光电报警实验

实验五光电报警红外遥控实验

一、内容简介

GCGDBJ-B型光电报警及红外遥控实验仪是光电检测器件应用实验仪，是一种半自拟实验，利用一些光电器件及外围电路设计成实现某种实际应用的功能的产品模型，如光电报警、红外遥控等等。光学器件采用金属封装，并配备有光学导轨，设计调节记录方便。电路部分模块化功能设计，有电源模块、光调制模块、光电弱信号放大模块、判决模块、锁相环模块、报警保持模块、报警电路、电子器件设计区等几部分组成，各功能模块的输入输出留有连接插座，实现的功能独立，选用不同的模块以实现不同的功能。另外，还配备有大量的电源输出、电阻、电容、二极管、粗调电位器、细调电位器、运算放大器，作为学生自已设计以及扩展使用，提高学生动手动脑能力。

光电报警系统是采用砷化镓发光管组成的发射系统，在发射和接收系统之间有红外光束警戒线。当警戒线被阻断时，接收系统发出报警信号。要求系统在给定器件的条件下作用距离尽可能远。

红外遥控与电视的遥控器原理一样，通过发射编码，接收解码的方式识别所发射的数据，再对所解码的数据进行处理。

、实验仪说明

电源模块： +5V ，GND ，-5V 为实验箱提供设计电源

S1,按下则箱体接通电源，相应的电源指示灯亮

光源模块： LED+，红外发射二极管驱动输出端 +

LED-，红外发射二极管驱动输出 -

T53，调制波信号输出口（扩展用）

TP1，调制信号测试点

GND1，测试接地点

放大电路： PD+，探测器接收信号输入端 +

PD-，探测器接收信号输入端- T5，放大后信号输出

端

TP2，放大输出信号测试点

图1光电报警及红外遥控实验仪主机箱

判决电路：T6，判决信号输入端

T7,判决信号输出端TP3，判决输出信号测试点

锁相环：T8，待锁相信号输入端

T9，锁相信号输出端

TP5，锁相环信号输出端测试点

报警保持: T10，保持信号输入端

T11，保持信号输出端

S2，保持信号复位

报警电路: T50，发光报警输入端，接入此电路仅发光（用于实验调试

用）

T52，声音报警输入端，接入此电路仅发声，若冋时接入T50

T52则冋时发光报警和声音报警。

器件区：R18=1K , R21=1K , R33=1K , R22=1K , R20=2.2K , R24=5.1 , R19=10K

E5=10uF/25V

C1 仁1uF/63V

C10=0.1uF/63V

W6 : 0~10K精密可调电位器

W4 : 0~100K电位器

实验指南

、实验目的

1、了解红外砷化镓发光二极管与光电二极管的具体应用。

2、练习自拟简单的光电系统试验。

3、了解主动式光电报警系统设计原理。

4、了解红外遥控电路的设计原理

5、了解锁相环的原理及应用。

6、对影响光电探测性能的各种参数进行探讨, 挥系统

的探测能力。

、实验内容

1、红外发光二极管驱动电流测试实验

2、锁相环原理及应用测试实验

3、利用锁相环设计光电报警系统实验

4、利用信号检波设计光电报警系统实验

5、单路红外遥控设计实验

6、自拟光电报警系统实验

7、自拟红外遥控设计实验

、实验仪器

1、光电综合应用实验箱1个

2、红外发射装置1个

3、光电接收装置1个

5、2#迭插头对（红色，50cm) 15根

6、2#迭插头对（绿色，50cm) 15根

7、三相电源线1根

8、实验指导书1本

9、示波器1台

10、•万用表1台

以求最大限度地发

四、实验原理

1、光电报警系统设计原理

光电报警系统是一种重要的监视系统， 目前其种类已经日益增多。

有对飞机、导弹等军事目标入侵进行的报警系统，也有对机场、重要 设施或危禁区域防范进行报警的系统。一般说来，被动报警系统的保 密性好，但是设备比较复杂；而主动报警系统可以利用特定的调制编 码规律，达到一定的保密效果，设备比较简单。

本系统可由图1所示的五个部分组成。调制电源提供红外发射二 极管确定规律变化的调制电流，使发光管发出红外调制光，在一定距 离以外用光电二极管接收调制光。转换后的信号经放大，检波后控制 报警器，全部实验电路自拟。下面对调制电源和检波、报警电路各举 一个简单的例子，也可选用于系统中。

图2光电报警原理方框图 (1 )用NE555定时器构成多谐振荡器作调制电源。 光调

制

光发射

=FC i

图3 NE555定时器构成多谐振荡器

NE555集成电路用它构成占空比为 50%勺多谐振荡器原理图如图 2

所示。下面对照电路图简述其工作原理及参数选择。

在前半周期，V1通过R2、D 对C1充电，由于二极管 D 的作用， 电流不经过R1，因此其充电时间 T1为：

1 V c^-V cc

T | = R 2C 1 In 3

R 2C 11n 2

V cc - — Vcc 3 而在后半周期，电容放电时，二极管反向电阻无穷大，

555内部 的三极导通，电流通过 R1至7脚直接放电，此时其放电时间 T2为：

1

V cc - ： V cc

T 2 二 R 1C 1 In ------ 3— = R |C 11n 2

V cc -瓠

当A 点电压上升到上限阈值电压 （约2 3 V cc ）时，定时器输出翻

转成低电平。这时，A 点电压将随C 1放电而按指数规律下降。当

A 点

下降到下限阈值电压（约 23V C ）时，定时器输出又变成高电平，调整 R 2

■

—1 -L R 1 7

V CC

V O

A D 4 8 NE555