紅外熱釋電處理芯片BISS0001介紹

1、文檔編碼 : CX1Z8M10C3L9 HY7L6E5P7Y6 ZX8S4K2P1G9紅外熱釋電處理芯片BISS0001 介紹 BISS0001 是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路,它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)；它能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置,特殊適用于企業(yè)、賓館、商場(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過道、走廊等敏捷區(qū)域,或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)；特 點(diǎn) CMOS 工藝 數(shù)模混合具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾內(nèi)設(shè)推遲時(shí)間 定時(shí)器 和封鎖時(shí)間定時(shí)器 接受 16 腳 DIP

2、封裝管腳圖管腳說(shuō)明名引腳I/O功能說(shuō)明稱1 A I 可重復(fù)觸發(fā)和不行重復(fù)觸發(fā)選擇端；當(dāng)A 為“1 ” 時(shí),答應(yīng)重復(fù)觸發(fā)；反之,不行重復(fù)觸發(fā)2 VO O 把握信號(hào)輸出端；由 VS 的上跳前沿觸發(fā),使 Vo 輸出從低電平跳變到高電平時(shí)視為有效觸發(fā)；在輸出推遲時(shí)間Tx 之外和無(wú) VS 的上跳變時(shí),Vo 保持低電平狀態(tài)；3 RR1 - 輸出推遲時(shí)間Tx 的調(diào)劑端4 RC1 - 輸出推遲時(shí)間Tx 的調(diào)劑端5 RC2 - 觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti 的調(diào)劑端6 RR2 - 觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti 的調(diào)劑端7 VSS - 工作 電源 負(fù)端參考 電壓 及復(fù)位輸入端；通常接VDD ,當(dāng)接“0” 時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位8 VRF I

3、9 VC I 觸發(fā)禁止端；當(dāng)VcVR 時(shí)答應(yīng)觸發(fā) VR 0.2VDD 10 IB - 運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端11 VDD - 工作電源正端2OU12 O 其次級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端T 13 2IN- I 其次級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端14 1IN+ I 第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端15 1IN- I 1OU16 O 第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端T 工作原理BISS0001 是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài) 時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?；把握器 、推遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖以下圖所示的不行重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形,來(lái)說(shuō)明其工作過程；不行重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形；第一,

4、依據(jù)實(shí)際需要,利用運(yùn)算放大器OP1 組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路,將信號(hào)放大；然后耦合給運(yùn)算放大器 OP2 ,再進(jìn)行其次級(jí)放大,同時(shí)將直流電位抬高為 VM 0.5VDD 后,將輸出信號(hào) V2 送到由比較器 COP1 和 COP2 組成的雙向鑒幅器,檢出有效觸發(fā)信號(hào) Vs；由于 VH 0.7VDD 、VL 0.3VDD ,所以,當(dāng) VDD=5V 時(shí),可有效抑制 1V 的噪聲干擾, 提高 系統(tǒng) 的牢靠性；COP3 是一個(gè)條件比較器； 當(dāng)輸入電壓 VcVR時(shí), COP3 輸出為高電平,進(jìn)入延時(shí)周期；當(dāng) A 端接“0” 電平常,在 Tx 時(shí)間內(nèi)任何V2 的變化都被忽視,直至 Tx 時(shí)間終止,即所謂不行重復(fù)觸

5、發(fā)工作方式；當(dāng) Tx 時(shí)間結(jié)束時(shí), Vo 下跳回低電平,同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期 Ti；在 Ti 時(shí)間內(nèi),任何 V2 的變化都不能使 Vo 跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平）,可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾；以下圖所示的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形,來(lái)說(shuō)明其工作過程；可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形在 Vc= “0” 、 A= “ 0” 期間,信號(hào) Vs 不能觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)；在Vc= “ 1” 、A= “ 1” 時(shí), Vs 可重復(fù)觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài),并可促使 Vo 在 Tx 周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)；在 Tx 時(shí)間內(nèi),只要 Vs 發(fā)生上跳變,就 Vo 將從 Vs 上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延

6、長(zhǎng)一個(gè) Tx 周期；如 Vs 保持為“1” 狀態(tài),就 Vo 始終保持有效狀態(tài)；如 Vs 保持為“0” 狀態(tài),就在 Tx 周期終止后 Vo 復(fù)原為無(wú)效狀態(tài),并且,同樣在封鎖時(shí)間 Ti 時(shí)間內(nèi),任何 Vs 的變化都不能觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)；應(yīng)用線路圖BISS0001 的熱釋電紅外無(wú)線感應(yīng)器應(yīng)用電路圖上圖中,運(yùn)算放大器 OP1 將熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)作第一級(jí)放大,然后由C3 耦合給運(yùn)算放大器 OP2 進(jìn)行其次級(jí)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后,檢出有效觸發(fā)信號(hào) Vs 去啟動(dòng)推遲時(shí)間定時(shí)器,輸出信號(hào) Vo 經(jīng)晶體管 T1 放大 驅(qū)動(dòng) 繼電器去接通負(fù)載；上圖

7、中, R3 為光敏電阻,用來(lái)檢測(cè) 環(huán)境照度；當(dāng)作為照明把握時(shí),如環(huán)境較光明,R3 的電阻值會(huì)降低,使 9 腳的輸入保持為低電平,從而封鎖觸發(fā)信號(hào) Vs；SW1 是工作方式選擇 開關(guān) ,當(dāng) SW1 與 1 端連通時(shí), 芯片 處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng) SW1 與 2端連通時(shí), 芯片就處于不行重復(fù)觸發(fā)工作方式；輸出推遲時(shí)間 Tx 由外部的 R9 和 C7 的大小調(diào)整,值為 Tx24576xR9C7 ；觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti 由外部的 R10 和 C6 的大小調(diào)整,值為 Ti24xR10C6 ； 圖中 R6 可以調(diào)劑放大器增益的大小,原廠圖紙選 10K ,實(shí)際使用時(shí)可以用 3K,可以提高電路增益改善電路

8、性能；R9/R10 可以用 470 歐姆, C6/C7可以選 0.1U ；紅外檢測(cè)專用 BISS0001 芯片 DIP 每片 2.9 元 貼片每片 3 元配套的 360 度球形菲涅耳透鏡,體積 25x25x25 毫米 每個(gè) 1 元相關(guān)鍵連：菲涅爾鏡片的原理和應(yīng)用配套的熱釋電元件RE200B 體積： 8.3*4.2mm 每個(gè) 5.8 元靈敏元面積 2.0 1.0mm2 基片材料硅帶寬 72.5db增益 基片厚度0.5mm 工作波長(zhǎng)7-14 m 平均透過率75% 輸出信號(hào)2.5V 420 k 黑體 1Hz 調(diào)制頻率 0.3-3.0Hz 噪聲 200mV mVp-p 25 平穩(wěn)度 20% 工作電壓

9、2.2-15V 工作電流 8.5-24 A VD=10V,Rs=47k ,25 源極電壓 0.4-1.1V VD=10V,Rs=47k ,25 工作溫度-20 - +70 儲(chǔ)存溫度-35 - +80 視場(chǎng) 139 126 說(shuō)明該傳感器接受熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測(cè)紅外輻射,接受雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾,提高了傳感器的工作穩(wěn)固性；1、上述特性指標(biāo)是在源極電阻R2=47K 條件下測(cè)定的,用戶使用傳感器時(shí),可依據(jù)自己的需要調(diào)整 R2 的大??；2、留意靈敏元的位置及視場(chǎng)大小,以便得到正確光學(xué)設(shè)計(jì)；3、全部電壓信號(hào)的測(cè)量都是接受峰一峰值定標(biāo)；靈敏元的電壓輸出信號(hào)的峰一峰值；平穩(wěn)度

10、B 中的 EA 和 EB 分別表示兩個(gè)4、使用傳感時(shí),管腳的彎曲或焊接部位應(yīng)離開管腳基部 4mm 以上；5、使用傳感器前,應(yīng)先參考說(shuō)明書,特殊要防止接錯(cuò)管腳被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性：在自然界,任何高于確定溫度（-273 度）時(shí)物體都將產(chǎn)生紅外光譜,不同溫度的物體,其釋放的紅外能量的波長(zhǎng)是不一樣的,因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低是相關(guān)的；在被動(dòng)紅外探測(cè)器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件,一個(gè)是熱釋電紅外傳感器 PIR,它能將 波長(zhǎng)為 8 一 12um 之間的紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),并能對(duì)自然界中的白光信號(hào)具 有抑制作用,因此在被動(dòng)紅外探測(cè)器的戒備區(qū)內(nèi),當(dāng)無(wú)人體移動(dòng)時(shí),熱釋電紅外感應(yīng)器 感應(yīng)到的只是背

11、景溫度,當(dāng)人體進(jìn)人戒備區(qū),通過菲涅爾透鏡,熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng) 到的是人體溫度與背景溫度的差異信號(hào),因此,紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)的基本概念就是 感應(yīng)移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異；另外一個(gè)器件就是菲涅爾透鏡,菲涅爾透鏡有兩種形式,即折射式和反射式；菲涅爾透鏡作用有兩個(gè) :一是聚焦作用,即將熱釋的紅外信號(hào)折射（反射）在 PIR 上,其次個(gè)作用是將戒備區(qū)內(nèi)分為如干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),式在 PIR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào),這樣使進(jìn)入戒備區(qū)的移動(dòng)物體能以溫度變化的形 PIR 就能產(chǎn)生變化的電信號(hào)；人體都有恒定的體溫,一般在37 度,所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10 微米左右的紅外線,被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的1

12、0 微米左右的紅外線而進(jìn)行工作的；人體發(fā)射的 10 微米左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強(qiáng)后集合到紅外感應(yīng)源上；紅外感應(yīng)源通 常接受熱釋電元件,這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平 衡,向外釋放電荷,后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；1這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的；所以熱釋電元件對(duì)波長(zhǎng)為 10 微米左右的 紅外輻射必需特殊敏捷；2為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏捷,在它的輻射照面通常掩蓋有特殊的菲泥爾濾光片,使環(huán)境的干擾受到明顯的把握作用；3被動(dòng)紅外探頭, 其傳感器包含兩個(gè)相互串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元；而且制成的兩個(gè) 電極化方向正好相反,環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的

13、作用,使其產(chǎn)生釋 電效應(yīng)相互抵消,于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出；4人一旦侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi),人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦,并被熱釋電元接收,但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同,熱釋電也不同,不能抵消,經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警；5菲泥爾濾光片依據(jù)性能要求不同,具有不同的焦距（感應(yīng)距離）,從而產(chǎn)生不同 的監(jiān)控視場(chǎng),視場(chǎng)越多,把握越嚴(yán)密；被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是本身不發(fā)任何類型的輻射,器件功耗很小,隱匿性好；價(jià)格低廉；缺點(diǎn)是： 簡(jiǎn)潔受各種熱源、光源干擾 被動(dòng)紅外穿透力差,人體的紅外輻射簡(jiǎn)潔被遮擋,不易被探頭接收； 易受射頻輻射的干擾； 環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí),探測(cè)和靈敏度明顯下降,有時(shí)造成短時(shí)失靈；紅外線熱釋電傳感器的安裝要求：紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內(nèi),其誤報(bào)率與安裝位置和方式有極大的關(guān) 系.；正確的安裝應(yīng)中意以下條件：1、紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面 22.2 米；2、紅外線熱釋電傳感器遠(yuǎn)離空調(diào), 冰箱,火爐等空氣溫度變化敏捷的地方；3、紅外線熱釋電傳感器和被探測(cè)的人體之間不得間隔家具、大型盆景、玻璃、窗簾等 其他物體；4、紅外線熱釋電傳感器不能直對(duì)門