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紅外線控制自動水龍頭畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2026-07-25 01:42 本頁面

　

【文章內(nèi)容簡介】有一個外部2與腳5與6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號，利用電源通過RR2向C充電，以及C通過R2向放電端C1放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在1/3VCCt和2/3Vcc之間充電和放電。555電路要求R1與R2均應(yīng)大于或等于1K,但R1＋。外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時器配以少量的元件即要獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。因此這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。圖34 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器接收和放大電路紅外接收，放大的功能：紅外調(diào)制信號被紅外接收光敏二極管接收并轉(zhuǎn)換為電信號，在經(jīng)UA741型運(yùn)算放大集成電路運(yùn)算放大，放大后的信號送入NE567型音頻鎖相環(huán)譯碼器集成電路進(jìn)行選頻。紅外接收，放大的組成是由接收光敏二極管，UA741型運(yùn)算放大集成電路組成。圖35 紅外接收放大電路光電元件特點(diǎn)是其高精度、高分辨率、大動態(tài)范圍，利用光敏元件上的光電流隨光強(qiáng)變動而變化這一現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)幾何增量，光電傳感器可廣泛地應(yīng)用于靜態(tài)測量、動態(tài)測量及自動化控制等領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)中接收部分就采用了光敏二極管。光電傳感器工作原理光電傳感器的基本轉(zhuǎn)換原理是將被測量參數(shù)轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后將光信號作用于光電元件轉(zhuǎn)換成電信號的輸出。常用的光電傳感器是采用發(fā)光二極管作為光源，光源經(jīng)過透鏡聚焦于空間某一點(diǎn)。如果在該點(diǎn)有障礙物，U0光就照不到光敏二極管上，電路處于偏置狀態(tài)，PN結(jié)截止，反向電流很小。當(dāng)沒有障礙物遮擋時，光照到光敏二極管上時，PN結(jié)附近產(chǎn)生電子——空穴對，漂移過PN結(jié)，產(chǎn)生光電流。此時，光電流與光照強(qiáng)度成正比，光敏二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。具體方法是在光源側(cè)使用發(fā)光二極管，在受光側(cè)使用光敏二極管，并將信號處理電路集成制作在一塊芯片上。它的特點(diǎn)是體積小，可靠性高，工作電源電壓范圍寬，接口電路的復(fù)雜程度大幅度減少，可直接與TTL，LSTTL和CMLS電路芯片連接。運(yùn)算放大器分析運(yùn)算放大器主要由輸入級、中間放大級、輸出級和偏置電路等四部分組成，如圖35所示。中間放大級互補(bǔ)對稱輸出級偏置電路差分放大級+uI+VCCVCC+u0圖36 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器的偏置電路與分立放大電路的偏置電路設(shè)計(jì)有很大不同，主要由各種形式的恒流源電路實(shí)現(xiàn)，熟悉各種形式的恒流源電路是閱讀運(yùn)放電路的基礎(chǔ)。運(yùn)算放大器的輸入級通常是差分放大電路，其主要功能是抑制共模干擾和溫漂，雙極型運(yùn)放中差分管通常采用CCCB復(fù)合管，以便拓展通頻帶；運(yùn)算放大器的中間級采用共射或共源電路，并采用恒流源負(fù)載和復(fù)合管以增加電壓放大倍數(shù)。雙極型運(yùn)算放大器的輸出級采用互補(bǔ)輸出形式，其主要功能是提高負(fù)載能力并增大輸出電壓和電流的動態(tài)范圍。二只輸出管輪流導(dǎo)通，每管工作在乙類狀態(tài)。為消除交越失真，通常會給輸出管提供適當(dāng)?shù)钠秒娏鳎屍涔ぷ髟诩滓翌悹顟B(tài)。由于集成電路工藝的限制，各級之間采用直接耦合。為保證輸入短路時，輸出直流電平為零，有時還需要在級間加入電平移動電路。圖37是uA741運(yùn)算放大電路的等效電路圖，對其基本工作原理的分析。圖37 uA741運(yùn)算放大電路的等效電路圖運(yùn)放電路的結(jié)構(gòu)分解輸入級是一個差動放大電路，主要由TT3（共集共基組合）和TT4組成。中間放大級由T1T1T23組成共集—共射電路；輸出級由T1T20組成互補(bǔ)輸出電路。基準(zhǔn)電流分析T1TREF、T11組成運(yùn)放的基準(zhǔn)電流源，RREF中得到的基準(zhǔn)電流為IREF =（VCC+VEE）/RREF ②式靜態(tài)偏置分析T10與T11構(gòu)成微鏡像電流源，一方面給TT4的基極提供偏置，另一方面由TT9構(gòu)成的鏡像電流源給TTTT4的集電極提供恒流偏置，同時作為TT2的恒流負(fù)載。T13是多集電極管，它與T12構(gòu)成鏡像電流源。T13A一方面給T17提供偏置電流，同時作為T17的有源負(fù)載。T13B則是給T23提供偏置電流，同時作為T23的有源負(fù)載。將電路中的鏡像直流電流源用等效恒流源代替，得到等效直流通路如圖38所示。圖38 等效直流通路電路圖交流分析差分輸入級中的TTT7管構(gòu)成高精度交流鏡像電流源，ic3=ic6，因而提供給T16的電流為△i16B=△iC4△ic6=△ic4△ic4△ic3≈2△ic4，使單端輸出的差分電路達(dá)到雙端輸出的效果。TT7同時分別作為TT4的有源負(fù)載。電容C的作用是進(jìn)行相位補(bǔ)償，用于防止該運(yùn)放可能產(chǎn)生的自激振蕩。輸出級中的T18，T19，R8給互補(bǔ)輸出管T14，T20提供靜態(tài)偏置，以消除交越越失真。RR11是輸出限流保護(hù)用取樣電阻，當(dāng)輸出電流過大時，T15或T20導(dǎo)通，通過T2T24組成的鏡像電流源，將該電流鏡像至T23的另一個基極，通過負(fù)反饋抑制輸出電流的增大。控制電路控制電路的基本組成控制電路主要由時基集成電路NE555，LM567型音頻瑣相環(huán)譯碼器基成電路，開關(guān)晶體管V，延時電容器C6，繼電器K，二極管VD2，電磁閥YV及有關(guān)外圍元件組成。傳輸來的外來頻率信號被LM567接收，比較判斷輸出的信號來驅(qū)動晶體管VT，當(dāng)加在LM567 3腳的外來信號頻率與LM567相同時，IC2的8腳輸出低電平，使VL截止，IC3的2腳為高電平，3腳輸出低電平，繼電器K不工作，電磁閥YV關(guān)閉。當(dāng)洗手或用器皿取水，手或物體將VL發(fā)出的紅外線遮擋住時，IC2的8腳將由低電平變?yōu)楦唠娖剑咕w管VT導(dǎo)通，IC3的2腳電位降低，3腳輸出高電平，繼電器K吸合，常開觸點(diǎn)接觸，電磁閥YV通電將水龍頭打開。當(dāng)遮擋物離開后，電磁閥YV延時工作一段時間后自動關(guān)閉。控制電路的電路圖及分析圖39 控制電路 LM567為通用音調(diào)譯碼器，當(dāng)輸入信號于通帶內(nèi)時提供飽和晶體管對地開關(guān)，電路由I與Q檢波器構(gòu)成，由電壓控制振蕩器驅(qū)動振蕩器確定譯碼器中心頻率。圖310 LM567譯碼電路用外接電阻20比1頻率范圍；邏輯兼容輸出具有吸收100mA電流吸收能力；寬信號輸出與噪聲的高抑制；對假信號抗干擾；高穩(wěn)定的中心頻率；；電源電壓5V15V，推薦使用9V；應(yīng)用舉例：輸入端接104電容，輸出端接上拉電阻10K，CC2為1uF。RC1決定振蕩頻率，一般C1為104電容，R1為10K200K。電源電壓為9V。圖311 74HC00管腳圖LM567是一片鎖相環(huán)電路，采用8腳雙列直插塑封。其⑤、⑥腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2，f2≈1/。其①、②腳通常分別通過一電容器接地，形成輸出濾波網(wǎng)絡(luò)和環(huán)路單級低通濾波網(wǎng)絡(luò)。②腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。①腳所接電容的容量應(yīng)至少是②腳電容的2倍。③腳是輸入端，要求輸入信號≥25mV。⑧腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個集電極開路的三極管，允許最大灌電流為100mA。～9V，

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