红外光幕靶信号采集与调理电路设计
红外避障电路和心得
红外避障电路
D1发射红外线,D2接收红外信号。
LM567第⑤、⑥脚为译码中心频率设定端,一般通过调整其外接可变电阻W改变捕捉的中心频率。
图中红外载波信号来自LM567的第5角,也即载波信号与捕捉中心频率一致,能够极大的提高抗干扰特性。
当接收到的红外载波信号和捕捉中心频率一致时,说明不是干扰,LM567的第8角输出低电平。
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音频译码器LM567作用器要领
1、LM567输出部分与普通数字IC等有所不同,其内部是一个集电极开路的NPN型三极管,使用时,⑧脚与正电源间必须接一电阻或者其它负载,才能保证IC译码后输出低电平。
2、实验表明:LM567接通电源瞬间,⑧脚会输出一低电平脉冲。
因此,用于作遥控器译码控制时,应在输出端后加装RC积分延时电路,以免每次断电后,重新复电时产生误动作。
3、LM567第⑤、⑥脚为译码中心频率设定端,一般通过调整其外接可变电阻W改变频率,经笔者实验发现,当W阻值变为0Ω或无限大时,⑧脚电平状态即使无信号输入时也会变为低电平,因此,在调整W时,不能使其短路或开路。
4、LM567的工作电压对译码器的中心频率有所影响,故最好采用稳压供电。
5、LM567②脚外接电容决定着锁相环捕捉带宽,容量越小,捕捉带宽越宽,但使用时,不可为增大捕捉带宽而一味减小电容容量,否则,不但会降低抗干扰能力,严重时还会出现误触发现象,降低整机的可靠性。
红外线光控开关电路图及工作原理
红外线光控开关电路图及工作原理一、特点该装置采用锁相环单音检测电路LM567构成自发射自接收的闭环控制形式。
就是说,把LM567产生的方波电信号调制在红外线光信号上并发射出去,红外线光敏二极管接收该信号,并把其变为电信号,经放大,又被该LM567自身检测。
这样,LM567自身的振荡频率与要接收的信号频率永远相同,即使由于某种原因使LM567的振荡频率发生了变化。
在一定的频带宽度内,由于LM567只对与自身振荡频率非常接近的信号产生响应,而对其他频率的干扰信号不响应,所以,该装置具有可靠性高、抗干扰性强、安装调试简单的特点。
该装置可应用于自动门、自动水龙头、防盗报警、危险区域误入报警、警戒区域侵入报警等控制。
二、工作原理电路原理图见图1。
红外线光敏二极管PH检测到由红外线发射二极管LE发出的红外线光信号,并将其转换成电信号。
该信号经由IC1A构成有源高通滤波器,滤除外界低频干扰信号;再经IC1B、IC1C两级固定增益放大器的放大、以及IC1D可调增益限幅放大器的放大,进入锁相环单音检测电路IC2的第③脚。
IC2检测到与自身振荡频率相同的信号后,其第⑧脚输出低电平,使继电器DL吸合,触点S1、S2接通,控制其他设备。
IC2第⑧脚的最大吸入电流为100mA。
IC2第⑤脚输出的方波信号,经C8、R16组成的微分电路和N1、N2驱动电路,使红外线发射二极管发出该频率调制的红外线光信号。
微分电路使正方波信号变为低占空比的方波信号。
用低占空比方波调制红外线发射管,可提高红外线发射管的工作效率,即其峰值电流很大,而平均工作电流却很小。
这样,有利于红外线光敏二极管的接收。
电阻R12、R13和电解电容E3是集成电路IC1的中点电位偏置电路,使IC1工作于单电源方式。
该装置有两种工作方式。
一种是:红外线发射二极管和红外线光敏二极管都在同一侧,构成反射检测方式,见图2。
另一种是:红外线发射二极管在一侧,而红外线光敏二极管在另一侧,构成对射式检测方式,见图3。
红外光幕靶信号采集与调理电路设计
红外光幕靶信号采集与调理电路设计
在兵器研制、生产以及射表编制中,需要经常测试弹丸的速度,传统方法主要有区截装置和多普勒雷达2 种,区截测速法由于安装简便、仪器设备成本低等优点,已得到普遍应用。
光幕靶是一种以光电转换技术为基础的弹丸速度测量区截装置,采用人工光源,因此操作简便稳定性好,灵敏度和测试精度较高。
这里提出一种新型红外光幕靶光电探测系统与信号调理电路设计,采用红外发光二极管作为发光光源,通过光电二极管阵列进行接收信号,将该信号处理后再接到测试仪器上,从而得到弹丸过靶速度。
1 发光系统设计中采用红外发光二极管阵列发射红外光,形成光幕,相邻的发光二极管的直径为5 mm,则紧密排列后其中心间距为5 mm。
根据红外发光二极管的压降,工作电流,额定电压等,设计出能使发光管发光强度满足要求,并能稳定工作的电路。
以往的光幕靶大多采用恒压源的设计方法,但是由于影响红外发光二极管
发光亮度与稳定性的主要因素是为流经其电流大小,因而采用LM317 设计恒
流源电路,具体电路图如图1 所示。
该电路设计采用LM317 的标准恒流源电
路接法,其输出电流Iout 为:
2 光电转换电路利用红外光敏二极管作为光电转换器件完成光信号到电信号转换。
这种器件具有响应速度快、体积小等优点,广泛应用于光电检测。
该电路设计采用由50 只光敏二极管连接起来组成阵列,如图2 所示,图2 只给
出其中2 路,其余各路连接方法相同。
其中,电阻R1、R2 为取样电阻,阻值可稍大一些,有利于增加电路灵敏度以提高整个测试系统的灵敏度;电容
C5、C6 主要用于交流耦合。
3 放大电路在测试系统中,当弹丸穿过靶面时,由由光敏二极管输出的电。
红外测障电路
红外测障电路大家看看有什么建议和补充。
1、38K调制和发射电路。
使用一个定时器的快速PWM模式产生38K调制信号,通过剩余的四个施密特触发器(有2个已经用在光电编码部分)缓冲,推动8050三极管和红外发光管来发射已经调制的红外线。
其中2个1N4148接单片机IO脚,控制左右红外发光管轮流发射。
后面串接的可见光LED是为了方便用户调试而设置的,让用户知道当前是否在发射红外线。
通过调节PWM的占空比,调节红外发光管的亮度,从而实现调节感知障碍物距离的功能。
2、一体化接收部分。
这部分很简单,平时接受头输出高电平,检测到反射回来的红外线后输出低电平。
3、发现障碍物指示部分。
通过单片机接受到一体化接受头的信号,判断障碍物在哪边,然后点亮2个LED,方便调试,这2个LED和发射部分的指示LED可以使用贴片LED做在主板上即可。
楼主,通过四个施密特触发器缓冲有什么用啊?还有8050,A VR的IO口不是可以输出40ma电流吗?20ma 应该很够了吧?我以为38KPWM(IO口)-100欧电阻-变阻器-红外发射管这样就可以了请指教1、据我所知,A VR的IO口输出能力比输入要弱些,如果要做远距离测障,20mA是远远不够的,为了安全和长期稳定工作,还是添加8050驱动红外管为好;2、施密特触发器做缓冲隔离是为了38K信号整型,同时方便控制左右发射管分别工作,区分左右障碍物,所以要控制同一时间只有一个发射管发射红外线。
3、调节红外发射管功率,不使用外置的可调电阻,直接使用PWM的占空比调节,可以减少可变电阻接触不良带来的故障,增加可靠性,毕竟红外线是肉眼看不见的,这点对于初学者和学生应尤为关注。
另外,不给用户手动调节的元器件而用软件调节,还可以保证左右的红外发射功率基本一致,减少人为误差。
建议不要使用MCU上的TIMER,毕竟在1M主频下38K要占掉不少周期可以直接用74HC14做一个电容充放定时电路,简单而且可靠。
光幕红外对管程序设计
光幕红外对管程序设计光幕红外对管是一种常用的感应器件,广泛应用于安防领域。
本文将介绍光幕红外对管的原理和程序设计方法。
一、光幕红外对管原理光幕红外对管由发射管和接收管组成。
发射管发射红外光束,接收管接收光束。
当有物体遮挡光束时,接收管无法接收到红外光,从而触发感应信号。
二、光幕红外对管程序设计1. 硬件连接将发射管连接到控制器的输出引脚,接收管连接到控制器的输入引脚。
确保连接正确无误。
2. 程序框架在程序设计时,可以采用中断的方式进行光幕红外对管的感应。
首先,需要配置控制器的输入输出引脚,并使能中断功能。
然后,在中断服务函数中编写对光幕红外对管感应的处理代码。
3. 中断设置在控制器的中断设置中,可以选择边沿触发或电平触发。
根据实际情况选择合适的触发方式。
4. 光幕红外对管感应处理在中断服务函数中,可以编写代码来处理光幕红外对管的感应。
例如,当接收管接收到红外光时,可以触发某个事件或执行相应的操作。
5. 程序优化为了提高程序的响应速度和稳定性,可以进行一些优化措施。
例如,可以设置合适的中断优先级,避免中断嵌套。
另外,可以使用状态机等方法来简化程序的逻辑。
三、实例应用下面以一个实例来说明光幕红外对管程序设计的应用。
假设我们需要设计一个防盗系统,当有人进入房间时,触发警报器响起。
我们可以使用光幕红外对管来感应房间的入侵。
将发射管和接收管分别放置在房间的两侧,形成一个光幕。
然后,在程序中设置中断服务函数,在接收管接收到红外光时触发警报器响起。
在中断服务函数中,可以编写代码来控制警报器的开关。
当接收管接收到红外光时,将输出引脚设置为高电平,触发警报器响起;当接收管未接收到红外光时,将输出引脚设置为低电平,使警报器停止响起。
通过这样的设计,当有人进入房间遮挡光幕时,接收管无法接收到红外光,从而触发警报器响起,起到防盗的作用。
四、总结光幕红外对管程序设计是一种常用的安防系统设计方法。
通过合理的硬件连接和程序设计,可以实现对光幕红外对管的感应和处理。
一种红外光幕自动报靶数据采集板的研究与实现
WANG Ch o h n a - o g ,QI Qi gl n N n -i g ,ZHANG a a Din
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第3卷 第 6 1 斯
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青 岛 科 技 大 学 学 报( 自然科 学 版 )
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毕业设计范例二红外线光电开关电路的设计与制作
江门市新会技工学校技能课教案编号:QD-19-06 流水号:5 电气自动化专业10G3 班共10 页课题名称总课题:毕业设计授课主题内容红外线光电开关电路的设计与制作授课课时2需用课时2 分课题:毕业设计范例二起止日期课题要求技术理论知识实际技术操作设备、工、刃量具标准材料准备示范操作准备产品名称是否生产产品图号件数额定工时工时余(缺)安排备注工人学生合计课题实习结束小结授课老师:肖正光审阅签名:新会高级技工学校毕业设计论文课题:红外线光电开关电路的设计与制作系部:电子信息系专业、班级:电气自动化设备安装与维修姓名: XXX指导教师:完成时间: 2012.6.16毕业设计论文任务书1、题目红外线光电开关电路的设计与制作2、内容要求:(1)、设计并制作一红外线光电开关电路,当光电管接收到红外发射光时,继电器控制所需驱动的电器设备工作。
(2)、用Protel 99 SE完成电路原理图的绘制,并提出元件清单,购买关键元器件。
(3)、完成线路板的设计。
(4)、样机装配与调试。
(5)、完成毕业大作业(综合实训)正文。
3、实施步骤:1、查阅资料,拟定总体设计方案,IC规格书查询,芯片选型。
约3天时间。
2、原理图的设计:①完成红外线光电开关电路的原理图的设计;②提交元件清单;完成关键元器件的选购,约4天时间。
3、线路板的设计、制作与装配:①用Protel 99 SE完成线路板的设计,利用热转印方法制作线路板;约一周时间。
4、完成样机的装配与调试,约2周时间。
5、完成毕业大作业(综合实训)正文。
应包括如下内容:(1) 总体方案设计(2)各功能电路的描述、电路图; (3)元件清单;(4)线路板的PCB图;(5) 利用热转印方法制作线路板的过程;(6)红外线光电开关的装配与调试;(7) 红外线光电开关实物照片;(8) 毕业大作业总结。
约为3天的时间。
4、本毕业设计任务书于2012年 5月28日发出,应于2012 年6月16日完成,然后进行成绩评定。
红外热成像系统的采集与驱动电路设计
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红 外 热 成 像 系 统 的 采 集 与 驱 动 电 路 设 计
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红外控制灯的电路设计精选全文
可编辑修改精选全文完整版红外控制灯的电路设计本文介绍了一种人体红外控制LED灯的电路设计,整个系统利用红外线热释电效应,将人体移动所发出的极微量红外线转换成相应的电信号,对LED楼道灯进行自动开关控制。
1、原理介绍图①整个电路如图1所示。
该电路选用的是功耗极低的BISS0001专用集成电路,这是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路,它配以热释电红外传感器和少量外接元器件,构成被动式的热释电红外开关。
它能自动快速开启各类控制装置,用于安全区域的自动灯光照明和报警系统。
BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。
红外“热释头”(即传感器)顶部有一块方形的的干涉滤光片,用以滤除包括太阳光、电灯等其他热源的近红外线辐射光(即波长小于7.5μm和大于145μm的红外杂光),只让人体所特有的7~14μm波长的红外光谱透过方形滤光片顺利进入红外线热释电传感器。
而且在传感器的前端还配有一个半球形的菲涅尔透镜,将收集到的红外线最大限度地聚焦于管子顶部的方形滤光片上,使接受距离大幅度提高。
由于光控作用,白天光敏电阻RM受环境自然光线照射,电阻较小,它与R3、RP1所构成的分压电路在IC1的第9脚只分得很小的电压,即9脚电位比较低。
当9脚电位低于1/5VDD(即小于1 V)时,IC1内部的控制电路被封锁(9脚电位可通过RP1来设定)。
此时,即使在红外探头PIR作用距离内有人体移动,红外信号也无效,即由PIR的S端输出加到IC1第14脚的人体红外光电信号被拒绝接受,于是IC1的输出端2脚便无控制信号输出(呈低电平“0”状态),三极管9013截止,此时SSR 的输入端2、3脚因无工作电流,其输出端6、8脚也截止,电源EC2因无交流220V 输入,故输出为0,LED灯不亮,这就是“封锁”阶段。
晚上,环境光线很暗,光敏电阻RM因失去光照,阻值变得很大(在1~2ΜΩ之间),它与R3、RP1所组成的新的分压关系使IC1第0脚获得较高电位(大于1/5 VDD,即大于1 V)时,封锁状态即转变为允许触发状态。
红外光电传感器采集电路设计
红外光电传感器采集电路设计近年来,随着科学技术的迅猛发展,特别是红外探测器技术及加工工艺的日益完善,红外辐射探测系统的应用越来越广泛,有着不可替代的作用。
同时,随着使用环境越来越复杂,对红外系统性能的要求也越来越高。
调研发现,在红外辐射系统设计中经常遇到系统的体积、重量、所选材料、使用温度范围等同成象质量及其它技术要求的矛盾,如不很好解决,则难以适应现代红外探测和多波段光谱探测的需要。
在这样的背景下,本课题针对红外预警探测系统的发展,并以其为应用对象,开展红外光学系统设计研究,其研究目的是为先进红外光学系统的设计提供理论基础、设计方法和手段。
整个系统包括硬件设计及软件设计两大部分,其中硬件由红外光发射电路、红外光检测电路、单片机控制电路、报警电路等组成;软件设计主要负责红外光微波信号的产生、红外光接收中断信号的处理、报警信号的传输等。
硬件设计红外采集系统整体设计红外光电传感器采集电路的硬件设计如下图所示,红外光发射电路主要实现红外光的产生和发射,发出的红外光经红外光接收电路负责将接受到的光信号转变成电信号以后送入信号放大及调制电路,信号放大及调制电路将电信号进行放大并进行调制,然后送入到单片机中,单片机进行处理以后发出报警信号,实现报警功能。
红外光发射电路红外光通讯以红外光作为通讯载体,通过红外光在空中的传播来传输数据,从而实现无线传输,硬件部分主要由红外光发射器和红外光接收器来完成。
在红外光发射器电路中,通过单片机软件编程,可以实现STC89C52RC的P3.4输出38kHzPWM红外光载波信号,然后经三极管9013驱动红外光发射管TSAL6200发射出红外光。
其原理图如图1所示。
图1 红外光发射电路原理图红外光检测电路TCRT5000光电传感器模块是基于TCRT5000红外光电传感器设计的一款红外反射式光电开关。
传感器采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成,输出信号经施密特电路整形,稳定可靠。
红外测速光幕靶改进及测量精度分析
图 3 红 外光 幕靶 结 构 及 固 定 方 式
Fi. Th tu t r n ie d fifa e ih c e n g3 e sr c u e a d f d mo e o r rd l ts re x n g26 0 来自西安工
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图 1 光 幕 靶 结构 示 意 图
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收 稿 日期 :0 91—7 20 —20
基金资助 : 国家 自然 科 学 基 金 (0 7 0 5 6920 ) 作者简介 : 高芬 ( 9 0)女 , 安 工 业 大 学 讲 师 , 1 8一 , 西 西安 交 通 大 学 博 士 研 究 生 , 要 研 究 方 向是 靶 场 光 电测 试 技 术 、 学 非 球 面 检 测 技 主 光 术 等 . mal afn 18 13 cm. E— i :goe8 2@ 6 .o
标射击 效果 的主要 特 征参数 , 是枪 、 、 的生产 也 药 弹 厂家在 产 品检验 中主要 测量 的技 术指 标 _. 1 常规 测 j 量弹丸 飞行 速度 的装 置有 网靶 、 圈靶 、 线 天幕靶 、 光 幕靶等 , 测试 均基 于定 距测 时 的区截 原理 . 目前 , 在 室 内靶道 测试 中 , GK一0 2型 红外 测 速光 幕 靶 因 X 20 其 结构 简 单 、 操作 简 便 、 能 稳定 、 性 成本 低 廉 、 以 可 测 试各种 材 质及各 种 口径 弹丸等 特点 , 在兵 器测 速 领 域 获 得 了 广 泛 使 用 , 由此 发 展 了 四 光 幕 交 并 汇[ 、 光幕交 汇 ] 外光 电立 靶 等 弹丸 密集 度 ]六 红
(完整版)红外遥控电路设计
引言随着远程教育系统的不断发展和日趋完善,利用多媒体作为教学手段在各级各类学校都得到了广泛应用。
近年来,在多媒体教学系统的使用、开发和研制中,经常遇到同时使用多种设备,如:数字投影机、DVD、VCD、录像机、电视机等,由于各种设备都自带遥控器,而且不同的设备所遵循的红外传输规约也不尽相同,操纵这些设备得使用多种遥控器,给使用者带来了诸多不便。
本次毕业设计的主题就是红外遥控电路设计。
红外遥控的特点是利用红外线进行点对点通信的技术,不影响周边环境,不干扰其他电器设备。
室内近距离(小于10米),信号无干扰、传输准确度高、体积小、功率低的特点,遥控中得到了广泛的应用。
通过基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制,可以选择不同的按键来控制不同的设备。
从而方便快捷的实现远程控制。
常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。
发射部分的主要元件为红外发光二极管。
它实际上是一只特殊的发光二极管;由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它便发出的是红外线而不是可见光。
红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。
判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样;用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。
红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定,而业余条件下只能用拉锯法来粗略判判定。
接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。
在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。
红外发光二极管一般有圆形和方形两种。
由于红外发光二极管的发射功率一般都较小,所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱,因此就要增加高增益放大电路。
最近几年不论是业余制作还是正式产品,大多都采用成品红外接收头。
成品红外接收头的封装大致有两种:一种采用铁皮屏蔽;一种是塑料封装。
均有三只引脚,即电源正(VDD)、电源负(GND)和数据输出(VO或OUT)。
红外密集度光电立靶中放大电路的设计
红外密集度光电立靶中放大电路的设计摘要:提出了一种红外光电立靶测试系统中前置放大电路的设计方案。
该方案打破了传统设计中采用超大β管或利用仪表放大器增益可编程性来获取所需放大倍数的方法,选用低噪声运算放大器和仪表放大器组成电路。
同时简单论述了噪声放大电路设计中的屏蔽和接地措施。
关键词:密集度光电立靶前放干扰噪声在靶场测试中,弹丸射击密度是衡量低伸弹道武器性能的一项重要指标。
到目前为止,国内靶场在密度集度测量方面已有多种方法,最先进的方法是采用光电靶进行测量。
笔者研制了一种四光幕交汇的光电立靶测试系统,该系统以四个无形的光幕(红外光)为靶面,当弹丸穿过四个不同不幕时产生相应的脉冲序列,通过对这四个时间值的解算可得到弹丸的着靶坐标,进而换算出弹丸射击密集度。
在测试中,光电靶的灵敏度直接影响整个系统的测试精度,而影响光电靶灵敏度的关键因素就是信号调度电路中放大电路的放大倍数和信噪比,而此设计性能良好的前置放大电路显得尤为重要。
本文介绍了一种采用低噪声运放和仪表放大器组成的前放电路,该电路不仅可以很好地放大微弱信号,而且克服了传统设计方法的弊端,简化了设计,也使得电路结构更为紧凑。
1 测试系统工作原理光电靶的测试以光电转换为基础,以无形的光幕为靶面。
图1所示是光电靶测试的系统框图,其测试原理如下:当有物体穿过光幕时,会引起接收光电管的光通量发生变化,此时,光电管所在电路会产生一个正比于该光通量变化的电信号,处理电路将这个电信号放大、整形、最后以脉冲形式输出,再经过数据处理得到所要测量的物理量。
2 设计要求该系统中,红外光电管输出的信号十分微弱,最大约为10mV,如果此输出信号直接输入到后续电路,则往往会被噪声淹没,要有效利用这个输出信号,就必须对其进行放大。
在一般情况的光电检测系统中,光电敏感器件的输出端都紧密连接一个低噪声前放大器,它的任务是:放大光电敏感器件所输出的微弱电信号,并匹配后续调理电路与光电敏感器件之间的阻抗。
红外光幕靶信号采集与调理电路设计
摘 要 : 对 P F文 件 的特 点 , 用 p ̄o 针 D 应 d x开 源 库 对 P F文 件 进 行 解 析 , 除 P F文 件 的 文 件 头 、 叉 引 用 表 以及 文 D 去 D 交
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基于单线接入红外感应电路的设计
基于单线接入红外感应电路的设计一、引言红外感应电路广泛应用于安防等领域,能够实现对物体的远距离探测和触发警报等功能。
本文通过对基于单线接入红外感应电路的设计进行详细阐述,旨在为有关领域从业者提供有益参考。
二、电路设计本电路采用单线接入原理,即将输入和输出信号通过同一根导线进行传输,确保简单可靠。
其具体设计原理如下:(1)红外接收模块红外线是一种波长在0.76-5微米之间的电磁辐射,能够在空气中传播,并能被物体反射、吸收和折射。
该电路采用红外接收模块来实现对红外信号的接收和处理。
具体步骤如下:①从电源中提供5V电压,连接到红外接收模块上的“+”和“-”端口。
②连接输出信号到单片机输入引脚上,设置相应的输入模式。
③根据实际需求,调整红外接收头部分的灵敏度和工作频率。
(2)单线电路该电路采用单线接入原理,即将输入和输出信号通过同一根导线进行传输。
具体步骤如下:①将输入和输出的信号线通过一个接口进行连接。
②在电路中加入一个菲涅尔透镜来增强红外信号的传输效果。
③如果信号传输距离较长,可在适当位置加入一个信号放大器或信号回放电路,以保证信号的传输质量。
三、应用场景基于单线接入红外感应电路的设计可以应用于多个场景图1. 基于单线接入红外感应电路的应用场景该电路设计可应用于各种需要对物体进行探测和监视的场景,如安全监控、环境检测等领域。
还可应用于电子玩具、智能家居等领域,实现对控制信号的传输和相应功能的触发。
四、总结通过对基于单线接入红外感应电路的设计进行详细阐述,本文提出了一种便于搭建和应用的电路方案。
该方案采用红外接收模块实现对红外信号的接收和处理,采用单线电路实现输入和输出信号的传输,应用范围广泛,可满足多种场景的需求。
光幕靶用大动态范围信号处理电路设计
计算机测量与控制.2020.28(12) 犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾 ·181 ·收稿日期:20200427; 修回日期:20200516。
基金项目:国家国防科工局基础科研项目(JSJL2017208B009);陕西省科技厅基础科研计划项目(2019JM-601)。
作者简介:李 敬(1996),男,重庆巫溪人,硕士,主要从事兵器试验与测试方向的研究。
通讯作者:田 会(1980),男,河北任丘人,博士,教授,主要从事兵器外弹道参数光电测试与信号处理方向的研究。
文章编号:16714598(2020)12018105 DOI:10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2020.12.038 中图分类号:TJ012.3+6,TN911.6文献标识码:A光幕靶用大动态范围信号处理电路设计李 敬1,田 会1,王文洁1,张 辉2(1.西安工业大学光电工程学院,西安 710021;2.黑龙江北方工具有限公司,黑龙江牡丹江 157000)摘要:为提高光幕靶测速精度和弹径适应范围,设计了一种光幕靶用自动调节增益的对数放大电路,扩大信号处理电路的测试动态范围;分析矩形探测光幕和扇形探测光幕两类典型光幕靶式光幕工作原理,分析弹丸过幕信号幅值与弹丸直径和过幕位置之间的关系;依据对数放大电路特性设计了基于TL441芯片的电压型对数放大电路和LOG112芯片的电流型对数放大电路,对设计的电路进行对数放大特性和动态范围进行测试;试验结果表明,设计的信号处理电路的输入输出信号幅值具有对数特性,其动态范围可达31dB,提高了光幕靶的测试动态范围,满足各口径弹丸的速度测量。
关键词:兵器靶场测试;弹丸测速;光幕靶;对数放大电路犇犲狊犻犵狀狅犳犔犪狉犵犲犇狔狀犪犿犻犮犚犪狀犵犲犛犻犵狀犪犾犘狉狅犮犲狊狊犻狀犵犆犻狉犮狌犻狋犳狅狉犔犻犵犺狋犛犮狉犲犲狀犜犪狉犵犲狋LiJing1,TianHui1,WangWenjie1,ZhangHui2(1.SchoolofOptoelectronicEngineering,Xi anTechnologicalUniversity,Xi an 710021,China;2.HeilongjiangNorthToolsCo.,Ltd.,Mudanjiang 157000,China)犃犫狊狋狉犪犮狋:Inordertoimprovetheaccuracyofspeedmeasurementandtheadaptiverangeofprojectilediameter,alogarithmicam plifyingcircuitwithautomaticgainadjustmentisdesignedtoexpandthedynamicrangeofsignalprocessingcircuit.Thispaperanaly zestheworkingprincipleoftwokindsoftypicallightcurtain:rectangularlightcurtainandfan-shapedlightcurtain,andanalyzestherelationshipbetweenthesignalamplitudeofprojectilepassingthroughthecurtain,thediameterandpositionofprojectilepassingthroughthecurtain.Accordingtothecharacteristicsofthelogarithmicamplifyingcircuit,thevoltage-typelogarithmicamplifiercir cuitbasedonTL441andthecurrent-typelogarithmicamplifiercircuitbasedonLOG112aredesigned.Thelogarithmicamplificationcharacteristicanddynamicrangeofthedesignedcircuitaretested.Thetestresultsshowthattheinputandoutputsignalamplitudeofthedesignedsignalprocessingcircuithaslogarithmiccharacteristics,anditsdynamicrangecanreach31dB,whichimprovesthedy namicrangeofthelightcurtaintargettest,andmeetsthespeedmeasurementofvariouscaliberprojectiles.犓犲狔狑狅狉犱狊:weaponprovinggroundtestingtechnology;velocitymeasurementofprojectile;lightscreentarget;logarithmicampli fyingcircuit0 引言各类身管武器及其弹药在研制和生产过程中,为有效评判该类武器的效能,需准确测量发射弹丸在预定位置的飞行速度[14],非接触式区截测速装置具有布设操作简便、使用成本低、可连续测试等优势,现已完全替代传统的钢板靶、铜丝断靶等接触类测速设备。
一种红外线对中纠偏光幕的制作方法
一种红外线对中纠偏光幕的制作方法本发明涉及传感器技术领域,尤其涉及一种红外线对中纠偏光幕。
背景技术:在瓦楞纸、布料、钢带等卷带生产过程中,由于材料在生产流水线位置存在偏差将会影响生产工艺;由于物料在卷料过程中如果物料位置不统一存在扭曲现象将会导致卷料不整齐、材料浪费、影响质量等问题。
目前存在的一些纠偏感应器主要是单边检测和采用两组单边形成的双边检测,单边纠偏由于不同宽度的纠偏对象,相对中心基准位置不一样,存在不同物料宽度需要进行重新调整安装结构或者对程序基准参数进行调整;如果采用两组单边纠偏形成对中检测,由于两组纠偏器之间扫描不同步,容易存在检测信号上时间差导致最重的检测结果存在误差,为此我们提出了一种红外线对中纠偏光幕。
技术实现要素:本发明提出的一种红外线对中纠偏光幕,解决了传感器工作性能不佳的问题。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种红外线对中纠偏光幕,包括红外发射器、红外接收器和纠偏对象,其特征在于,所述红外发射器由左侧发光单元、发射中空盲区、右侧发光单元组成,红外接收器由左侧接收单元、接收中空盲区、右侧接收单元组成。
优选的,两侧所述红外发射器处于两个独立的发射模块,两侧的红外发射元件的数量相同,间距相等,以红外发射器的中心点相互对应。
优选的,两侧所述红外接收器处于两个独立的红外接收模块,两侧红外接收元件的数量相同,间距相等,以接收器的中心点相互对应。
优选的,所述红外发射器左右两侧同时两颗灯进行同步扫描,降低一半的光幕扫描时间,加快光幕的扫描时间。
优选的,所述红外接收器左右两侧接收模块与红外发射器左右两个发射模块采用同步信号通讯,使两模块之间共同发射和接收。
优选的,所述红外发射器的内部电路包含有电源供电模块、单片机主控模块、同步信号解析模块、模拟开关模块、两个红外发射器驱动电流放大模块、红外发射模块,红外接收器内部电路包含电源供电模块、单片机主控模块、同步型号发送模块、模拟开关模块、两个红外信号接收模块、两个红外信号放大模块、模拟量信号输出模块、开关信号输出模块、rs485输出模块,所述电源供电模块采用dc-dc降压方式进行降压,输入电压为dc10v~dc30v,所述红外接收器的检测输出信号结果可做多种选择,可以选择独立将两个模块的检测信号分别输出,也可以选择在内部将检测结果运算比较,输出最终的偏差信号,所述红外发射器和红外接收器光轴间距最小可做到2.5mm间距,扫描可采用交叉扫描方式。
可见红外波长计的电路改造和设计的开题报告
可见红外波长计的电路改造和设计的开题报告开题报告:可见红外波长计的电路改造和设计一、项目背景随着人类科技的进步,红外技术在各个领域得到了广泛应用。
光谱技术是应用最广泛的红外技术之一,光谱学可以用来测量物质的结构和化学成分,因此在化学、医学、环境监测等领域得到了广泛应用。
光谱技术需要用到波长计来测量光的波长,波长计是物理学和光学学科中非常重要的实验工具。
然而,目前市面上的大多数波长计只能测量可见光波长,不能测量红外波长。
因此,我们设计了一款可见红外波长计。
这款波长计能够同时测量可见光和红外光的波长,具有较高的精度和灵敏度。
二、项目目标该项目的主要目标为:1. 改造现有的可见光波长计电路,使其能够同时测量红外光的波长;2. 开发新的红外光波长测量电路,提高波长计的灵敏度和精度;3. 设计合适的数据采集和处理电路,输出准确的波长测量结果。
三、项目内容和工作计划1. 分析可见光波长计电路,确定可以保留的电路部分,并进行必要的改造,以实现红外光测量功能;2. 设计新的红外光测量电路,包括红外光接收器、光电倍增管等组成,并与现有的波长计电路进行集成;3. 设计数据采集电路,利用微处理器等芯片实现数据处理,并将结果输出到计算机等终端设备;4. 制作并测试样机,进行性能测试和调试;5. 改进和完善电路设计,提高波长计的稳定性和精度,进一步优化数据采集和处理系统。
四、项目意义和应用开发这款可见红外波长计对于光谱学的研究和应用具有重要意义。
其具有较高的测量精度和灵敏度,可以应用于化学、医学、环境监测等众多领域。
例如,在化学领域中,常常需要分析物质的分子结构和化学成分。
利用光谱技术可以得到物质的光谱图像,从中了解其分子结构和化学成分。
有些物质在可见光下难以分析,但在红外区域有较强的特征吸收峰,利用可见红外波长计可以更好地分析该类物质的结构和成分。
在医学领域,通过光谱技术可以检测人体内的某些物质,如葡萄糖和胆固醇等。
利用可见红外波长计可以增强光谱技术的检测能力和精度,从而更好地服务于医学科研和诊疗工作。
红外感应灯电路设计及原理
红外感应灯电路设计及原理1、电路主要光学元件(1)光敏电阻的应用光敏电阻又称光导管, 它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。
光敏电阻没有极性, 是一个电阻器件。
制作光敏电阻的材料一般是金属硫化物和金属硒化物,通常采用涂敷、喷涂等方法,在陶瓷基片上涂上半导体薄膜,经烧结而成。
光敏电阻的结构:在底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质,称为光导层。
半导体的两端装有金属电极与引出线端相连接,通过引出线端接入电路。
为了防止周围介质的影响,在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜,漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。
为了提高灵敏度,光敏电阻的电极一般采用梳状图案,光敏电阻结构,光敏电阻电极,光敏电阻接线图光敏电阻工作原理内光电效应。
光照射到本征半导体上,材料中的价带电子吸收了光子能量跃迁到导带,激发出电子、空穴对,增强了导电性能,使阻值降低。
光照停止,电子空穴对又复合,阻值恢复。
亮电阻很小,暗电阻很大。
要使价带电电子跃迁到导带,入射光子的能量满足刚好发生内光电效应的临界波长。
常用的光敏电阻器是硫化镉光敏电阻器,它是由半导体材料制成的。
光敏电阻器的阻值随入射光线(可见光)的强弱变化而变化,在黑暗条件下,它的阻值(暗阻)可达1-10MΩ;在强光条件(100)下,它阻值(亮阻)仅有几百至数千欧姆。
光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.4-0.76)的响应很接近,只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。
本电路采用42型光敏电阻,光敏电阻属半导体光敏器件,产品经受强化老练实验,除具有灵敏度高,反应速度快,光谱特性好等特点外,在高温、多湿的恶劣环境下,仍能保持其高度的稳定性和可靠性,适合于将其用于各种环境,42型光敏电阻与其它型号相比具有:工作电压和额定功率比较低的特点,其亮、暗电阻也适合于本照明电路的需要,所以在设计时选择了这个型号。
(2)可控硅元件的工作原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个结,分析原理时,可以把它看作由一个管和一个管所组成,其等效图解如图1所示图1可控硅等效图解图当阳极A加上正向电压时,1和2管均处于放大状态。
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4 触发电路
在系统中,弹丸穿过靶面时产生的信号将触发后续的计时电路,产生触发计时脉冲的时刻应该不受输入信号幅度的影响。一般枪炮弹丸垂直穿过靶面时,波形前沿变化较缓慢,而波形后沿陡峭,。
弹尖触发方式就是利用弹丸过靶信号的波形前沿触发后续计时电路。这种触发方式由于过靶信号的波形前沿斜率较小,同时不同光幕靶的光幕厚度存在差异,使得弹丸在穿过不同光幕时产生的触发时刻一致性较差,因而造成较大的触发误差;而弹底触发方式则是利用弹丸过靶信号的波形后沿来触发后续计时电路。常规过靶信号处理会采用波形后沿信号二次微分零值点作为触发点。相比较而言,弹底触发方式具有较强的抗干扰能力。适用于一般的弹丸测试。
红外光幕靶信号采集与调理电路设计
在兵器研制、生产以及射表编制中,需要经常测试弹丸的速度,传统方法主要有区截装置和多普勒雷达2种,区截测速法由于安装简便、仪器设备成本低等优点,已得到普遍应用。光幕靶是一种以光电转换技术为基础的弹丸速度测量区截装置,采用人工光源,因此操作简便稳定性好,灵敏度和测试精度较高。这里提出一种新型红外光幕靶" style="color: blue; text-decoration: underline红外光幕靶光电探测系统与信号调理电路设计,采用红外发光二极管作为发光光源,通过光电二极管阵列进行接收信号,将该信号处理后再接到测试仪器上,从而得到弹丸过靶速度。
1 发光系统
设计中采用红外发光二极管阵列发射红外光,形成光幕,相邻的发光二极管的直径为5 mm,则紧密排列后其中心间距为5 mm。根据红外发光二极管的压降,工作电流,额定电压等,设计出能使发光管发光强度满足要求,并能稳定工作的电路。
以往的光幕靶大多采用恒压源的设计方法,但是由于影响红外发光二极管发光亮度与稳定性的主要因素是为流经其电流大小,因而采用LM317" style="color: blue; text-decoration: underlineLM317设计恒流源电路,具体电路图。该电路设计采用LM317的标准恒流源电路接法,其输出电流Iout为:
5 滤波电路
光电靶在工作过程中,当靶面内的光通量发生足够大的变化时,光电传感器" style="color: blue; text-decoration: underline光电传感器就会响应这种变化而产生电信号,也就是说,一些非弹丸物体在穿过靶面时也会使得光幕内光通量发生变化以至光电传感器产生电信号。根据光电靶的工作原理,穿过靶面的飞行物体速度不同,遮挡的时间就不同,在电路中表现为比较器后产生的方波脉冲的宽度不同。
根据靶场实际测试情况,弹丸穿过光幕时产生的方波信号脉冲宽范围为150~10μs则认为脉冲宽度为该范围内的信号为无效,则需剔除,此时可将蚊虫干扰信号和冲击波信号滤除,从而达到抗干扰的目的。
6 实验结果
在重庆某靶场,厂方对红外密集度光电立靶进行实弹射击验收试验,测试数据如表1所示。
在触发电路设计时,首先利用电压比较器将弹丸过靶信号变为脉冲信号,电压比较器的门限可以根据实际情况进行调节,然后再利用CPLD" style="color: blue; text-decoration: underlineCPLD器件进行弹尖、弹底选择,当选择弹尖触发时,让经过电压比较器后的脉冲信号直接输入到后续电路中;当选择弹底触发时,经过电压比较器后的脉冲信号,再经滤波电路,最后输出一个固定脉宽的脉冲到后续电路。这里采用电压比较器LM311设计比较电路,将弹丸过靶信号设计变为脉冲信号,其具面的厚度,v为飞行物的速度。
冲击波以声速计算,v为340 m/s,d=3 mm,则可知冲击波穿过光幕产生的方波信号脉冲宽度为:;若v=330 m/s,则t1≌9.1 μs。蚊虫等飞行物飞行速度v为20 m/s,物体长度l约为10 mm,则可知蚊虫飞过光幕产生的方波信号脉冲宽度。红外密集度立靶测试系统测试弹丸弹速范围为200~l 200m/s,主要用于5.8、7.62、9 mm 3种弹,冲击波的影响主要产生于对9 mmx19 mm的手枪弹的测量,该弹丸弹速约为320 m/s。根据弹速和弹长,可知弹丸穿过光幕产生的方波信号脉冲宽度。
由表1可看出本系统在实弹测试中数据稳定,没有出现脱靶与数据不合理的情况,达到靶场测试要求。
7 结论
通过理论分析和实弹测试,证明了该光电探测系统及信号处理电路已成功地获取了弹丸过靶信号并能触发测时仪,能够得到稳定的弹丸过靶信号,其抗干扰能力较强。适用于各类口径的弹丸测试。
3 放大电路
在测试系统中,当弹丸穿过靶面时,由由光敏二极管输出的电信号比较微弱,如果此输出信号直接输出到后续电路往往会被噪声淹没,因此要有效利用该输出信号,必须对其进行放大。放大电路的作用就是放大光敏二极管输出的微弱电信号,使之满足后续处理电路的需要。电路需放大1 000倍左右,以往的光幕靶设计采用两级放大(图3),由于放大倍数过高,导致两级放大噪声和温漂等比较严重,因而该设计采用三级放大电路,如4图所示。其中每一级放大10倍,由于是阻容耦合,因而放大l 000倍左右。其中每一级后连接有低通滤波电路。该电路设计为低于50 kHz的信号才可通过。
2 光电转换电路
利用红外光敏二极管作为光电转换器件完成光信号到电信号转换。这种器件具有响应速度快、体积小等优点,广泛应用于光电检测。该电路设计采用由50只光敏二极管连接起来组成阵列,,图2只给出其中2路,其余各路连接方法相同。其中,电阻R1、R2为取样电阻,阻值可稍大一些,有利于增加电路灵敏度以提高整个测试系统的灵敏度;电容C5、C6主要用于交流耦合。