低功耗人體紅外線感應(yīng)信號處理器BISS0001
臺灣產(chǎn) BISS0001 是為各種傳感器配套設(shè)計(jì)的專用集成電路，采用CM OS工藝制造。其外圍器件大大減少，節(jié)約了空間和成本及調(diào)試時(shí)間，提高整機(jī)可靠性，可廣泛應(yīng)用於照明控制、馬達(dá)和電磁閥控制，防盜報(bào)警等領(lǐng)域。
壹、BISS0001特點(diǎn)
◆ COMS 數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐? 相容所有BISS0001 。
◆ 具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號預(yù)處理。
◆ 雙向鑒幅器可有效抑制幹?jǐn)_。
◆ 內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器，結(jié)構(gòu)新穎、穩(wěn)定可靠，調(diào)節(jié)範(fàn)圍寬。
◆ 內(nèi)置參考電源。
◆ 工作電壓範(fàn)圍寬 +3V~+5V 。
◆ 16 腳SOP 封裝。
二、 BISS0001封裝圖
圖1 BISS0001( 相容 BISS0001 ) 外引線連接圖
三、 BISS0001原理框圖
圖2 : BISS0001(相容BISS0001) 原理框圖
四、 BISS0001工作原理
圖 2 為BISS0001( 相容B ISS0001) 紅外傳感信號處理器的原理框圖。外接元件由使用者根據(jù)需要選擇
由圖可見BISS0001 是由運(yùn)算放大器、電壓比較器和狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器、封鎖時(shí)間定時(shí)器及
參考電壓源等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路?？蓮V泛應(yīng)用於多種傳感器和延時(shí)控制器。
各引腳的定義和功能如下：
VDD — 工作電源正端。範(fàn)圍為3~5V。
VSS — 工作電源負(fù)端。壹般接0V。
IB — 運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端。經(jīng)R B 接VSS 端，R B 取值為1.5M? 左右。
1N- — 第壹級運(yùn)算放大器的反相輸入端。
1N+ — 第壹級運(yùn)算放大器的同相輸入端。
1OUT — 第壹級運(yùn)算放大器的輸出端。
2IN- — 第二級運(yùn)算放大器的反相輸入端。
2OUT — 第二級運(yùn)算放大器的輸出端。
VC — 觸發(fā)禁止端。當(dāng)VC VR 允許觸發(fā)。VR ≈ 0.2VDD。
VRF — 參考電壓及復(fù)位輸入端。壹般接VDD，接“0 ”時(shí)可使用定時(shí)器復(fù)位。
A — 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)端。當(dāng)A = “1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)，當(dāng)A = “0”時(shí)。不可重復(fù)觸發(fā)。
VO — 控制信號輸出端，由V5 的上跳變沿觸發(fā)使VO 從低電平跳變到高電平時(shí)為有效觸發(fā)。在輸出延
遲時(shí)間T X 之處和無V5 上跳變時(shí)VO 為低電平狀態(tài)。
RR1 RC1 — 輸出延遲時(shí)間T X 的調(diào)節(jié)端。TX ≈ 49152R 1 C1 。
RR2 RC2 — 觸發(fā)封鎖時(shí)間T I 的調(diào)節(jié)端。T I ≈ 48R 2C 2 。
我們先以圖3 所示的不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的各點(diǎn)波形，來說明BISS0001(相容BISS0001) 的工作過程。
首先，由使用者根據(jù)實(shí)際需要，利用運(yùn)算放大器OP1 組成傳感信號預(yù)處理電路，將信號放大。然後綜合 給運(yùn)算放大器OP2 ，再進(jìn)行第二級放大，同時(shí)將直流電位擡高為VM（≈ 0.5VDD）後，送到由比較器COP 1 和 COP 2 組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號VS。由於VH ≈ 0.7V DD、VL ≈ 0.3VDD，所以當(dāng)VDD = 5V 時(shí)，可有效地抑制±1V 的噪聲幹?jǐn)_，提高系統(tǒng)的可靠性。COP 1 是壹個(gè)條件比較器。當(dāng)輸入電壓VC VR 時(shí)，COP 1 輸出為高電 平，打開與門U2 ，此時(shí)若有觸發(fā)信號VS 的上跳變沿到來，則可啟動延遲時(shí)間定時(shí)器，同時(shí)VS 端輸出為高電平，進(jìn)入延時(shí)周期。當(dāng)A 端接“0 ”電平時(shí)，在TX 時(shí)間內(nèi)任何V2 的變化都被忽略，直至TX 時(shí)間結(jié)束，即所 謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)TX 時(shí)間結(jié)束時(shí)，V2 下跳回低電平，同時(shí)啟動封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期Ti 。在Ti 周期內(nèi)，任何V2 的變化都不能使VO 為有效狀態(tài)。這壹功能的設(shè)置，可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種幹?jǐn)_。
下面再以圖4 所示可重復(fù)觸發(fā)工作方式下各點(diǎn)的波形，來說明 BISS0001( 相容BISS0001) 在此狀態(tài)下的工作過程。
在VC = “0 ”、A =“0 ”期間，V5 不能觸發(fā)V0 為有效狀態(tài)。在VC = “1 ”、A =“1 ”時(shí)，V5 可重復(fù)觸發(fā)VO 為有效狀態(tài)，並在T X 周期內(nèi)壹直保持有效狀態(tài)。在T X 時(shí)間內(nèi)，只要有V5 的上跳變，則VO 將從V5 上跳變時(shí)刻算起繼續(xù)延長壹個(gè)TX 周期1 若VS 保持“1 ”狀態(tài)，則VO 壹直保持有效狀態(tài)；若V5 保持為“0 ”狀態(tài)，則在TX 周期結(jié)束後VO 恢復(fù)為無效狀態(tài)，並且在封鎖時(shí)間T I 時(shí)間內(nèi)，任何VS 的變化都不能觸發(fā)VO 為有效狀態(tài)。 通過以上分析，我們已對BISS0001(相容BISS0001) 的電路結(jié)構(gòu)和工作過程有了全面的了解，可以看出該器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，功能強(qiáng)，可在廣闊的領(lǐng)域得到應(yīng)用。
五、 BISS0001極限參數(shù)：（VSS = 0V）
電源電壓：-0.5V~ +6.0V
輸入電壓範(fàn)圍：-0.5V~6V(VDD = 6V)
各引出端最大電流：±10mA(V DD = 5V)
工作溫度：-10 ℃ ~ + 70 ℃
存放溫度：-65 ℃ ~ 150℃
六、BISS0001電氣特性(測試條件為室溫25℃)
七、BISS0001應(yīng)用電路圖
熱釋電紅外開關(guān)是BISS0001(相容BISS0001) 配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成的被動式紅外開關(guān)。它能自動快速開啟各類白熾燈、螢光燈、蜂鳴器、自動門、電風(fēng)扇、烘幹機(jī)和自動洗手池等裝置，是壹種高技術(shù)產(chǎn)品。特別適用於企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用於安全區(qū)域的自動燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。
熱釋電紅外傳感器是壹種新型敏感元件、它是由高熱電系數(shù)材料，配以濾光鏡片和阻抗匹配用場效應(yīng)管組成。它能以非接觸方式檢測出來自人體發(fā)出的紅外輻射，將其轉(zhuǎn)化成電信號輸出，並可有效抑制人體輻射波長以外的幹?jǐn)_輻射。如陽光、燈光及其反射燈。
此例中BISS0001(相容BISS0001) 的運(yùn)算放大器OP1 作為熱釋電紅外傳感器的前置放大，由C3 藕全給運(yùn)算放大器OP2 進(jìn)行第二級放大。再經(jīng)由電壓比較器COP1 和COP2 構(gòu)成的雙向鑒幅器處理後，檢出有效觸發(fā)信號去啟動延遲時(shí)間定時(shí)器。輸出信號經(jīng)晶體管T1、驅(qū)動繼電器去接通負(fù)載。R3 為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照明度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮，R3 的電阻值會降低，使9 腳輸入為低電平而封鎖觸發(fā)信號，節(jié)省照明用電。若應(yīng)用於其他方面，則可用遮光物將其罩住而不受環(huán)境影響。SW1 是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng)SW1 與1端連通時(shí)，紅外開關(guān)處於可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)SW1 與2 端連通時(shí)，紅外開關(guān)則處於不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。
