基于LM567制作的反射式红外检测电路，用于节能信标检测电路

Posted 2021-10-06 卓晴

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了基于LM567制作的反射式红外检测电路，用于节能信标检测电路相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

简介：本文测试了基于LM567的反射式光电管用于信标灯检测车模通过的功能。通过实验给出了对于原来信标灯的修改方案。

关键词： 节能型表，LM567，红外检测，智能车竞赛

§01 调制解调

一、实验背景

在很多场合需要使用到物体光电检测，常用到的方法就是使用调制的红外发射管照射物体，通过物体的反射将调试的红外光线送入红外光电检测管，经过放大检测之后反映物体是否存在以及相对的远近。

之所以需要对于检测的红外光线进行调试主要是为了避免环境光线的影响。特别是室外的日光中包含有大量的红外线。

在 反射式红外光电管 ITR8307 、 利用反射光电管 ITR9909 制作节能信标光电感应开关 分别测试了基于反射式一体化红外光电管检测方案。其中使用了ESP32进行实验。为了进一步简化电路设计，下面测试利用LM567的检测方案。

二、LM567方案

1、参考设计方案

在购买 IRPT42-21系列的亿光贴片3224 红外对管 中，网页上给出了 基于LM567的红外检测参考电路 。

▲ 图1.1 基于LM567的反射式红外检测电路

2、电路设计参数

(1) 基本特性

LM567 是一款通用音频解调集成电路。LM567集成有 I、Q 正交检测电路，检测频率有压控振荡器确定。当有被检测音频信号输入的时候，输出关键（PIN8）就变为低电平。

▲ 图1.2 输入交流信号与输出检测信号

电路设计参数：

① 脚所接电容的容量应至少是②脚电容的2倍。
③ 脚是输入端，要求输入信号≥25mV，最佳值为200mv左右。
④ 脚是电源正极
⑤、⑥ 脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f2，f0≈1/1.1RC。
⑦ 脚是电源地
⑧ 脚是逻辑输出端，其内部是一个集电极开路的三极管，允许最大灌电流为100mA。

LM567的工作电压为4.75～9V，工作频率从直流到500kHz，静态工作电流约8mA。

▲ 图1.2.1 管脚定义

▲ 图1.2.2 使用基本参数

(2) 频率特性

根据 LM567数据手册 ，LM567的振荡频率有R1,C1决定：

$f_0 \\approx {{1.1} \\over {R_1 \\cdot C_1 }}$

其中参数：

R1：定时电阻
C1：定时电容

LM567检测带宽为：

$1070\\sqrt {{{V_i } \\over {f_0 C_2 }}} \\,\\,\\,in\\,\\% \\,of\\,\\,f_0$

其中参数：

Vi：输入信号幅值(Volt,rms)，Vi<200mV
C2：PIN2电容（uF)

§02 实验测试

一、基本测试

1、实验电路原理图

▲ 图2.1 实验电路原理图

根据振荡频率公式可以计算出该电路中心频率：

$f_0 \\approx {{1.1} \\over {20k \\cdot 0.0022\\mu }} = 25kHz$

2、实验电路

▲ 图2.2 面包板上测试电路

3、测试数据

工作条件：

工作电压：+5V
工作电流：8mA

(1) 振荡频率

使用FLUKE45 频率测量功能，测试电路工作频率为： 24.334kHz。

▲ 图2.3.1 震荡波形：Ch1:PIN5, Ch2:PIN6

(2) 工作电压与振荡频率

通过DP1308A可编程直流电压提供不同的工作电源，测量不同电压下振荡频率。

测量条件：

电压范围：3.5~8V
测量仪表： ： Fluke45

▲ 图2.3.1 不同的工作电压与振荡频率

from headm import *
from tsmodule.tsvisa        import *
from tsmodule.tsstm32       import *

dp1308open(110)
dp1308p25v(5)

time.sleep(2)

setv = linspace(3.5, 8, 50)
fdim = []

for v in setv:
    dp1308p25v(v)
    time.sleep(2)
    meter=meterval()
    fdim.append(meter[0])

    printff(v, meter[0])

    tspsave('measf', setv=setv, fdim=fdim)

plt.plot(setv, fdim)
plt.xlabel("Voltage(V)")
plt.ylabel("Frequency(Hz)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()

二、检测信号

使用 DG1062 可编程信号源输出峰峰值为1V的正弦波，测量LM567信号检测能力。

1、不同频率下输出信号

(1) 输入信号幅值：1Vpp

测试条件：

工作电压：+5V
输入信号幅值：1Vpp
输入信号范围：22kHz-26kHz

▲ 图2.2.1 不同频率的对应的输出电压

from headm import *
from tsmodule.tsvisa        import *
from tsmodule.tsstm32       import *

dg1062open(113)

dg1062freq(1, 24000)

time.sleep(1)

setf = linspace(22000, 26000, 100)
voltdim = []
outdim = []

for f in setf:
    dg1062freq(1, f)
    time.sleep(1.5)
    meter = meterval()

    voltdim.append(meter[0])
    outdim.append(meter[1])

    printff(f, meter)
    tspsave('measure', setf=setf, voltdim=voltdim, outdim=outdim)

plt.plot(setf, outdim, label='Decode')
plt.plot(setf, voltdim, label='LFV')
plt.xlabel("Frequency(Hz)")
plt.ylabel("Voltage(V)")
plt.grid(True)
plt.legend(loc="upper right")
plt.tight_layout()
plt.show()

printf('\\a')