簡單的人體接近探測器電路

本文介紹一種電路簡單、靈敏度高、具有溫度補償功能的人體接近探測器，電路見圖。

圖中的集成運放、門電路、阻容元件構(gòu)成人體接近探測器電路，其中反向器T1、1MHz晶振及阻容元件組成1MHz振蕩器，振蕩信號經(jīng)T2整形輸出方波信號。用一塊25cm2的敷銅板構(gòu)成感應(yīng)器，當(dāng)人體靠近敷銅板時，人體相當(dāng)于另一極板，會產(chǎn)生隨人體靠近而增大的電容，容量為2～6pF。這一電容增量會使后面的IC3輸出脈沖占空比與電容增量成比例的脈沖信號。T2輸出的方波一路經(jīng)R3輸入比較器IC1B，放大后加至異或門IC3的一個輸入端;另一路先經(jīng)R1、C1延時，再由比較器IC1A放大后加至異或門IC3的另一輸入端，從而使異或門IC3輸出的方波信號的占空比正比于輸入電路中R1C1的延時，再經(jīng)R6、C4濾波后產(chǎn)生與人體接近距離成比例的直流電壓。

在實際使用中，IC1比較器自身傳輸延時的微小變化可能會掩蓋電容C1的微小變化，因此本電路采用具有相同特性參數(shù)的雙比較器電路，它能分辨納秒以下的時間差，還能將自身的傳輸延時及失調(diào)電壓、溫度漂移等的影響抵消，從而使TP點輸出信號電壓僅正比于R1、C1的延時。

圖中電容C1實際包括一個33pF固定電容、25cm2感應(yīng)板對地電容和同軸電纜輸入電容三部分，在無人接近探測器時，上述三種電容并聯(lián)之和約為48pF，它將產(chǎn)生0.69R1C1=16.5ns的固定延時;當(dāng)有人靠近感應(yīng)板時，電容增至50～54pF，它將產(chǎn)生17.3～18.6ns的延時，兩路方波的時間差為0.8～2.1ns，對能分辨納秒以下時間差的雙比較器而言，是能夠保證所需的轉(zhuǎn)換靈敏度的。

運放IC2A的作用是對TP點的直流電壓提供偏置并放大，調(diào)整電位器R11可以設(shè)定對應(yīng)于人體接近感應(yīng)板不同距離的門限值。運放IC2B及功率放大管Q1構(gòu)成滯回比較器，將IC2A輸出電壓放大，通過R14的正反饋可保證Q1迅速可靠導(dǎo)通，點亮LED。若把LED換成繼電器，當(dāng)人體接近時，繼電器動作，可控制其他各種執(zhí)行機構(gòu)，以實現(xiàn)各種自動控制功能。