本文中介紹的運動傳感器電路的工作原理是利用多普勒頻移原理,通過從運動物體反射的連續變化的頻率來檢測運動目標。
什么是多普勒效應
聲音的一個非常迷人的特征是多普勒效應。
當產生聲音頻率的聲源連續移動時,就會發生多普勒效應。隨著移動聲源越來越近,聲音的音量似乎在頻率和音量上都在增長;隨著它的消失,聲音頻率和音量似乎正在下降。
如果聲音源不移動,并且您走向聲源或遠離聲源,您就會體驗到相同的多普勒效應。
上面的運動檢測器電路通過使用多普勒效應來檢測指定區域內的運動。
高頻(15至25 kHz)聲音發射器瞄準指定區域,敏感傳感器放置在與發射器傳感器路徑相同的路徑的聲源旁邊。
只要目標區域內沒有任何運動,反射的聲音頻率和傳輸的聲音往往具有完全相同的頻率。
然而,目標的任何類型的移動都會導致微小的頻率變化,接收器會迅速檢測到該變化,并通過連接的顯示單元指示。
電路的工作原理
SPKR1 和 SPKR2 是 27 MM 壓電換能器,SPKR3 可以是小型 8Ω 揚聲器、耳機或交流電壓表
參考上面的電路圖,IC1(567鎖相環)的設置類似于輸出頻率范圍為15至25kHz的可調諧振蕩器。電位計R22用于調整振蕩器的輸出頻率。
IC1輸出由晶體管Q1緩沖,并施加于傳感器BZ1。反射的聲音頻率由第二個換能器BZ2捕獲,該換能器配置有電路的接收器級并施加到Q2的基極。
通過Q2的升壓輸出施加于引腳1處的IC2(像雙平衡混頻器一樣連接)。另一個聲音信號(從IC1的輸出中提取)被發送到引腳10處的IC2。
電阻R21(50k電位計)采用的類似于載波平衡控制,可調節以確保振蕩器的信號不會泄漏到芯片IC2引腳6的混頻器輸出中。
混頻器在IC2引腳6處的輸出通過IC3輸入端的低通濾波器施加(IC3的輸入端圍繞低壓音頻功率放大器IC LM 386構建)。
合適的揚聲器或耳機使您能夠檢查IC3的輸出。
電位計R23用作音量控制。
如何測試和設置
實際上,對于這個多普勒運動傳感器電路來說,沒有什么應該太關鍵。事實是,電路可以簡單地在一塊veroboard上構建。
如果您在漂亮干凈的PCB上構建此單元(確保所有組件引線盡可能小),則可以快速獲得所需的結果。
在結構布局中,可能建議您盡可能將接收器的輸入和發射器的輸出電路彼此隔離,并為所有指示的IC使用插座。
首先,將兩個探頭BZ1/BZ2(SPKR1/SPKR2)定位在相距約4英寸的距離處,聚焦在同一方向,遠離任何附近的物體。
將可變電阻R21、R22和R23調整到中心點,并將電路的導通電源打開。
如果您發現發射器的輸出是可聽的,則振蕩器的頻率可能已固定得非常低。在這種情況下,您可以微調R22,直到無法再收聽頻率。
接下來,調整 R21,直到在 BZ1 (SPKR1) 上實現最靜音的輸出。
在此之后,嘗試在兩個換能器 (SPKR1/SPKR2) 前面向上和向下移動您的手,這應該會導致揚聲器 (SPKR3) 上的低頻音調波動。
隨著手移動速度加快,您應該會發現輸出聲音頻率會更高。對于移動速度極慢的物體,您可能希望看到對連接在引腳5上的IC3輸出端的動圈型直流電表的影響。
您可能會看到儀表的指針在刻度上上下波動,以響應緩慢移動的物體經過換能器之前。
-
檢測器
+關注
關注
1文章
864瀏覽量
47688 -
運動傳感器
+關注
關注
9文章
164瀏覽量
30770 -
多普勒頻移
+關注
關注
0文章
5瀏覽量
7340
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論