CN86209889U - 微功耗红外线报警器 - Google Patents

Abstract

一种电池供电的微功耗红外线报警装置。它由可控硅调制红外线脉冲发射器和红外线脉冲接收报警器两部分构成。由于红外线脉冲发射器采用了占空比很小的调制方式，且用可控硅电路组成；红外线脉冲接收报警器的报警音响电路使用了专用CMOS集成电路，所以这两部分电路简单、耗电极微。本装置使用方便灵活，能适应多种场合作安全、警戒、防盗之用。

Description

本发明是用于安全、警戒、防盗的一种微功耗红外线报警装置。

现有的红外线报警器一般由被调制的红外线发射器和红外线接受报警器构成。其中红外线发射器的调制器通常由晶体管电路或集成电路构成。并采用平均调制方式，因此耗电量较小，电源电流为数十毫安以上，所以一般用市电供应的方式，这样给使用者带来了不便。

本发明的任务是提出了一个与现有技术相比成本更低、体积更小、耗电极微的红外线报警装置。

本发明的工作原理：本发明是由可控硅调制红外线脉冲发射器和红外线脉冲接收转换器、带通放大器、脉冲扩展器及报警音响电路构成，当可控硅调制红外线脉冲发射器发出占空比很小，峰值功率很大的红外线脉冲时，相应的红外线脉冲接收转换器及带通放大器将这一个个红外线脉冲转换放大成一个个高电平脉冲，该脉冲通过脉冲扩展成脉宽略大于红外线脉冲周期的低电平脉冲，这样连续均匀的红外线脉冲就能使脉冲扩展器始终输出连续的低电平，使之不能触发下一级的报警音响电路工作；一旦人或物穿过红外线发射器和接收器之间的“警戒”线时，也即当红外线脉冲接收转换器失掉一个或一个以上的红外线脉冲时，脉冲扩展器就不能保持输出低电平而输出高电平，并触发下一级的报警音响电路工作，发出警报声。由于红外线脉冲发射器采用了占空比很小的调制方式，并用可控硅电路组成，使得红外线脉冲发射器的耗电量和电路复杂程度大大下降，而红外线接收报警器部分的报警电路又采用了专用的CMOS集成电路且在其余几部分电路设计上也有所考究，使得红外线脉冲接收报警部分电路简单，静态耗电量也很低。

下面结合本发明的最佳实施方案对本发明的原理作进一步说明。

附图1是本发明最佳实施方案的电路原理图。

图1a是可控硅调制红外线脉冲发射器电路原理图。

可控硅调制红外线脉冲发射器是这样构成的，可控硅T的阳极①与红外发光二极管D的负极相连；二极管D的正极②与电容C1的一端，电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，R1的另一端与可控硅控制极③相连，R2的另一端接电源正极，电容C1的另一端和可控硅的阴极均接电源的负极。其工作原理是：通电后，电容C1通过电阻R2充电，使电容两端的电压逐步升高。当电压升高到流过电阻R1上的电流超过可控硅的触发电流时，可控硅导通。电容C1通过红外二极管D和可控硅T迅速放电，使红外二极管D发出很强的红外线脉冲，当放电电流迅速减    小到可控硅导通维持电流时，可控硅阻断。电容C1重新充电。这样周而复始便形成了占空比很小，瞬时功率较大的红外线脉冲。显然，要这个电路能正常工作，必须保证流过电阻R2的电流小于可控硅导通维持电流。同时该维持电流应大于触发电流。只有触发电流远小于维持电流，才能使R1取值较大，电容两端的电压才能充到接近电源电压，发出的红外线脉冲功率才大。

这里考虑到人以较快的速度穿过红外线脉冲发射器和接收报警器之间的“警戒线”时的遮挡时间约为50ms。因此选定脉冲重复频率为20HZ左右。这样当人穿过“警戒线”时，就会使红外线脉冲接收器至少失掉一个或一个以上的红外线脉冲，脉冲宽度是根据红外发光二极管和光电三极管的最高工作频率确定的，考虑一定的量。选定脉宽为10μS左右。这样占空比约为1：5000。脉冲重复频率由R2和C1的值确定，脉宽由C1和红外二极管的内阻及可控的内阻决定。

图1b是红外线脉冲接收报警器的电路原理图。它由光电转换器、带通放大器、脉冲扩展器和报警音响电路组成。

由光电三极管BG1和电阻R3构成了光电转换电路。

由BG2、BG3、BG4等元件组成了带通放大器，其原理是：在普通的放大器基础上，减小耦合电容C2、C8、C10的容量。使它们与所在的前、后级输入电阻构成三节RC高通滤波器，加上发射极旁路电容容量也选得较小，使放大器低频衰减率大于18dB／倍频程；又由于三极管本身结电容和增加的两只高频负反馈电容C6、C9的作用，使放大器对高频也有很大的衰减，这样即形成了所谓的带通放大器。这里考虑到红外线脉冲宽度约为10μS，它在100KHZ处有较大的谐波分量。因此调整耦合电容C2、C8、C10的值，使低频衰减的转折频率为几十KHZ。这样很好地衰减了50HZ的光源的干扰，大大提高了工作的可靠性。高频衰减转折频率约为几百KHZ，它由C6和C9确定，C6、C9同时兼有防止寄生振荡的作用。

由BG5与R13、R14、R15和电容C11组成了所谓脉冲扩展电路，它的工作原理是：BG5本身工作在接近截止的放大状态，当它的基极送入连续均匀的一个个高电平脉冲时，BG5一次次饱和将电容C11通过R15一次次充的电荷一次次地放掉，使电容C11上的电压始终不能充到下一级报警音响电路的触发电平。当BG5的基极一旦失掉一个或一个以上的高电平脉冲时，电容C11即能通过R15充电到下一级报警音响电路的触发电平，并使之报警。调整R15和C11的值，使C11的充电电压达到触发电压的时间略长于红外线脉冲重复周期并小于该周期的二倍。

报警音响电路是由专用的CMOS集成音响电路和BG6等元件构成的，其原理不再多叙。

附表一给出了本发明实施方案各元件参数的具体值。

按附表一给出的元件参数值所实验的结果如下：

工作环境：无阳光或强光直射光电三极管探头。

可靠警戒距离：15米。

发射器电源消耗：6V×180μA。

接收报警器电源消耗（静态）：6V×290μA

本发明与现有技术相比无论是消耗电量、电路复杂程度、体积都大大下降，成本也有所降低。特别是由于耗电量很低，可采用干电池供电，这给使用者带来了很大的方便：可以任意移动发射器和接收报警器的位置，从而增加了报警装置本身的隐蔽性。本发明的报警音响部分还能方便地设计无线和有线遥控。

此外，对于需要触发电流较大（与维持电流相比）的可控硅，还可以采用附图2的几种连接方式构成可控硅调制红外线脉冲发射器。根据这一原理很容易构成各种场合需要的直流电源供电的瞬时大电流脉冲源。

                附表1：

Claims (2)

1、一种电池供电的微功耗红外线报警装置。它由红外线脉冲发射器和红外线脉冲接收报警器构成，其特征在于所说的红外线脉冲发射器是由一支单向可控硅，电阻、电容及电源构成的可控硅调制红外线脉冲发射器。

2、权利要求1所述的可控硅调制红外线脉冲发射器其特征是可控硅T的阳极①与红外发光二极管D的负极相连，二极管D的正极②与电容C1的一端。电阻R1的一端和电阻R2的一端连接。R1的另一端与可控  控制极③相连。R2的另一端接电源正极。电容C1的另一端和可控硅的阴极均接电源的负极。

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