电压跟随脉冲响应 电压跟随脉冲响应(小信号)
输出特性电流起伏 电流极限
第三章 工作原理
3.1电路原理图,原理框图,PCB图
图3-1 为电路原理图,图3-2为原理框图,图3-3为PCB图
3.2 工作原理描述
电路的工作原理见图3-2。电路由红外发射、红外接收、电源等部分组成。红外发射管与接收管相距并列,发射部分产生窄脉冲红外光束,当遇有反射物(如人手)时,红外接收管就输出脉冲电流,经放大、处理,驱动自来水电磁阀吸合,自来水流出;若反射物撤离,红外接收管输出的脉冲电流很小,抗干扰电路无脉冲序列输出,自来水电磁阀关闭,自来水终止。
图3-1电路原理图
反射物 +19V
AC220V +12V 入水
图3-2 原 理 框 图 出水
图3-3 PCB 图
3.2.1 红外脉冲发生器
为了能够增大红外线的发射能量,由U1A(1/4LM324)、R1~R5、D1、C5组成窄脉冲振荡器,R3为放大器提供了正反馈的回路。U1A有两个阀值,其中
VT+=R2×VCC/(R1//R3+R2)=7.14 V
VT-=(R2//R3)×VCC/(R1//R3+R2)=3.58 V
设上电时C5的端电压为零,U1A的输出Uo为高电平,所以这时的阀值为V T+,输出高电平通过R4、D1对C5充电(由于D1的正向导通电阻很小,所以与其并联的R5=470K可以忽略不计),当UC5的电压达到VT+时,U1A的输出跳为低电平,C5的电压通过R5(由于的反向导通电阻很大,所以可以忽略不计)、R4放电,当放电电压达到VT-时,U1A的输出Uo为高电平,周而复始,产生了自激振荡。充放电的波形见图3-4A。
UC5
VT+
VT-
TUo(图中A点) TL TH t
图3-4A C5充放电的波形
由图可见,振荡器的输出波形为一窄脉冲,其中
TH= R4*C5*ln(VCC- VT-)/(VCC- VT+)=22*103*0.01*10-6* ln(12-3.58)/(12-7.14)=0.12(mS)
TL=(R4+R5)*C5*ln(0- VT+)/(0- VT-)=(22+470)*103*0.01*10-6* ln(7.14/3.58)=3.39(mS)
所以,振荡周期T=0.12+3.39=3.51(mS)
振荡频率f =285(HZ)
占空比δ=TH/T=0.12/3.39=3.4%
图3-1中L2为红外发射管,为了增强驱动红外发射能力,图中由Q2组成的射极输出器,增加了输出电流。C6(220μF)的作用是为脉冲电流提供能量。