创新电子系统设计报告(赵小峰)

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1、课程设计报告题目热释电红外报警系统设计课程名称创新电子系统设计院部名称信息技术学院专业电子信息工程班级09电子信息工程（2）班学生姓名赵小峰学号0905104047课程设计地点电工电子综合实验室课程设计学时60学时指导教师黄寒华金陵科技学院教务处制一、目的与要求“创新电子系统设计”课程是专业教学计划中设置的独立实践环节，其主要目的为加强对学生创新意识、创新精神和创新能力的培养，鼓励和倡导学生积极参加学科竞赛、课外科技和科研活动、创造发明活动和各类社会实践活动，提高学生综合素质，促进学生个性发展。要求学生能在老师的指

2、导下，自主完成一个较复杂综合电子系统设计与制作的全过程，或者通过参加各类各级和通信、电子相关课外科技活动及竞赛得到真正的实战训练。二、题目及内容热释电红外线报警系统2.1设计目的随着时代的不断进步。人们对自己所处环境的安全性退出了更离的妥求。尤其是在家居安全方面。不得不时刻留息那些不速之容。现在很多小区都安簇了智能报系统。因而大大祖离了小区的安全程度。有效保证了居民的人身时产安全。由干红外钱是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性。因此在防盗报警方面面到了广泛的应用。在电子防盗、人体探测等领域。被动式热释电红外纽传感器也

3、以其价格低廉、技术性能稳定等特点受到广大用户和专业人士的欢迎。2.2设计的主要内容和要求，所需的设备和环境热释电红外报警系统主要由光学系统，热释电红外传感器，信号放大器，RC有源滤波器，信号鉴别电路，输出级及报警器组成。系统框图如下:RC有源滤波器（20dB）光学系统二级放大（40dB）一级放大（35dB）热释电红外传感器信号鉴别电路输出级报警器图3.1热释电系统框图光学系统模块将人体辐射的红外线聚焦到热释电探测元上。热释电红外传感器把红外线信号转换为电信号以供位号处理部分使用，信号处理模块主要是把传感器输出的微弱

4、信号进行放大，幼滤波，比较处理。从而实现报警功能。2.3系统设计原理电源由绝压管，电阻，电容组成并联稳压电路给热释电提供稳定的工作电压。信号识别器件采用红外传感韶(LHi968),当人通过探测区时，人体辐射的红外经通过菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元件上时，电路中的传感路将输出电压值号。由于热释电红外传感器的输出的值号电压十分微弱（通常仅有lmv左右），而且是一个变化的信号.同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压程脉冲形式，所以应对热释红外传感器输出的电压信号进行放大，本设计中份两级采用LCM358进行两级

5、放大，以获得足够的增益。信号放大后，然后经过RC有源低通滤波器，对在频率范圈内的信号进行放大，不在其内的信号进行衰减，该滤波器的截止频率为20HZ。由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器。其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制、急剧衰减此频率范围以外的信号，报据滤波范圈可将其分为低通、高通、带通与带阻等四种滤波器。由于在本系统中LHi968热释电红外传感器工作在(0.6-16）HZ的频率范圈内，所以用低通滤波器抑制这个频率范围以外的信号。信号鉴别电路采用的是同相比较放大器，根据电压的高低来鉴别信号的

6、真伪。输出级采用了场效应管源极跟随器，由于JFET源极跟随器的特点是输入阻抗高（可达105一1015)，输出阻抗低，电压放大倍数近似为1。所以系统采用JFET源极跟随器作阻抗变换，输出推动级用BJT电路，使其工作在开关状态。报警电路由LED电路构成,LED亮表示有非法入侵者进人。三、设计思路和方案3.1热释电红外传感器热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时它还能鉴别出运动的其它生物与非生物。其具有如下特点:1、不需要用红外线或电磁波等发射源2、灵敏度高，监控范圈大3、隐蔽性

7、好，保密性强。热释电红外传感器的顾理图如下:此图中D端接电源正极,G端接地,S端为信号输出。该传感器将两个极性相反,特性一教的择侧元接在一起,目的是消除因自身变化引起的干扰。运用两个极性相反.大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理使传感器得到补偿。制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，它的探测波长范围为0.2-20um.为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度，该传感器在窗口上加了一块干涉滤波片，这种滤波片除了允许某些范圈的红外辐射通过外，还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外。3.2放大电路的设计电路

8、中采用LM358进行两级放大，都采用同相放大电路由于此电路其有输入阻抗非常高，输出阻抗非常低的特点，广泛用于前置放大级。第一级中设置放大倍数为60倍，第二级中设置放大倍数为100倍。取R4与R7都为5.1K。电路中采用电压串联负反馈，这样可以使输出电压趋于恒定，而在R1中串联电容是为了稳定直流负反馈和增大高频信号的负反馈量，从而衰减或抑制高频干扰信号。（1）