课程设计：红外探测报警器2(1) - 副本

低频电子线路课程设计

题目：红外探测报警器

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第一章引言 (3)

第二章题目分析及构思 (4)

第三章具体实现

3.1部分元器件介绍 (4)

3.1.1红外探测器 (4)

3.1.2LM358简介 (5)

3.1.3555时基电路 (5)

3.2电路原理

3.2.1红外检测：红外线传感器 (6)

3.2.2信号放大电路 (6)

3.2.3电压比较器 (7)

3.2.4报警延时电路 (7)

3.2.5 555多谐振荡电路 (8)

3.3 整体电路 (9)

第四章设计心得体会 (9)

第五章参考文献 (10)

第一章引言

随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。尤其是在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽，所以采用以电子技术、传感器技术为基础的安全防范技术的器材设备，并将其构成一个系统，将发挥最大的功能作用。

本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射/接收以及微波等技术为基础，而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器，这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电信号，同时，它还能鉴别出运动的生物和其他非生物。热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。

热释电红外传感器是一种被动式调制型温度敏感器件，利用热释电效应工作，它是通过目标发出的红外辐射来探测目标的。其相应速度虽不如光子型，但由于它可在室温下使用、光谱响应宽、工作频率宽、灵敏度与波长无关，容易使用。这种探测器，灵敏度高，探测面广，是一种可靠性很强的探测器。因此广泛应用于各类入侵报警器，自动开关、非接触测温、火焰报警器等，目前生产有单元、双元、四元、108°等传感器和带有PCB 控制电路的传感器。在电子防盗、人体探测器领域中，热释电红外传感器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。

第二章题目分析及构思

题目分析：

根据题目要求做了如下分析，采用三极管（9014）将Q74感应产生的微弱电信号放大，LM358进行信号检测及电压比较，利用LM358完成延时报警电路的控制。

整体构思：

利用Q74红外探测IC检测人体的红外线信号，由于multisim软件中没有此IC，在此将设置一个开关，开关连接电源，利用开关的闭合来模拟红外探测IC产生的微弱电信号，将此电信号经三极管2N3904（替换9014）进行放大以用作比较电压，利用LM358电压比较完成检测，同时也利用LM358来完成报警延时，由红色发光二极管的显示来代表报警器的工作状态（灯亮即为报警）。

第三章具体实现

3.1部分元器件介绍

3.1.1红外探测器

红外探测器红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，必须把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要产生的效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。这些效应的输出大都是电量，或者可用适当的方法转变成电量。一个红外探测器至少有一个对红外辐射产生敏感效应的物体，称为响应元。此外，还包括响应元的支架、密封外壳和透红外辐射的窗口。有时还包括致冷部件、光学部件和电子部件等。从当前应用的情况来看，红外探测有如下几个优点：环境适应性优于可见光，尤其是在夜间和恶劣天候下的工作能力；隐蔽性好，一般都是被动接收目标的信号，比雷达和激光探测安全且保密性强，不容易被干扰；由于是目标和背景之间的温差和发射率差形成的红外辐射特性进行探测，因而识别伪装目标的能力优于可见光；与雷达系统相比，红外系统的体积小，重量轻，功耗低；由于红外探测技术有其独特的优点从而使其在军事国防和民用领域得到了广泛的研究和应用，尤其是在军事需求的牵引和相关技术发展的推动下，作为高新技术的红外探测技术在未来的应用将更加广泛，地位将更加重要。红外探测器是将不可见的红外辐射能转变成其它易于测量的能量形式的能量转化器，作为红外整机系统的核心关键部件，红外探测器的研究始终是红外物理与技术发展的中心。

红外探测器原理红外探测器是一种辐射能转换器,主要用于将接收到的红外辐射能转换为便于测量或观察的电能,热能等其他形式的能量. 根据能量转换方式,红外探测器可分为热探测器和光子探测器两大类。热探测器的工作原理是基于入射辐射的热效应引起探测器某一电特性的变化,而光子探测器是基于入射光子流与探测材料相互作用产生的光电效应,具体表现为探测器响应元自由载流子(即电子和/或空穴)数目的变化.由于这种变化是由入射光子数的变化引起的,光子探测器的响应正比于吸收的光子数.而热探测器的响应正比与所吸收的能量.热探测器的换能过程包括:热阻效应,热伏效应,热气动效应与热释电效应. 光子探测器的换能过程包括:光生伏特效应,光电导效应,光电磁效应与光发射效应. 探测器已经有了20 多年的发展历史，但是基于探测器本身的原理，目前还是存在很多不尽人意的地方。例如，被动红外探测器受外界环境的影响就比较大，当外界温度较高，接近人体温度时，就容易发生误报现象；而当温度较低时，探测器则可能因为感应不到人体的存在又发生漏报的情况；另外被动红外入侵探测器还无法分

清人的移动、微风、空调的运转以及小动物的活动，容易发生误报现象。

3.1.2 LM358简介

LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频

率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的

单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工

作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围

包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电

源供电的使用运算放大器的场合。LM358 的封装形式

有塑封8 引线双列直插式和贴片式。特性(Features):

内部频率补偿直流电压增益高(约100dB) 单位增益

频带宽(约1MHz) 电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5 一±15V) 低功耗电流，适合于电池供电低输入偏流低输入失调电压和失调电流共模输入电压范围宽，包括接地差模输入电压范围宽，等于电源电压范围输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V) 。

3.1.3 555时基电路

555是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名。此电路后来竟风靡世界。目前，流行的产品主要有4个：BJT两个：555，556（含有两个555）；CMOS两个：7555，7556（含有两个7555）。555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。

555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图如图所示。它