CN207638641U - 一种低干扰的门禁电子狗用检波系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，其特征在于，包括超声波发射电路，与超声波发射电路相连接的超声波接收电路，以及串接在超声波发射电路与超声波接收电路之间的一阶低通滤波电路。本实用新型结构简单，实用性强，该系统通过时基振荡电路产生一个基准振荡频率，该振荡频率存在与超声波传感器LS1与超声波接收器LS2之间，在有人位于振荡频率上时，因人体可导电使振荡频率的电平升高，使检波系统输出高电平驱动门禁电子狗开启；同时，设置的有源滤波电路能主动控制输出信号电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流干扰信号，实现了动态跟踪补偿，从而确保了禁电子狗不出现误开启的情况。

Description

一种低干扰的门禁电子狗用检波系统

技术领域

本实用新型涉及一种检波系统，具体是指一种低干扰的门禁电子狗用检波系统。

背景技术

随着，科技的不断发展，越来越多的电子产品进入人们的生活，其中门禁电子狗因其可作为一种门卫或迎宾，而被受人们的青睐。而目前大多超市之类的卖场将门禁电子狗作为迎宾来使用，这种用于卖场迎宾的门禁电子狗是通过超声波检测系统来实现迎宾功能的。然而，现有的门禁电子狗所采用红外线控制系统来控制门禁电子狗的启闭，这种控制系统存在易出现误启动的问题，导致使门禁电子狗不能很好的起到迎宾的作用，从而现有的门禁电子狗不能满足人们的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有的门禁电子狗易出现误启动的缺陷，提供一种低干扰的门禁电子狗用检波系统。

本实用新型的目的通过下述技术方案现实：一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，包括超声波发射电路，与超声波发射电路相连接的超声波接收电路，以及串接在超声波发射电路与超声波接收电路之间的一阶低通滤波电路；所述超声波发射电路包括超声波传感器LS1，与超声波传感器LS1相连接的有源滤波电路，与有源滤波电路相连接的前置放大电路，以及与前置放大电路相连接的时基振荡电路；所述前置放大电路与一阶低通滤波电路相连接。

所述一阶低通滤波电路包括放大器P1，极性电容C13，负极与放大器P1的负极相连接、正极经可调电阻R13后与放大器P1的正极相连接的极性电容C11，一端与极性电容C11的正极相连接、另一端作为一阶低通滤波电路的输入端的可调电阻R14，一端与放大1的正极相连接、另一端接与极性电容C13的负极相连接后接地的电阻R15，以及负极与放大器P1的正极相连接、正极与极性电容C13的正极相连接的极性电容C12；所述可调电阻R13的可调端与可调电阻R14的可调端相连接；所述放大器P1的输出端作为一阶低通滤波电路的输出端。

所述有源滤波电路包括放大器P2，N极与放大器P2的输出端相连接、P极接地的二极管D4，一端与与放大器P2的正极相连接、另一端与放大器P2的正电极相连接的电阻R16，一端与二极管D4的P极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接的可调电阻R18，其中一端与二极管D4的P极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接的电容C15，以及其中一端经电阻R17后与放大器P2的负极相连接、另一端与前置放大电路相连接的电容C14；所述放大器P2的输出端与超声波传感器LS1相连接。

所述超声波发射电路包括超声波传感器LS1，与超声波传感器LS1相连接的前置放大电路，以及与前置放大电路相连接的时基振荡电路；所述前置放大电路与一阶低通滤波电路相连接；所述超声波接收电路包括与超声波传感器LS1通过无线网络连接的超声波接收器LS2，与超声波接收器LS2相连接的集成运放电路，与集成运放电路相连接的检波电路，以及与检波电路相连接的比较电路；所述比较电路与一阶低通滤波电路相连接；所述超声波传感器LS1的一端与前置放大电路相连接、另一端接地；所述超声波接收器LS2的一端与集成运放电路相连接、另一端接地。

进一步的，所述前置放大电路包括三极管Q1，其中一端与超声波传感器LS1相连接、另一端与三极管Q1的集电极相连接的电容C1，其中一端与三极管Q1的发射极相连接、另一端接地的电容C5，一端与极性电容C1与超声波传感器LS1的连接点相连接、另一端与电容C5的接地端相连接的电阻R5，一端与三极管Q1的集电极相连接、另一端与电容C5的接地端相连接的电阻R6，一端与三极管Q1的发射极相连接、另一端与电容C5的接地端相连接的电阻R7，一端与时基振荡电路相连接、另一端与三极管Q1的集电极相连接的电阻R3，P极经电容C4后与三极管Q1的集电极相连接、N极经可调电阻R14后与极性电容C11的正极相连接的二极管D1，以及与电阻R3并联的电阻R2；所述三极管Q1的基极与时基振荡电路相连。

再进一步的，所述时基振荡电路包括时基芯片U1，一端经电阻R3后与三极管Q1的集电极相连接、另一端与时基芯片U1的OISC管脚相连接的可调电阻R1，一端与时基芯片U1的OISC管脚相连接、另一端与时基芯片U1的R管脚相连接的可调电阻R4，其中一端与时基芯片U1的S管脚相连接、另一端接地的电容C2，以及其中一端与时基芯片U1的MR管脚相连接、另一端接地的电容C3；所述时基芯片U1的VCC管脚与电阻R3与电阻R2的连接点相连接，该时基芯片U1的VO管脚与三极管Q1的基极相连接，所述时基芯片U1的GND管脚接地，该时基芯片U1的S管脚与R管脚相连接。

所述集成运放电路包括运放芯片U2，其中一端与超声波接收器LS2相连接、另一端经电阻R9后与运放芯片U2的IN-管脚相连接的电容C6，一端与运放芯片U2的IN+管脚相连接、另一端接地的电阻R10，以及一端与运放芯片U2的IN-管脚相连接、另一端与运放芯片U2的OUT管脚相连接的电阻R8；所述运放芯片U2的VCC-管脚接地，该运放芯片U2的OUT管脚还与检波电路相连接。

所述检波电路包括N极经电容C7后与运放芯片U2的OUT管脚相连接、P极接地的二极管D3，P极与二极管D3的N极相连接、N极与比较电路相连接的二极管D2，其中一端与二极管D2的N极相连接、另一端接地的电容C8，以及一端与二极管D2的N极相连接、另一端接地的电阻R11。

所述比较电路包括比较芯片U3，其中一端与比较芯片U3的S管脚相连接、另一端接地的电容C9，一端与比较芯片U3的S管脚相连接、另一端接地的电阻R12，以及其中一端与比较芯片U3的MR管脚相连接、另一端接地的电容C10；所述比较芯片U3的GND管脚接地；所述比较芯片U3的S管脚与放大器P1的输出端相连接，该比较芯片U3的R管脚与二极管D2的N极相连接。

更进一步的，所述时基芯片U1和比较芯片U3均为CB555集成芯片；所述运放芯片U2为UA741集成芯片。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型结构简单，实用性强，该系统通过时基振荡电路产生一个基准振荡频率，该振荡频率存在与超声波传感器LS1与超声波接收器LS2之间，在有人位于振荡频率上时，因人体可导电使振荡频率的电平升高，使检波系统输出高电平驱动门禁电子狗开启，从而确保了禁电子狗不出现误开启的情况。

(2)本实用新型设置的有源滤波电路能主动控制输出信号电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流干扰信号，实现了动态跟踪补偿，从而有效的确保了门禁电子狗工作的准确性。

(3)本实用新型设置的一阶低通滤波电路能对时基振荡电路传输的振荡频率中的高频信号进行滤除，并有效降低了振荡频率中的斜率，从而确保了比较电路能得到一个准确的基准频率。

(4)本实用新型设置的超声波发射电路通过时基振荡电路与前置放大电路相结合，能有效的确保振荡频率的稳定性。

(5)本实用新型设置的超声波接收电路通过集成运放电路和检波电路相结合，能有效对振荡频率中的无用频率进行消除；而设置的比较电路能根据振荡频率的变化输出相应的电平来驱动门禁电子狗，从而有效的确保了门禁电子狗发声的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的整体电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本实用新型公开了一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，包括超声波发射电路，与超声波发射电路相连接的超声波接收电路，以及串接在超声波发射电路与超声波接收电路之间的一阶低通滤波电路。

其中，所述超声波发射电路如图1所示，其包括超声波传感器LS1，与超声波传感器LS1相连接的有源滤波电路，与有源滤波电路相连接的前置放大电路，以及与前置放大电路相连接的时基振荡电路。同时，所述超声波接收电路包括与超声波传感器LS1通过无线网络连接的超声波接收器LS2，与超声波接收器LS2相连接的集成运放电路，与集成运放电路相连接的检波电路，以及与检波电路相连接的比较电路。所述比较电路与一阶低通滤波电路相连接；所述超声波传感器LS1的一端与前置放大电路相连接，另一端接地；所述超声波接收器LS2的一端与集成运放电路相连接，另一端接地。

进一步的，如图1所示，所述有源滤波电路包括放大器P2，电阻R16，电阻R17，可调电阻R18，电容C14，电容C15，以及二极管D4。

连接时，二极管D4的N极与放大器P2的输出端相连接，P极接地。电阻R16一端与放大器P2的正极相连接，另一端与放大器P2的正电极相连接。可调电阻R18的一端与二极管D4的P极相连接，另一端与放大器P2的正极相连接。电容C15的其中一端与二极管D4的P极相连接，另一端与放大器P2的正极相连接。电容C14的其中一端经电阻R17后与放大器P2的负极相连接，另一端与前置放大电路相连接。所述放大器P2的输出端与超声波传感器LS1相连接。

本实施例中的放大器P2采用了OP364来实现，电阻R16和电阻R17的阻值均设定为100K，可调电阻R18的阻值设定为1M；电容C14和电容C15的容值设定为1μF；而二极管D4作为信号反馈通道则优先采用了型号为1N4016的二极管D来实现。

其中，所述前置放大电路如图1所示，其包括三极管Q1，电阻R2，电阻R3，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电容C1，电容C4，电容C5，以及二极管D1。

连接时。电容C1的其中一端与超声波传感器LS1相连接，另一端与三极管Q1的集电极相连接。电容C5的其中一端与三极管Q1的发射极相连接，另一端接地。电阻R5的一端与极性电容C1与超声波传感器LS1的连接点相连接，另一端与电容C5的接地端相连接。电阻R6的一端与三极管Q1的集电极相连接，另一端与电容C5的接地端相连接。

同时，电阻R7的一端与三极管Q1的发射极相连接，另一端与电容C5的接地端相连接。电阻R3的一端与时基振荡电路相连接，另一端与三极管Q1的集电极相连接。二极管D1的P极经电容C4后与三极管Q1的集电极相连接，N极经可调电阻R14后与极性电容C11的正极相连接。电阻R2与电阻R3并联。所述三极管Q1的基极与时基振荡电路相连。

本实施例中的三极管Q1优先采用了型号为TO-263的三极管来实现；电阻R2的阻值设定为68k，电阻R3的阻值设定为4.7k，电阻R5的阻值设定为6.1k，电阻R6的阻值设定为12k，电阻R7的阻值设定为1k；电容C1和电容C4以及电容C5的容值均设定为0.1μF；以及二极管D1则优先采用了1N4013型二极管来实现。

再进一步的，所述时基振荡电路包括时基芯片U1，可调电阻R1，可调电阻R4，电容C2，以及电容C3。其中时基芯片U1则采用了CB555集成芯片来实现；而可调电阻R1和可调电阻R4的阻值均设定为1M；电容C2和电容C3的容值均设定为0.1μF。

连接时，可调电阻R1的一端经电阻R3后与三极管Q1的集电极相连接，另一端与时基芯片U1的OISC管脚相连接。可调电阻R4的一端与时基芯片U1的OISC管脚相连接，另一端与时基芯片U1的R管脚相连接电容C2。的其中一端与时基芯片U1的S管脚相连接，另一端接地。电容C3的其中一端与时基芯片U1的MR管脚相连接，另一端接地。

所述时基芯片U1的VCC管脚与电阻R3与电阻R2的连接点相连接，该时基芯片U1的VO管脚与三极管Q1的基极相连接，所述时基芯片U1的GND管脚接地，该时基芯片U1的S管脚与R管脚相连接。在具体的实施时，时基芯片U1的VCC管脚和其MR管脚分别与外部的12V直流电源相连接。

如图1所示，所述集成运放电路包括运放芯片U2，电容C6，电阻R8，电阻R9，以及电阻R10。

连接时，其中一端与超声波接收器LS2相连接，另一端经电阻R9后与运放芯片U2的IN-管脚相连接的电容C6，一端与运放芯片U2的IN+管脚相连接，另一端接地的电阻R10，以及一端与运放芯片U2的IN-管脚相连接，另一端与运放芯片U2的OUT管脚相连接的电阻R8；所述运放芯片U2的VCC-管脚接地，该运放芯片U2的OUT管脚还与检波电路相连接。

为确保集成运放电路的实际使用效果，本实施例中的运放芯片U2采用了UA741集成芯片来实现；电容C6的容值设定为0.1μF；而电阻R8的阻值设定为51k，电阻R9和电阻R10的阻值设定为1k。

更进一步地，所述检波电路包括二极管D3，二极管D2，电容C7，电容C8，以及电阻R11。本实施例中的二极管D3和二极管D2均设定为1N4013型二极管；电容C7和电容C8的容值均设定为0.1μF，电阻R11的阻值设定为1k。

连接时，二极管D3的N极与电容C7的其中一端相连接，P极接地，所述电容C7的另一端与运放芯片U2的OUT管脚相连接。二极管D2的P极与二极管D3的N极相连接，N极与比较电路相连接。电容C8的其中一端与二极管D2的N极相连接，另一端接地。电阻R11的一端与二极管D2的N极相连接，另一端接地。

其中，所述比较电路包括比较芯片U3，电容C9，电容C10，以及电阻R12。其中，为了确保该比较电路的实际使用效果，比较芯片U3采用了CB555集成芯片来实现，电容C9和电容C10的容值设定为0.1μF；电阻R12的阻值设定为1M。

连接时，电容C9的其中一端与比较芯片U3的S管脚相连接，另一端接地。电阻R12的一端与比较芯片U3的S管脚相连接，另一端接地。电容C10的其中一端与比较芯片U3的MR管脚相连接，另一端接地。所述比较芯片U3的GND管脚接地；所述比较芯片U3的S管脚与放大器P1的输出端相连接，该比较芯片U3的R管脚与二极管D2的N极相连接。

最后，所述一阶低通滤波电路如图1所示，其包括放大器P1，可调电阻R13，可调电阻R14，电阻R15，极性电容C11，极性电容C12，以及极性电容C13。

连接时，极性电容C11的负极与放大器P1的负极相连接，正极经可调电阻R13后与放大器P1的正极相连接。可调电阻R14的一端与极性电容C11的正极相连接，另一端作为一阶低通滤波电路的输入端。电阻R15的一端与放大1的正极相连接，另一端接与极性电容C13的负极相连接后接地。

同时，极性电容C12的负极与放大器P1的正极相连接，正极与极性电容C13的正极相连接。所述可调电阻R13的可调端与可调电阻R14的可调端相连接；所述放大器P1的输出端作为一阶低通滤波电路的输出端。

本实施例中的放大器P1优先采用了OP07型来实现，可调电阻R13和可调电阻R14的阻值设定为22K；极性电容C11的容值设定为0.47μF，极性电容C12和极性电容C13的容值均设定为0.1μF。该电流在运行时，通过可调电阻R13和可调电阻R14的阻值的调整来决定所滤除的高频信号的范围，极性电容C12和极性电容C13以及电阻R15形成一个环形滤波器，对振荡频率中的斜率进行有效的抑制，从而确保了比较电路能得到一个准确的基准频率。

具体的运行时，接通电源，时基振荡电路产生振荡，提高调整可调电阻R1和可调电阻R4，使时基芯片U1产生一个40KHz的振荡频率，该振荡频率通过时基芯片U1的VO管脚传输给前置放大电路，该前置放大电路的三极管Q1与电阻R7以及电容C5形成的放大器，对振荡频率中的微弱频率进行放大，而放大后的频率则通过电容C1进行耦合。其耦合中频率会吸入大量电子元件的电流信号，此时，有源滤波电路的电容C14和电阻R17则可对频率信号中的干扰电流信号进行抑制，其可调电阻R18和电容C15以及放大器P2形成频率相位补偿器，在放大器P2输出的信号电平为低电平时，二极管D4导通，信号通过二极管D4进入频率相位补偿器，频率相位补偿器并快速响应对频率的相位进行补偿，其通过调整可调电阻R18的阻值来实现对频率相位的补偿，从而使信号频率始终能保持高电平状态，使超声波传感器LS1发射出超声波。其超声波接收器LS2对其超声波进行接收，当有人位于超声波传感器LS1与超声波接收器LS2正极时，因人体带电，其超声波接收器LS2接收的振荡频率升高，升高后的振荡频率通过集成运放电路的电容C6进行耦合，电容C6并将耦合后的振荡频率传输给运放芯片U2，运放芯片U2对振荡频率进行放大，放大后的振荡频率经运放芯片U2的OUT管脚传输给检波电路。

该检波电路的电容C7对振荡频率中干扰频率进行抑制，使振荡频率更稳定，过滤后的振荡频率则通过二极管D2和二极管D3进行检波，即使振荡频率的高低波段实现分离，使信号的带宽更加清晰。处理后的振荡频率输入到由比较芯片U3组成的比较电路，该电路中的电容C9和电阻R12将时基振荡电路的所产生的振荡频率反馈给比较芯片U3，此时，比较芯片U3的VO管脚上的振荡频率高于基准振荡频率，比较芯片U3输出高电平，传输与比较芯片U3相连接的外部扬声器开始发声。因此，本实用新型能对门禁电子狗的发声进行准确的控制，有效的防止了出现误开启的情况。

如上所述，便可很好的实现本实用新型。

Claims (9)

1.一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，其特征在于，包括超声波发射电路，与超声波发射电路相连接的超声波接收电路，以及串接在超声波发射电路与超声波接收电路之间的一阶低通滤波电路；所述超声波发射电路包括超声波传感器LS1，与超声波传感器LS1相连接的有源滤波电路，与有源滤波电路相连接的前置放大电路，以及与前置放大电路相连接的时基振荡电路；所述前置放大电路与一阶低通滤波电路相连接；所述一阶低通滤波电路包括放大器P1，极性电容C13，负极与放大器P1的负极相连接、正极经可调电阻R13后与放大器P1的正极相连接的极性电容C11，一端与极性电容C11的正极相连接、另一端作为一阶低通滤波电路的输入端的可调电阻R14，一端与放大1的正极相连接、另一端接与极性电容C13的负极相连接后接地的电阻R15，以及负极与放大器P1的正极相连接、正极与极性电容C13的正极相连接的极性电容C12；所述可调电阻R13的可调端与可调电阻R14的可调端相连接；所述放大器P1的输出端作为一阶低通滤波电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，其特征在于：所述有源滤波电路包括放大器P2，N极与放大器P2的输出端相连接、P极接地的二极管D4，一端与放大器P2的正极相连接、另一端与放大器P2的正电极相连接的电阻R16，一端与二极管D4的P极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接的可调电阻R18，其中一端与二极管D4的P极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接的电容C15，以及其中一端经电阻R17后与放大器P2的负极相连接、另一端与前置放大电路相连接的电容C14；所述放大器P2的输出端与超声波传感器LS1相连接。

3.根据权利要求2所述的一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，其特征在于：所述超声波接收电路包括与超声波传感器LS1通过无线网络连接的超声波接收器LS2，与超声波接收器LS2相连接的集成运放电路，与集成运放电路相连接的检波电路，以及与检波电路相连接的比较电路；所述比较电路与一阶低通滤波电路相连接；所述超声波传感器LS1的一端与前置放大电路相连接、另一端接地；所述超声波接收器LS2的一端与集成运放电路相连接、另一端接地。

4.根据权利要求3所述的一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，其特征在于：所述前置放大电路包括三极管Q1，其中一端与超声波传感器LS1相连接、另一端与三极管Q1的集电极相连接的电容C1，其中一端与三极管Q1的发射极相连接、另一端接地的电容C5，一端与极性电容C1与超声波传感器LS1的连接点相连接、另一端与电容C5的接地端相连接的电阻R5，一端与三极管Q1的集电极相连接、另一端与电容C5的接地端相连接的电阻R6，一端与三极管Q1的发射极相连接、另一端与电容C5的接地端相连接的电阻R7，一端与时基振荡电路相连接、另一端与三极管Q1的集电极相连接的电阻R3，P极经电容C4后与三极管Q1的集电极相连接、N极经可调电阻R14后与极性电容C11的正极相连接的二极管D1，以及与电阻R3并联的电阻R2；所述三极管Q1的基极与时基振荡电路相连。

5.根据权利要求4所述的一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，其特征在于：所述时基振荡电路包括时基芯片U1，一端经电阻R3后与三极管Q1的集电极相连接、另一端与时基芯片U1的OISC管脚相连接的可调电阻R1，一端与时基芯片U1的OISC管脚相连接、另一端与时基芯片U1的R管脚相连接的可调电阻R4，其中一端与时基芯片U1的S管脚相连接、另一端接地的电容C2，以及其中一端与时基芯片U1的MR管脚相连接、另一端接地的电容C3；所述时基芯片U1的VCC管脚与电阻R3与电阻R2的连接点相连接，该时基芯片U1的VO管脚与三极管Q1的基极相连接，所述时基芯片U1的GND管脚接地，该时基芯片U1的S管脚与R管脚相连接。

6.根据权利要求5所述的一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，其特征在于：所述集成运放电路包括运放芯片U2，其中一端与超声波接收器LS2相连接、另一端经电阻R9后与运放芯片U2的IN-管脚相连接的电容C6，一端与运放芯片U2的IN+管脚相连接、另一端接地的电阻R10，以及一端与运放芯片U2的IN-管脚相连接、另一端与运放芯片U2的OUT管脚相连接的电阻R8；所述运放芯片U2的VCC-管脚接地，该运放芯片U2的OUT管脚还与检波电路相连接。

7.据权利要求6所述的一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，其特征在于：所述检波电路包括N极经电容C7后与运放芯片U2的OUT管脚相连接、P极接地的二极管D3，P极与二极管D3的N极相连接、N极与比较电路相连接的二极管D2，其中一端与二极管D2的N极相连接、另一端接地的电容C8，以及一端与二极管D2的N极相连接、另一端接地的电阻R11。

8.根据权利要求7所述的一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，其特征在于：所述比较电路包括比较芯片U3，其中一端与比较芯片U3的S管脚相连接、另一端接地的电容C9，一端与比较芯片U3的S管脚相连接、另一端接地的电阻R12，以及其中一端与比较芯片U3的MR管脚相连接、另一端接地的电容C10；所述比较芯片U3的GND管脚接地；所述比较芯片U3的S管脚与放大器P1的输出端相连接，该比较芯片U3的R管脚与二极管D2的N极相连接。

9.根据权利要求8所述的一种低干扰的门禁电子狗用检波系统，其特征在于：所述时基芯片U1和比较芯片U3均为CB555集成芯片；所述运放芯片U2为UA741集成芯片。