到PIR检测器上时，寻找所产生的单个脉冲，并随后通过只对具有最小阈值大小的脉冲进行响应，来寻求鉴别不需要的信号。以此方式，该电路区分出弱的入射红外辐射产生的脉冲，而这种红外辐射不大可能是来自人类或车辆。总之，当占据检测器电路判定已经接收到适当的信号时，它在线11上提供一个输出信号，表示已经发生了占据事件。采用这种阈值鉴别技术的占据检测器电路，一般更容易受到本实用新型所要解决的假触发噪声问题的影响，因为当灯熄灭时线路电流的突然下降，会在阈值电路中产生超过阈值电平的噪声尖峰。
在图1中，用于克服这种假触发问题的电路，被设置在占据检测器电路10和切换电路13之间。一个第一电容16与放大器12的+输入端17相连；一个基准电压被加到—输入端18上。电容16带有通过电阻网络19的放电通路，而电阻网络19在图1的实施例中包括与可变电阻22串联的固定电阻21。电容16和电阻网络19形成了第一RC网络，它具有受到该RC网络的时间常数控制的、其自己的特征充电衰减时间。完全充电的电容16，将+输入端17保持在大于—输入端18上的基准电位的电位，且放大器12提供高输出信号。只要电容16上的电荷使输入端17高于输入端18，放大器12就继续提供高输出信号。电容16的放电速率，决定着放大器12提供高输出的持续时间。电阻网络16和19的特征充电衰减时间，可以通过调节可变电阻22而得到调节。
一个第一开关晶体管23，被设置在电容16与输出线11之间。晶体管23与输出线11在在两条通路26和27上相连。路径26将输出线11连接到晶体管23的导通侧，即连接到图1所示的npn晶体管23的集电极，且路径27将适当的电位通过电阻28加到晶体管23的基极。一个第二电容器31，通过二极管32，而被连接在放大器12的输出端与地之间，从而使来自放大器12的输出信号被加到切换电路13和电容器31上。一个第二开关晶体管33将电容器31耦合到来自输出线11的第二路径27。
在操作中，当在线11上出现了表示占据事件的脉冲时，该脉冲被加到路径26和27上。在路径27上的脉冲使晶体管23导通，且在路径26上的脉冲通过晶体管23而对电容16进行充电。这将放大器12的+输入端17处的电压，提高到高于—输入端18处的基准电压的电平。放大器12随后提供了一个高输出，后者使切换电路13对灯14进行激励。来自放大器12的高输出，还使电容器31通过二极管32进行充电。同时，电容16通过电阻网络19进行放电。
当灯14被熄灭(一般是在检测到最后的占据事件之后一定的间隔，该间隔由电阻网络16、19的特征充电衰减时间确定)，放大器12的输出下降，这使得切换电路13对灯14进行禁止。电容器31通过放大器12的放电，受到二极管32的阻止，因而通过晶体管33的基极进行放电。在此阶段，晶体管33导通。当灯14熄灭时在占据检测器电路中产生的、在线11上的一个假输出，将沿着返回路径27和27’通过晶体管33而被分流，而不是通过晶体管23对电容16进行充电。因此，假触发脉冲将不会在放大器12的输出端产生高脉冲。引入了二极管34，以防止来自晶体管33的基极电流泄漏并对电容16进行充电。二极管35在路径26上加上一个电压降，以平衡二极管34加在路径27、27’上的电压降。电容器31和电阻36，形成了一个第二RC网络，它具有自己的特征充电衰减时间，该特征充电衰减时间控制了晶体管33导通的持续时间，因而控制了防止电容16受到充电的持续时间。当电容器31放电到预定的电平以下时，晶体管33关断且从输出线11的返回通路被阻塞。此时来自熄灭的灯14的所有瞬态过程都已经过去，且将允许输出线11上新的中间信号导通晶体管23并在放大器12的输出端上产生如上所述的高信号。
本实用新型与现有技术相比的的一个显著优点，是成本的大幅度降低，这是由于采用了如图1的实施例中的电路而实现的，该电路只有两个晶体管23和33、两个电容16和31、电阻21、22、28、和36，以及至少一个二极管32-虽然二极管34和35是进行更稳定的运行所所希望的。这避免了对成本较高的集成电路芯片和有关的、通常是进行适当偏置所需的单独电路部件的需要。图1所示的各种电阻、电容、晶体管和其他部件的具体元件值，取决于具体的应用和操作环境。在给定了上述电路方案和描述的情况下，适当的元件值的确定，是本领域的技术人员所能够进行的，因而不再这里进行描述。
以上的描述和附图，公布了本实用新型的实施例。借助于本公开，本领域的技术人员将能够理解的是，可以采用各种修正、替换结构和等价物来实现本实用新型的优点。例如，本领域的技术人员将识别到，可以采用提供等价的开关功能的其他晶体管结构。另外，虽然这里所示的是npn晶体管且在本说明书中采用了适合于npn晶体管的术语，但该电路同样也可以采用pnp晶体管和场效应晶体管来实施，就象本领域的技术人员所容易理解的那样。因此，本实用新型不仅限于上述描述和说明，而是由所附的权利要求书来限定。
权利要求1.一种含有控制电路并用于防止假触发的占据检测器，它提供了表明对目标物体的检测的中间信号并包括一个接收所述中间信号并响应其而提供一个触发信号输出级，用于响应于对所述目标物体的检测而对一个负载进行激励，其特征在于所述占据检测器包括具有一个第一特征充电衰减时间的第一RC网络，所述第一RC网络与所述输出级耦合，从而使所述第一特征充电衰减时间能够控制所述输出级确认所述触发信号的持续时间，并从而控制所述负载受到激励的持续时间；具有第二特征充电衰减时间的第二RC网络，所述第二RC网络与所述输出级相耦合，以当所述输出级确认所述触发信号时进行充电，并当所述输出级解除对所述触发信号的确认时进行放电；第一晶体管开关，用于施加所述中间信号以对所述第一RC网络进行充电；限定所述中间信号的返回通路以对所述输出级进行旁路的电路装置；第二晶体管开关，它在所述触发信号被解除确认时运行由所述第二特征充电衰减时间确定的持续时间，用于关断所述第一晶体管开关并切入所述返回通路；因而当所述第二晶体管开关运行时在所述触发信号被解除确认时所接收到的所有瞬态和其他信号，都被分流到所述返回通路。
2.根据权利要求1的占据检测器，其特征在于所述第一和第二晶体管开关分别包括第一和第二晶体管，所述第二晶体管得到适当连接，以在所述触发信号被解除确认时将所述第一晶体管切断由所述第二特征充电衰减时间所确定的持续时间，且所述第一晶体管得到适当的连接，以当其没有被所述第二晶体管切断时将所述中间信号加到所述第一RC网络。
3.根据权利要求2的占据检测器，其特征在于所述第一晶体管具有一个第一发射极、一个第一集电极和一个第一基极，所述第一晶体管得到适当的连接，以在所述第一集电极并在所述第一基极接收所述中间信号，并在所述第一发射极与所述第一RC网络相连，并受到适当的偏置以当所述第二晶体管开关不工作时使所述中间信号通过所述第一RC网络；且所述第二晶体管具有第二发射极、第二集电极和第二基极，所述第二晶体管得到适当的连接以在所述第二集电极接收所述中间信号，并在所述第二集电极连接到所述第一晶体管的所述第一基极，并在所述第二基极受到所述第二RC网络的适当偏置而在所述第二特征充电衰减时间确定的持续时间里将所述中间信号连接到地。
4.根据权利要求1的占据检测器，其特征在于所述第二RC网络包括一个电容器和一个二极管，所述电容器通过所述二极管而连接到所述输出级，以在所述触发信号被确认时进行充电，所述电容器进一步得到适当的连接，以当所述触发信号被解除确认时通过所述第二晶体管开关进行放电以对所述第二晶体管开关进行正向偏置。
5.一种包含防止假触发的电路的占据检测器，提供了表明对目标物体的检测的中间信号并包括一个输出级—该输出级接收所述中间信号并响应其而提供一个触发信号以响应于对所述目标物体的检测而对一个负载进行激励，其特征在于所述占据检测器包括具有一个第一特征充电衰减时间的第一RC网络，所述第一RC网络与所述输出级耦合，从而使所述第一特征充电衰减时间能够控制所述输出级确认所述触发信号的持续时间，并从而控制所述负载受到激励的持续时间；第一晶体管，它具有第一发射极、第一集电极和第一基极，并得到适当的连接以在所述第一集电极和所述第一基极接收所述中间信号，并在所述第一发射极被连接到所述第一RC网络；与所述第一基极相连的第一电阻网络，从而使所述第一基极接收低于所述第一集电极的电位的所述中间信号；第二晶体管，它具有第二发射极、第二集电极和第二基极，所述第二集电极得到适当的连接以对所述第一基极进行偏置，并进一步与所述第一电阻网络相串联，所述第二发射极被连接到所述输出级的输出端；具有第二特征充电衰减时间的第二RC网络，所述第二RC网络包括一个电容器并得到适当的连接以通过所述第二基极进行放电，所述电容器得到适当的连接以在所述触发信号受到确认时得到充电；以及一个二极管，它被连接在所述第二RC网络与所述输出级和所述第二发射极的公共输出端之间，该二极管在所述第二RC网络放电时受到反向偏置；因而所述第二RC网络在所述触发信号受到确认时充电并在所述触发信号被解除确认时放电，所述放电的第二RC网络对所述第二晶体管进行偏置以在所述第二特征充电衰减时间的持续时间里切断所述第一晶体管，且在这段时间里来自所述占据检测器电路的所有信号都通过所述第一电阻网络而得到分流。
专利摘要本实用新型提供了含有瞬态控制电路的占据检测器，它包括第一RC网络、第二RC网络、第一晶体管开关、第二晶体管开关和限定电路。用于防止占据检测器，当灯熄灭时(或者当某些其他的负载被去激励时)的假触发，它采用了较少的低成本电路元件，并避免了对专用时序芯片或其他更为复杂的电路的需要。
文档编号H03K17/16GK2253890SQ9521784
公开日1997年5月7日 申请日期1995年7月26日 优先权日1995年7月26日
发明者沃德·李 申请人:拉里·C·Y·李