微波控制开关的电路原理

微波控制开关的电路原理

出处：东哥单片机学习网2009-06-11 责编：阿佘

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1．电路原理

附图中的Q1、L1、C1组成微波振荡电路，L1既是发射线圈又是接收线圈。当有人在微波场内活动时，R4两端产生微小电压变化，再通过C2耦合到 U1A、U2B 与R5，R10与R6的比值决定，本电路设计为80dB。U2B输出信号送至U 3C组成的电压比较器。适当调整R11可使U3C在无信号时输出低电平，有信号时输出高电平脉进行计数。当有人体在微波场内活动时，会在2秒内使U3C连续输出多于4个的脉冲，此时U5的Q4脚输出高电平，使U4所组成的双稳态电路翻转，Q3导通，继电器兼作电源指示与接收指示，当收到信号后会熄灭，2秒后再亮。

如果在2秒内送入的脉冲少于4个。而干扰脉冲又很少会在2秒内达到4个，则经R15、C3延时2秒后U5自动复位，重新进入守候状态。自动复位电路的引入力。

图片1（点击小图看大图）

2．元件选择

Q1可以用9018、C3355等高频管，L1用Φ1mm漆包线绕成直径1Ocm的线圈，运放选用LM324，U5选用CD4017，U4用 CD4013，Q2、Q3用9013、9014等小功率择即可。电源可用三端稳压7812制作。

3．安装调试

电路可在万能板上布好器件后自己动手焊制，焊好后先不接C2．用万用表测U3C输出电压．同时调节R11使U3C刚好由高电平转为低电平即可，此时触发灵敏提高U3C的⑩脚电压。接通C2．用手在L1前晃动。看到LED1熄灭后听到继电器吸合声即可。

至此调试完毕。将电路板装入合适外壳中即可投入使用。电路中的微波检测部分用红外接收头代替。将输出信号送至U5的（14）脚即可制成通用红外遥控开关。此时

遥控器按键即可实现电器的开闭。在正常情况下，遥控器正常使用时很少在2秒内按动4次。误动作几率很低。还可以用其他探头代替微波部分。实现本信号检测部分

微波控制开关 (一)

本例介绍的微波控制开关是根据多普勒效应进行工作的:由本机振荡电路产生一个固定的高频信号 (一般为400-800MHz)，经天线辐射到周围空间，当天线附近一定距离内有物体运动时，高频信号就会被运动物体发射回来再被天线接收，便原振荡电路的振荡频率和信号幅度产生变化，此变化信号经积分、放大、比较等处理后形成控制信号，使控制执行电路动作，达到自动控制的目的。该控制开关可用于对防盗报警器或照明灯的控制。

电路工作原理

该微波控制开关电路由本机振荡器、放大器、双限电压比较器和控制执行电路组成，如图3-70所示。

本机振荡电路由晶体管Vl、电感器L、电容器Cl、C2、电阻器Rl-R3、电位器RPl和天线组成。

放大器由晶体管V2和电容器C3-C5、电阻器R4、R5组成。

双限电压比较器电路由运算放大器集成电路IC、电阻器R6-@R8、二极管VDl、VD2和电位器R臣组成。

控制执行电路由晶体管V3、电阻器R9、电容器C6、二极管VD3和继电器K组成。

Vl在Cl的正反馈作用下产生自激振荡，振荡产生的高频电磁波由天线辐射到周围空间，在天线四周产生一个立体的微波场。当有物体在此微波场运动时，物体运动所反射的电磁波就被天线接收，使Vl自激振荡的幅度和频率发生变化，此变化经过由R2、C3组成的积分电路变成随物体移动而波动的电压信号，该电压信号经V2放大后，在V2的集电极上产生2.5-6.7V的变化电压 (电压的变化与物体移动的速度及距天线的距离成正比)。此变化的电压经IC比较处理后，产生控制高电平，使V3导通，K吸合，受控电路 (报警器或照明灯等)通电工作。

调整Cl的容量，可以改变自激振荡器的工作频率。

调整RPl和RP2的阻值，可以改变微波控制开关动作的灵敏度。

元器件选择

Rl-R9选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。

RPl和RP2选用有机实心可变电阻器或微型电位器。

Cl选用云母微调电容器或瓷介微调电容器、薄膜微调电容器;C2和C4均选用独石电容器;C3、C5和C6均选用耐压值为16V的铝电解电容器。

VD1和VD2均选用1N4148型硅开关二极管;VD3选用1N4007型硅整流二极管。

Vl选用Sg018或3DGgO愧型高频硅NPN晶体管;V2选用S9014或3DG9014型硅NPN晶体管;V3选用59013或58050、C8050型硅NPN晶体管。

IC选用LM358型集成运算放大器。

L用φO.51mm的高强度漆包线在φ5mm的圆柱体上绕5匝后脱胎制成空心线圈 (安装时应与Cl垂直)。

K选用4098或4099型12V直流继电器。

天线选用短波收音机用的金属拉杆天线。

微波控制开关(二)

本例介绍一种根据多普勒效应制作的微波控制开关，用该装置来控制照明灯 (或排气扇等)，可实现人来灯亮、人走灯灭，既方便实用，又节能省电。

电路工作原理

该微波控制开关电路由自激振荡电路、比较放大电路、光控电路、关断脉冲产生电路和电源电路等组成，如图3-71所示。

自激振荡电路由环形天线W(φl2cm)、晶体管Vl、电阻器Rl、R2、R4、R5和电容器Cl等组成，其工作频率为700-1000MHz(微波段)。改变Cl的电容量，可改变振动频率的高低。

比较放大电路由集成运算放大电路IC2(LM324)和有关外围元件组成。

光控电路由光敏电阻器RG、二极管VD4和电阻器R17等组成。

关断脉冲产生电路由晶体管V2、电阻器R18和电容器C9等组成，该电路起延迟作用(使蝉问晶闸管VT在关断后，需延迟3-4s才能再次导通)。

电源电路由降压电容器ClO、电阻器R14、整流二极管VDl、VD2、稳压二极管VS、三端集成稳压器ICl(LM7812)和滤波电容器C8等组成。

接通电源后，交流220V电压经ClO降压、VDl和VD2整流及VS稳压后，产生+2OV电压。该电压经ICl进一步稳压成+I2V电压后，作为IC2、Vl和V2的工作电压。

自激振荡电路通电工作后，产生频率为700-1000MHz的振荡电磁波，通过天线W向空间发射。

当有人在天线W附近移动时，人体的反射波将被天线W接收，使电容器C2正极的电压发生波动。该波动电压经IC2内各运算放大器比较放大处理后，从其7脚输出高电平，使晶闸管VT受触发而导通，照明灯EL点亮。当人体离开控制范围时，IC2的7脚在延时lOs后输出低电平，使VT截止，EL熄灭。

在白天，光敏电阻器RG受光照射而阻值下降 (低于3kΩ)，使lcz的7脚为底电平,该微波节能开关不工作，VT始终处于截止状态。夜幕降笛后，RG的阻值增大至200K Ω以上,微波节能开关正常工作。

改变电阻器R10的阻值，可以调节微波检测控制范围 (其可调范围5-60㎡)。

若用该装置控制卫生司的排风扇，则可省去关断脉冲产生电路和光控电路这个中各元器件。

元器件选择

Rl-R4、R6-R9、Rll-R16和R18均选用1/4W碳膜电阻器;R5、RlO和R17均选用小型密封式可变电阻器。