./工程高等職業學校五年制高職畢業設計姓名：學號：系部：電子工程系專業：電氣自動化技術設計題目：紅外報警器的設計指導教師：職稱：講師2015年3月南京.摘要隨著現在社會的發展,時代進步,高新技術的快速融入,人們的生活發生了巨大的改變,人們置購了大量高新技術的產品,許多高科技產品的使用越來越成為家庭生活的主旋律,因此人們對自己所處環境的安全要求就越來越高,特別是家居安全,不得不時刻留意不速之客的光顧。現在許多小區都有著保安看管,但在一些農村就沒有這些設施了,于是,許多家庭都安裝了報警系統,這有效的保護了大家的財產安全。在本文中,介紹一種利用熱釋電紅外傳感器進行監控,并進行報警的系統的設計。該報警器主要由熱釋電紅外傳感器及其檢測電路,報警電路組成。熱釋電紅外傳感器是報警器設計中的核心器件,它可把人體的紅外信號轉換為電信號以供信號處理部分使用。檢測電路主要是把傳感器輸出的微弱電信號進行放大、濾波、延遲、比較,從而實現報警功能。關鍵詞：紅外線；感應器；電壓比較器；放大電路；熱釋電報警器AbstractWiththedevelopmentofmodernsociety,theprogressofthetimes,therapidintegrationintothehigh-tech,tremendouschangeshavetakenplaceinpeople'slife,peopleforthepurchaseofalargenumberofhigh-techproducts,theuseofmanyhigh-techproductsincreasinglybecomethemainthemeoffamilylife,sopeopleonthesafetyrequirementsoftheirenvironmentismoreandmorehigh,especiallyisHomeFurnishingsecurity,hadtobeconstantlypayattentiontothecasualvisitortopatronize.Nowmanyareashaveasecurityguard,butinsomeruralareaswithoutthesefacilities,so,manyfamilieshaveinstalledanalarmsystem,theeffectiveprotectionofallpropertysafety.Inthispaper,introducesamonitoringusingpyroelectricinfraredsensor,designandalarmsystem.Thealarmismainlycomposedofapyroelectricinfraredsensoranditsdetectioncircuit,alarmcircuit.Pyroelectricinfraredsensoristhekeydeviceforalarmdesign,itcanconvertinfraredsignalofhumanbodytotheelectricsignalforthesignalprocessingpartoftheuseof.Thedetectioncircuitismainlytoweakelectricalsignalsensoroutputamplification,filtering,delay,comparison,soastoachievethealarmfunction.Keywords:Infraredsensor；voltagecomparator；amplifiercircuit；theheatreleasealarm目錄1.緒論11.1、設計背景11.2、設計概述12.設計思路23.熱釋電傳感器概述33.1、熱釋電紅外傳感器33.1.1、熱釋電紅外傳感器優缺點43.1.2、熱釋電紅外傳感器抗干擾能力43.1.3、菲涅爾透鏡43.1.4、BISS0001紅外傳感信號處理器43.2、信號放大電路的概述53.2.1、信號放大電路的分析63.2.2、集成運放的概述63.2.3、集成運放的特點63.2.4、集成運放的傳輸特性73.2.5、芯片介紹73.3、電壓比較器的概述93.4音響報警電路103.5、開機延時電路113.6、12V電源電路114.系統總電路設計125.仿真調試155.1、multisim介紹155.2、仿真電壓和波形155.3、仿真結果分析226.總結與展望23致24參考文獻25附錄1：元件清單26附錄2：電路仿真圖27.1緒論1.1設計背景隨著時代的不斷進步,人們對自己所處環境的安全性提出了更高的要求,尤其是在家居安全方面,不得不時刻留意那些不速之客。這里所設計的被動式紅外報警器則采用了美國的傳感元件——熱釋電紅外傳感器。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線,并將其轉變為電壓信號,同時,它還能鑒別出運動的生物與其它非生物。熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報警裝置,也可以用于自動控制、接近開關、遙測等領域。用它制作的防盜報警器與目前市場上銷售的許多防盜報警器材相比,具有如下特點：1.不需要用紅外線或電磁波等發射源；2.靈敏度高、控制圍大；3.隱蔽性好,可流動安裝。1.2設計概述隨著電子技術的發展,人類不斷研究,不斷創新紀錄,人們自身的安防意識也在逐漸增強。紅外線具有隱蔽性,在露天防護的地方設計一束紅外線可以方便地檢測到是否有人出入。此類裝置設計的要點：其一是能有效判斷是否有人員進入；其二是盡可能增加防護圍。該報警器能探測人體發出的紅外線,當人進入報警器的監視區域,即可發出報警聲,適用于家庭、辦公室、倉庫、實驗室等比較重要場合防盜報警。本設計是在指導老師給定課題的基礎上經過分析利用熱釋電紅外線傳感器探測人體輻射出的紅外線信號原理設計出來的人體紅外線感應報警器。容廣泛,靈活應用。2設計思路熱釋紅外傳感系統由傳感器、光學系統和檢測電路三部分構成,其中傳感器由敏感元〔紅外熱釋電材料PZT制成、場效應管〔作阻抗變換、高阻Rg〔釋放柵極電荷使場效應管安全正常工作和濾光片〔有效地防止抑制電燈、太的干擾,選取人體的紅外輻射等組成；熱釋電傳感器前面安裝菲涅爾透鏡,使外來紅外輻射通過透鏡僅會聚光于一個傳感元上,產生的信號不會被抵消,增加傳感器的探測距離；在探測圍,傳感器的輸出信號頻率大約為0.1—10Hz,檢測電路由檢測、放大、比較電路、延時電路驅動電路等組成。最終將信號轉化為發光二極管亮的光信號或蜂鳴器響的聲信號。圖2-1熱釋電紅外傳感器部結構圖2-2傳感器部結構連接圖利用模擬電子電路構成被動紅外線感應報警器。系統主要有紅外線傳感器、信號放大電路、電壓比較器、開機延時、音響報警延時和12V電源電路組成。紅外線紅外線傳感器信號放大延時電路音響報警電壓比較開機延時電源電路圖2-3人體紅外線感應報警器組成框圖3熱釋電傳感器概述3.1熱釋電紅外線傳感器的概述主要是由一種高熱電系數的材料,如鋯鈦酸鉛系瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm的探測元件。在每個探測器裝入一個或兩個探測元件,并將兩個探測元件以反極性串聯,以抑制由于自身溫度升高而產生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號,經裝在探頭的場效應管放大后向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離,一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡,該透鏡用透明塑料制成,將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份,制成一種具有特殊光學系統的透鏡,它和放大電路相配合,可將信號放大70分貝以上,這樣就可以測出10~20米圍人的行動。熱釋電紅外傳感器多用于檢測物體發射的紅外線,其檢測區呈球形,視角70度左右。熱釋電紅外傳感器自身的接收靈敏度較低,一般檢測距離僅2cm左右,但熱釋電外傳感器表面罩一塊菲涅爾透鏡后,可以提高傳感器的靈敏度,擴大監視圍,檢測距離可以由原來的2cm增加到10cm。在防盜報警系統中所采用的熱釋電傳感器為雙元型紅外傳感器,雙元型紅外傳感器由兩個極性相反的熱釋電元件反向串聯。當移動物體發射的紅外線進入透鏡的監視圍時,就會產生一個交替"盲區"和"高敏感區",使傳感器的兩個反向串聯的熱釋電元件的溫度,使它輸出一串脈沖信號。若物體靜止不動地站在熱釋電元件前,極性相反的敏感元件產生的熱釋電信號將相互抵消,它會無輸出,這樣也可以有效地防止因太等紅外線及環境溫度變化而引起的誤差,提高熱釋電紅外傳感器的抗干擾性能。熱釋電紅外感應系統在防盜報警、自動門、自動消防水龍頭、電梯、照明控制等領域應用最為廣泛。3.1.1熱釋電紅外線傳感器的優缺點1.優點：本身不發任何類型的輻射器件功耗很小,隱蔽性好價格低廉2.缺點：容易受各種熱源、光源干擾被動紅外穿透力差,人體的紅外輻射容易被遮擋,不易被探頭接收環境溫度和人體溫度接近時,探測和靈敏度明顯下降,有時造成短時失靈3.1.2熱釋電紅外線傳感器的抗干擾能力1防小動物干擾：探測器安裝在推薦地使用高度,對探測圍地面上地小動物,一般不產生報警。2抗電磁干擾：探測器的抗電磁波干擾性能符合GB10408中4.6.1要求,一般手機電磁干擾不會引起誤報。3抗燈光干擾：探測器在正常靈敏度的圍,受3米外H4鹵素燈透過玻璃照射,不產生報警。3.1.3菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡<Fresnellens>多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片,也有玻璃制作的,鏡片表面一面為光面,另一面刻錄了由小到大的同心圓,它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據相對靈敏度和接收角度要求來設計的,透鏡的要求很高,一片優質的透鏡必須是表面光潔,紋理清晰,其厚度隨用途而變,多在1mm左右,特性為面積較大,厚度薄及偵測距離遠。3.1.4BISS0001紅外傳感信號處理器BISS0001紅外傳感信號處理器是由運算放大器、電壓比較器、和狀態控制、延遲時間定時器、封鎖時間定時器以及參考電壓源等構成的數模混合專用集成電路。可廣泛應用于多種傳感器和延時控制器。圖4為其引腳圖,圖5為其信號處理器的原理圖。圖3-1BISS000引腳圖圖3-2BISS0001紅外傳感信號處理器的原理圖3.2放大電路的概述放大"的本質是實現能量的控制,即能量的轉換：用能量比較小的輸入信號來控制另一個能源,使輸出端的負載上得到能量比較大的信號。放大的對象是變化量,放大的前提是傳輸不失真。放大電路的基本形式有3種：共發射極放大電路,共基極放大電路和共集電極放大電路。在構成多級放大器時,這幾種電路常常需要相互組合使用。信號放大電路如圖3-1,VT1和運算放大器LM358等組成放大電路,由IC1的②腳輸出微弱的電信號,經三極管VT1組成的共發射極放大電路進行第一級放大,再通過C2耦合到運算放大器IC2A中進行高增益、低噪聲的同相比例放大,此時由IC2A①腳輸出的信號已足夠強,輸入電壓比較電路。圖3-3信號放大電路圖3.2.1放大電路的分析反饋指將系統的輸出返回到輸入端并以某種方式改變輸入,進而影響系統功能的過程。反饋可分為負反饋和正反饋。前者使輸出起到與輸入相反的作用,使系統輸出與系統目標的誤差減小,系統趨于穩定；后者使輸出起到與輸入相似的作用,使系統偏差不斷增大,使系統振蕩,可以放大控制作用。本電路采用的是由R2構成了電壓并聯負反饋電路,此電路還是共發射極放大電路。共發射極放大電路具有以下特點：1.輸入信號與輸出信號反相；2.無電壓放大作用；3.有電流放大作用；4.功率增益最高〔與共集電極、共基極比較；5.適用于電壓放大與功率放大電路。3.2.2集成運放的概述集成運算放大器簡稱集成運放,是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高,輸入電阻大,輸出電阻低,共模抑制比高,失調與飄移小,而且還具有輸入電壓為零時輸出電壓亦為零的特點,適用于正,負兩種極性信號的輸入和輸出。運算放大器除具有十、一輸人端和輸出端外,還有十、一電源供電端、外接補償電路端、調零端、相位補償端、公共接地端及其他附加端等。它的放大倍數取決于外接反饋電阻,這給使用帶來很大方便。3.2.3集成運放的特點1.集成運放采用直接耦合放大器,對直流信號和交流信號都有放大作用；2.為克服零飄現象,提高共模抑制比,輸入端全部采用差分放大電路,并采用恒流源供電；3.采用復合管提高電路的增益；4.電路中的無源器件都采用無源器件來代替。3.2.4集成運放的傳輸特性本電路由R7、R8、C4組成同相比例放大電路。同相比例運算放大器在正常運行的時候,輸出電壓總是滿足使反饋在反向輸入端的電壓等于同相端的電壓<Av=R8/R7+1>。如果在放大器輸出端接上負載引起輸出電壓下降,那么下降的輸出電壓就會使反饋在反向輸入端的電壓不等于同相端的電壓,于是又會引起輸出端的電壓回到Av=R8/R7+1的參數。這與反向比例放大器的調整作用原理相同。3.2.5芯片介紹芯片一：LM3581.芯片概述LM358部包括有兩個獨立的、高增益、部頻率補償的雙運算放大器,適合于電源電壓圍很寬的單電源使用,也適用于雙電源工作模式,在推薦的工作條件下,電源電流與電源電壓無關。它的使用圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。圖3-4LM358引腳圖2.芯片特點：部頻率補償直流電壓增益高<約100dB>單位增益頻帶寬<約1MHz>電源電壓圍寬：單電源<3—30V>；雙電源<±1.5一±15V>低功耗電流,適合于電池供電低輸入偏流低輸入失調電壓和失調電流共模輸入電壓圍寬,包括接地差模輸入電壓圍寬,等于電源電壓圍輸出電壓擺幅大〔0至Vcc-1.5V>3.電氣特性：輸入偏置電流45nA輸入失調電流50nA輸入失調電壓2.9mV輸入共模電壓最大值VCC~1.5V共模抑制比80dB電源抑制比100dB8腳:電源VCC4腳:接地1、7腳：輸出端3、5腳：同相輸入端2、6腳：反相輸入端芯片二：90141.主要參數：集電極最大耗散功率PCM＝0.4W集電極最大允許電流ICM=0.1A集電極基極擊穿電壓BVCBO=50V集電極發射極擊穿電壓BVCEO=45V發射極基極擊穿電壓BVEBO=5V集電極發射極飽和壓降UCE=0.3V<IC=100mA;IB=5mA>基極發射極飽和壓降UBE<sat>=1V<IC=100mA;IB=5mA>2.主要用途作為低頻、低噪聲前置放大,應用于機、VCD、DVD、電動玩具等電子產品。3.3電壓比較器的概述電壓比較器是對輸入信號進行鑒別與比較的電路,是組成非正弦波發生電路的基本單元電路。電壓比較器可以看作是放大倍數接近"無窮大"的運算放大器。電壓比較器的功能：比較兩個電壓的大小<用輸出電壓的高或低電平,表示兩個輸入電壓的大小關系>：當"＋"輸入端電壓高于"－"輸入端時,電壓比較器輸出為高電平；當"＋"輸入端電壓低于"－"輸入端時,電壓比較器輸出為低電平。電壓比較器的作用：用作模擬電路和數字電路的接口；可以用作波形產生和變換電路等；利用簡單電壓比較器可將正弦波變為同頻率的方波或矩形波。圖3-5電壓比較電路圖電壓比較器如圖3-3,IC3A和VD1等作電壓比較器,IC3A的第②腳由R10、VD1提供基準電壓,U_=R12/R12+R11.當IC2A①腳輸出的信號電壓到達IC3A的③腳時,兩個輸入端的電壓進行比較,此時IC3A的①腳由原來的高電平變為低電平。滯回電壓：比較器兩個輸入端之間的電壓在過零時輸出狀態將發生改變,由于輸入端常常疊加有很小的波動電壓,這些波動所產生的差模電壓會導致比較器輸出發生連續變化,為避免輸出振蕩,新型比較器通常具有幾mV的滯回電壓。偏置電流：理想的比較器的輸入阻抗為無窮大,因此,理論上對輸入信號不產生影響,而實際比較器的輸入阻抗不可能做到無窮大,輸入端有電流經過信號源阻并流入比較器部,從而產生額外的壓差。偏置電流定義為兩個比較器輸入電流的中值,用于衡量輸入阻抗的影響。超電源擺幅：為進一步優化比較器的工作電壓圍,Maxim公司利用NPN管與PNP管相并聯的結構作為比較器的輸入級,從而使比較器的輸入電壓得以擴展,這樣,其下限可低至最低電平,上限比電源電壓還要高出250mV,因而達到超電源擺幅標準。這種比較器的輸入端允許有較大的共模電壓。漏源電壓：由于比較器僅有兩個不同的輸出狀態〔零電平或電源電壓,且具有滿電源擺幅特性的比較器的輸出級為射極跟隨器,這使得其輸入和輸出信號僅有極小的壓差。該壓差取決于比較器部晶體管飽和狀態下的發射結電壓,對應于MOSFFET的漏源電壓。輸出延遲時間：包括信號通過元器件產生的傳輸延時和信號的上升時間與下降時間,對于高速比較器,設計時需注意不同因素對延遲時間的影響,其中包括溫度、容性負載、輸入過驅動等的影響。3.4音響報警電路圖3-6音響報警延時電路圖LM393為報警延時電路,R14和C6組成延時電路,其時間約為1分鐘。當IC3A的①腳變為低電平時,C6通過VD2放電,此時IC3B的⑤腳變為低電平它與IC3A的⑥腳基準電壓進行比較,當它低于其基準電壓時,IC3B的⑦腳變為高電平,VT2導通,訊響器BL通電發出報警聲。人體的紅外線信號消失后,IC3A的①腳又恢復高電平輸出,此時VD2截止。由于C6兩端的電壓不能突變,故通過R14向C6緩慢充電,當C6兩端的電壓高于其基準電壓時,IC3A的①腳才變為低電平,時間約為1分鐘,即持續1分鐘報警。3.5開機延時電路圖3-7開機延時電路圖如圖3-6,由VT3、R20、C8組成開機延時電路,剛開機時電源向C8充電,時間約為1分鐘,它的設置主要是防止使用者開機后立即報警,好讓使用者有足夠的時間離開監視現場,同時可防止停電后又來電時產生誤報。3.612V電源電路由功率為12V5W的變壓器,電橋等組成,為報警電路提供12V的電壓源。該裝置采用9－12V直流電源供電,由T降壓,全橋U整流,C10濾波,檢測電路采用78L06供電。本裝置交直流兩用,自動無間斷轉換。圖3-812V電源電路圖4系統總電路分析接通電源時,C8、R20、VT3組成開機延時電路時間大約為1分鐘。當有感應信號時,信號經過由R2、R3、VT1等組成的共發射極放大電路進行反相放大,放大后的信號送入LM368進行同相比例放大,放大倍數為〔1+Rf/R7,得出的信號已經足夠大了,再送入LM393的第一級與R10、R11、R13、VD1組成的基準電壓進行比較,因為基準電壓較小,所以比較器第一級輸出為低電平,C6經過VD2放電,當LM393第二級負相輸入端的電壓低于R15、R16形成的基準電壓時,LM393的輸出端為高電平,信號經過VT2放大后驅動報警器報警。當感應信號消失時,由于C6的電壓不能突變,電源經過R14向電容充電,直到電容上的電壓高于基準電壓時,報警器才會停止報警,時間大約為1分鐘。電源電路由市電經過降壓變壓器、橋式整流、電容濾波、穩壓后得到穩定的12V電源,再經過三端穩壓塊78L06形成6V電源向IC器件供電。圖4-1系統總電路分析圖熱釋電人體紅外線傳感器是上世紀80年代末期出現的一種新型傳感器件,現在電子防盜報警設備研制中已得到廣泛的應用。利用該電路檢測到有人進入防區時通過能量變化導致產生電信號,最終報警。其工作原理如下:一般人體體溫是37°C,所以會發出波長10μm左右的紅外線,被動式紅外傳感器探頭就是靠探測人體發射的10μm左右的紅外線進行工作的。人體發射的10μm左右的紅外線通過菲涅耳濾光片增強后聚集到紅外感應源上,紅外感應源通常采用熱釋電元件,這種元件接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡,向外釋放電荷,經后續電路檢測處理后就能產生報警信號了。被動式紅外報警器主要由菲涅耳光學系統、熱釋電紅外傳感器、信號濾波和放大電路、信號處理和報警電路等幾部分。菲涅耳透鏡的焦點一般為5厘米左右,除有聚用還可形成可見區和盲區,實際應用時一般把菲涅耳透鏡固定在傳感器正前方1～5厘米的地方。當物體射出的紅外線通過菲涅耳透鏡后,傳到熱釋電紅外探測器,這時熱釋電紅外探測器將輸出脈沖信號,脈沖信號經放大和濾波后,由電壓比較器將其與基準值進行比較,當輸出信號達到一定值時,報警電路發出警報。被動紅外報警器根據外界紅外能量的變化來判斷是否有人在移動。人體的紅外能量與環境有差別,當人通過探測區域時,報警器收集到的這個不同的紅外能量的位置變化,進而通過分析發出報警。人體都有恒定的體溫,一般在37度左右,會發出特定波長10μm左右的紅外線,被動紅外報警器就是靠探測人體發射的10μm左右的紅外線而進行工作的。人體發射的10μm左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件,這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡,向外釋放電荷,后續電路經檢測處理后就能產生報警信號。1.被動紅外報警器是以探測人體輻射為目標的,所以熱釋電元件對波長為10μm左右的紅外輻射必須非常敏感。2.為了僅僅對人體的紅外輻射敏感,在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅爾濾光片,使環境的干擾受到明顯的控制作用。3.其傳感器包含兩個互相串聯或并聯的熱釋電元件。而且制成的兩個電極化方向正好相反,環境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用,使其產生釋電效應相互抵消,于是報警器無信號輸出。4.一旦人侵入探測區域,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,經信號處理而報警。在紅外探頭中有兩個關鍵性的器件,一個是熱釋電紅外傳感器,它能將波長為8～12μm之間的紅外信號的變化轉變為電信號,并對自然界中的可見光信號具有抑制作用,因此在紅外探測器的有效警戒區,當無人體移動時,熱釋電紅外感應器感應到的只是背景溫度,沒有信號變化,所以不能產生電信號,也不會報警;當人體進人警戒區,通過菲涅耳透鏡,熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異信號,此時產生電信號,從而報警。另外一個器件就是菲涅耳透鏡,它具有聚焦即將熱釋電的紅外信號反射在紅外傳感器上的作用,還能將警戒區分為若干個明區和暗區,使進入警戒區的移動物體能以溫度變化的形式在熱釋電紅外傳感器上產生變化熱釋紅外信號,這樣熱釋電紅外傳感器產生變化的電信號,后續電路經檢測處理后產生報警信號。目前市場上經常采用P288型熱釋電紅外傳感器作為敏感元件,能以非接觸方式檢測出人體輻射出的紅外能量,并將其轉化為電信號輸出。該傳感器外接12V電源,部裝有菲涅耳透鏡,檢測區域為球形,有效警戒距離為12～15m,方向角為85°。當紅外警戒區無移動物體時,傳感器無輸出信號,報警電路不工作;當有人闖入警戒區時,只要人體移動,其輻射出的紅外線便會被熱釋電紅外傳感器所接收,并輸出微弱的電信號。該信號經運算放大器A1和A2放大后,會輸出一個較強的電信號。延時時間由R17和C8確定,按照電路給定的參數,可以計算出,延時時間為10s。當低電平觸發單穩電路翻轉,進入暫穩態后,報警電路工作,報警時間大約60s。系統由人為啟動,初始化時延遲一段時間,然后進入警戒狀態,檢測在規定圍是否有人活動,如果發現有人則延遲10s后再檢測,判斷此人是否離開,若離開,則進入警戒狀態,否則發出報警音。發出報警音后延遲10s再檢測;如果此人還未離開,則啟動自動撥號系統,撥打事先存儲的報警。5仿真調試5.1multisim介紹Multisim是美國國家儀器〔NI推出的以Windows為基礎的仿真工具,適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式,具有豐富的仿真分析能力。Multisim10的特點：通過直觀的電路圖捕捉環境,輕松設計電路通過交互式SPICE仿真,迅速了解電路行為借助高級電路分析,理解基本設計特征通過一個工具鏈,無縫地集成電路設計和虛擬測試通過改進、整合設計流程,減少建模錯誤并縮短上市時間5.2仿真電壓和波形仿真圖〔見附錄2：1.感應信號波形圖5-1感應信號Ui波形圖輸入電壓為10mV,時基因數為10ms/Div,偏轉因數為20mv/Div

2.第一級放大波形及電壓圖5-2第一級放大信號U1波形圖時基因數為10ms/Div,偏轉因數為1V/Div圖5-3第一級放大信號U1電壓3.第二級放大波形及電壓圖5-4第二級放大信號U2波形圖時基因數為10ms/Div,偏轉因數為20V/Div圖5-5第二級放大信號U2電壓4.第一級比較波形圖5-6第一級比較信號U3波形圖5.第二級比較波形及電壓圖5-7第二級比較信號U4波形圖6.基準電壓一、二電壓圖5-8基準電壓一圖5-9基準電壓二7.開機延時圖5-10開機延時波形圖時基因數為10ms/Div,偏轉因數為5V/Div圖5-11開機時電路的工作狀態圖8.報警延時圖5-12報警延時波形圖時基因數為10ms/Div,偏轉因數為5V/Div圖5-13有感應信號時電路的工作狀態圖5.3仿真結果分析1.三極管的放大倍數輸入電壓為10mV,輸出電壓為U1=687.142mVAu=U1/Ui=687.142/10=68.72.運放的放大倍數輸入電壓為U1=687.142mV,輸出電壓為U2=20.228V測試值：Au=U2/U1=20.228*1000/687.142=29.4理論值：Au=1+R8/R7=1+30=313.基準電壓一：理論值：U1=R12/<R11+R12>*0.7=100/110*0.7=0.63V測量值：U1=551.41mV=0.551V4.基準電壓二：理論值：U2=R16/<R15+R16>*12V=300/400*6=9V測量值：U2=8.999V5.兩比較波形對比分析從圖4-6、4-7中可以看出第一級比較輸出電壓與第二級比較輸出總是一高一低,符合電路原理。6.開機延時開機延時波形如圖4-10、4-11：沒有接通電源時電壓幾乎為零,當接通電源時電源通過R21向C8進行充電,充電時間很快,此時斷開電源,電容C8經R20向VT3放電,使VT3導通,不報警,放電時間即為開機延時時間,大約30秒延時。7.報警延時報警延時波形如圖4-12、4-13：當有人進入時,電路就報警,當人消失后,此時IC3的⑦腳由高電平變為低電平,VD2截至。由于電容C6兩端電壓不能突變,電源經R14向C6進行充電。當電壓超過基準電壓時,報警停止。充電時間即為報警延時時間。大約為48秒。.6總結與展望從20XX9月,我開始了做我的畢業論文,時至今日,論文已基本完成。在這段時間里我一直在師大學專接本,通過在大學的學習,學習到的知識比在大專的更加全面。在學習的過程中我也接觸到了,我設計的論文知識,在遇到不懂的問題上,我會向老師請教和同學交流。整個的設計過程中真的收獲很多！本設計中所闡述的僅僅是一種簡易的紅外線感應報警器電路設計。我學習過Protel99se、Protues、Keil7.6、LabVIEW8.2、VC++6.0等軟件。運用相關的理論知識,通過對電路原理的介紹和探究,得出其制作方案與實踐應用原理,并重點研究了其相關的核心技術和應用理論。相信,在現實生活中該理論一定能得到很好的應用和更為廣闊的發展。在畢業設計過程中,我在師大學的圖書館搜集有關的資料,我也上網查閱了許多資料,了解這項論文設計。我也深深的體會到,實踐必須在充分理解電路原理的基礎上,才能做到目標明確,操作準確。我也將許多遺忘的知識又重新學習了。在這段學習設計的過程中遇到了很多關于專業方面的問題,但都通過努力得以解決。在這次畢業設計中也使我們的同學關系更進一步了,同學之間互相幫助,有什么不懂的大家在一起商量,聽聽不同的看法對我們更好的理解知識,所以在這里非常感幫助我的同學。在整個論文編寫過程中,我學到了新知識,增長了見識。在今后的日子里,我仍然要不斷地充實自己。腳