所謂多普勒效應,是指和波源有相對運動的物體,接收到的波頻發生了變化的現象。假設波源的固有波長為λ、固有波速V0,人和波源的相對速度為V,則當觀察者走近波源時觀察到的波源頻率為(V0+V)/λ,如果觀察者遠離波源,則觀察到的波源頻率為(V0-V)/λ。日常生活中,我們接觸的多普勒效應其電子電路很多,最常見的是多普勒感應門、多普勒感應報警器等。
附圖是一多普勒感應報警器電路原理圖。電路包括延時電路、電源電路、超聲波發生電路、放大及混頻電路、檢波電路、觸發及報警電路。其中T1、D6、C21、C19、U1等組成12V穩壓電源。為電路各部分供電,同時為備用直流電瓶充電。R24、C22、D11、Q13、K2等組成延時打開電路,作用是通電后延時設置警戒并保證觸發電路穩定工作。Q5、Q14R2、C2等組成振蕩電路,振蕩信號經高頻揚聲器轉換為超聲波發射出去。
形成超聲警戒網。Y3為20kHz壓電換能器,當警戒范圍內無移動物體及人時,Y3接收到來自Y1及經由環境反射的同頻20kHz超聲波,經Q9為核心的第一級放大和以Q12為核心的第二級放大后分別被D7、D9、C15旁路,后級無觸發信號、報警器等。當有人在警戒范圍內靠近聲源移動時,因多普勒效應使Y3直接接收的聲頻略低于由移動物反射來的聲頻,兩種頻率經Q9、Q12放大并產生差拍調制,經第一級檢波電路檢波,低頻信號經C28送人Q8放大并經D8、D10、C16二倍壓整流。形成直流控制電壓,使Q15導通,繼電器K1吸合,Q6、Q7、R15、c23、Y2構成的低頻振蕩器振蕩發出鳴響。
制作要點:調整R2、C2、Q5等參數使得振蕩頻率落在20—30kHz間,過低則頻移太小不易解調出來,過高Y1轉換效率降低發射功率太小反射后不易形成差拍調制,也不易解調出控制信號。Y1、Y3之間要留有足夠距離,防止誤動作。低頻放大注意退耦。防止低頻自激。
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報警器
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多普勒效應
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