專利名稱：主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置的制作方法
主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外探測(cè)裝置，特別涉及一種具有抗干擾能力的紅外探測(cè)裝置。背景技術(shù)：
紅外探測(cè)設(shè)備(Infrared Detector)是將入射的紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出 的器件。紅外輻射是波長(zhǎng)介于可見光與微波之間的電磁波，人眼察覺不到?，F(xiàn)有技術(shù)中，紅 外探測(cè)設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人體檢測(cè)、防盜監(jiān)控等領(lǐng)域。紅外探測(cè)設(shè)備從原理講基本分為兩類，一類是通過(guò)接收物體自身發(fā)出的紅外線來(lái) 進(jìn)行探測(cè)的被動(dòng)式紅外探測(cè)設(shè)備；另一類是通過(guò)主動(dòng)發(fā)出紅外線，接收物體反射回的紅外 線進(jìn)行探測(cè)的主動(dòng)式紅外探測(cè)設(shè)備。被動(dòng)式紅外探測(cè)設(shè)備的典型代表是熱釋紅外線傳感 器，但是其缺點(diǎn)是只接收人體或者動(dòng)物所發(fā)出的紅外線，探測(cè)種類或范圍有限。主動(dòng)式紅外 探測(cè)設(shè)備的缺點(diǎn)是抗干擾能力很弱，在探測(cè)或者工作環(huán)境變化的情況下，比如探測(cè)環(huán)境受 光照影響、工作環(huán)境不同溫度差異等，都會(huì)引起所述主動(dòng)式紅外探測(cè)設(shè)備探測(cè)能力大大下 降的情況。因此，亟待提出一種先進(jìn)的、可以克服上述缺點(diǎn)的技術(shù)方案。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有抗干擾能力的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置。為了達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，所述裝置包括紅 外調(diào)制模塊，按照預(yù)定頻率調(diào)制得到紅外調(diào)制信號(hào)；紅外發(fā)射模塊，發(fā)射所述紅外調(diào)制信號(hào) 以探測(cè)物體；紅外接收模塊，接收被探測(cè)物體反射回的所述紅外調(diào)制信號(hào)；和紅外解調(diào)模 塊，將接收到的所述紅外調(diào)制信號(hào)按照所述預(yù)定頻率解調(diào)。進(jìn)一步地，所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置還包括接收放大模塊，所述紅外接收模塊在 接收到所述紅外調(diào)制信號(hào)后經(jīng)過(guò)所述接收放大模塊放大輸出到所述紅外解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)。進(jìn)一步地，所述紅外調(diào)制模塊和所述紅外解調(diào)模塊由同一調(diào)制解調(diào)芯片實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步地，所述紅外調(diào)制模塊包括調(diào)制解調(diào)芯片和振蕩電路，所述振蕩電路為所 述調(diào)制解調(diào)芯片提供調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)。進(jìn)一步地，所述紅外發(fā)射模塊包括紅外發(fā)光二極管和第一放大電路，所述第一放 大電路是三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、運(yùn)算放大器或者多級(jí)放大電路中的一種，所述紅外調(diào)制信號(hào)經(jīng) 過(guò)所述第一放大電路的放大輸出后通過(guò)所述紅外發(fā)光二極管發(fā)射。進(jìn)一步地，所述紅外接收模塊包括紅外接收二極管，當(dāng)接收到所述紅外調(diào)制信號(hào) 時(shí)所述紅外接收二極管的陰極端輸出所述紅外調(diào)制信號(hào)。進(jìn)一步地，所述紅外解調(diào)模塊包括調(diào)制解調(diào)芯片和振蕩電路，所述振蕩電路為所 述調(diào)制解調(diào)芯片提供調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)，所述調(diào)試基準(zhǔn)信號(hào)與所述紅外調(diào)制模塊所采用的調(diào)試 基準(zhǔn)信號(hào)為同一頻率。
進(jìn)一步地，所述調(diào)制解調(diào)芯片采用通用音調(diào)譯碼器LM567芯片，所述振蕩電路 包括依次串聯(lián)的可調(diào)電阻RP1、電阻R1和電容C3，所述振蕩電路的頻率計(jì)算公式為f = 1/2 II (R7+RP1)C3，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP1的阻值可導(dǎo)致所述振蕩電路的頻率發(fā)生變化。進(jìn)一步地，所述接收放大模塊包括第二放大電路和RC濾波器，所述第二放大電路 是三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、運(yùn)算放大器或者多級(jí)放大電路中的一種，所述RC濾波器允許通過(guò)的 頻率包括所述紅外調(diào)制模塊采用的調(diào)制頻率。進(jìn)一步地，所述紅外發(fā)射模塊和所述紅外接收模塊采用紅外對(duì)管來(lái)進(jìn)行所述紅外 調(diào)制信號(hào)的發(fā)射與接收。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置采用將發(fā)送的紅外線使用同 一頻率信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)的方法，使所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置發(fā)送和接收具有“特殊標(biāo) 記”的紅外線，排除了環(huán)境因素帶來(lái)的大部分紅外干擾，獲得了良好的很好的抗干擾能力。 即探測(cè)或者工作環(huán)境發(fā)生某種因素變化，所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置也不會(huì)產(chǎn)生接收信號(hào)與 發(fā)送信號(hào)頻率不匹配的情況；同時(shí)因?yàn)樗鲋鲃?dòng)式紅外探測(cè)裝置接收的是調(diào)制后的紅外 線，外界光線的明亮變化也不會(huì)再干擾到所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置的正常探測(cè)。

結(jié)合參考附圖及接下來(lái)的詳細(xì)描述，本發(fā)明將更容易理解，其中同樣的附圖標(biāo)記 對(duì)應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中圖1為本發(fā)明中主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)方框圖；和圖2為本發(fā)明中主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置在一個(gè)實(shí)施例中的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置的重點(diǎn)或者特點(diǎn)之一在于，所述主動(dòng)式紅外探測(cè) 裝置發(fā)射和接收的紅外信號(hào)是經(jīng)過(guò)同一調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后的紅外信號(hào)。請(qǐng)參考圖1，其示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置100的結(jié)構(gòu) 方框圖。所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置100包括紅外調(diào)制模塊101、紅外發(fā)射模塊102、紅外接 收模塊103、接收放大模塊104和紅外解調(diào)模塊105。所述紅外調(diào)制模塊101按照預(yù)定頻率調(diào)制得到紅外調(diào)制信號(hào)。所述紅外調(diào)制模塊 101包括調(diào)制解調(diào)芯片和振蕩電路，所述振蕩電路為所述調(diào)制解調(diào)芯片提供調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)。 在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)制解調(diào)芯片可以采用通用音調(diào)譯碼器LM567芯片。所述紅外發(fā)射模塊102發(fā)射所述紅外調(diào)制信號(hào)以探測(cè)物體。所述紅外發(fā)射模塊 102可以是紅外發(fā)光二極管，也可以是紅外發(fā)光二極管和第一放大電路，所述第一放大電路 是三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、運(yùn)算放大器或者多級(jí)放大電路中的一種，所述紅外調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)所述 第一放大電路的放大輸出后通過(guò)所述紅外發(fā)光二極管發(fā)射。顯然在需要提高發(fā)射功率的實(shí) 施例中，所述紅外發(fā)射模塊102還可以采用較大發(fā)射功率的紅外發(fā)光二極管以及更大功率 的第一放大電路。紅外接收模塊103接收被探測(cè)物體反射回來(lái)的所述紅外調(diào)制信號(hào)。紅外接收模塊
4103包括紅外接收二極管，紅外接收模塊103接收由被探測(cè)物體發(fā)射回來(lái)的紅外調(diào)制信號(hào) 并由所述紅外接收二極管的陰極端將所述紅外調(diào)制信號(hào)輸出給接收放大模塊104。在一個(gè) 具體的實(shí)施例中，所述紅外接收模塊103采用電阻串聯(lián)紅外接收二極管的方式實(shí)現(xiàn)。而且 所述紅外接收二極管和所述紅外發(fā)光二極管為紅外對(duì)管。所述接收放大電路104包括第二放大電路和RC濾波器，所述第二放大電路是三極 管、場(chǎng)效應(yīng)管、運(yùn)算放大器或者多級(jí)放大電路中的一種。所述RC濾波器允許通過(guò)的頻率包 括所述紅外調(diào)制模塊101采用的調(diào)制頻率，同時(shí)所述RC濾波器允許通過(guò)的頻率盡量不包括 可以干擾所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置100的頻率，這樣可以濾掉大部分的干擾信號(hào)。在具體 的實(shí)施時(shí)，可以采取對(duì)常見的干擾信號(hào)的頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以獲得這些干擾信號(hào)的頻率。 所述紅外接收模塊103接收到所述紅外調(diào)制信號(hào)后經(jīng)過(guò)所述接收放大電路104放大輸出并 且濾波后傳輸給所述紅外解調(diào)模塊105進(jìn)行解調(diào)。在需要探測(cè)更遠(yuǎn)距離的實(shí)施例中，所述 接收放大電路104可以采用多級(jí)放大以提高放大倍數(shù)。所述紅外解調(diào)模塊105將接收到的所述紅外調(diào)制信號(hào)按照所述預(yù)定頻率解調(diào)。所 述紅外解調(diào)模塊105包括調(diào)制解調(diào)芯片和振蕩電路，所述振蕩電路為所述調(diào)制解調(diào)芯片提 供調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)，所述調(diào)試基準(zhǔn)信號(hào)與所述紅外調(diào)制模塊所采用的調(diào)試基準(zhǔn)信號(hào)為同一頻 率。在一個(gè)實(shí)施例中，所述紅外解調(diào)模塊105和所述紅外調(diào)制模塊101由同一個(gè)調(diào)制解調(diào) 芯片實(shí)現(xiàn)。即所述紅外解調(diào)模塊105和所述紅外調(diào)制模塊101可以認(rèn)為是紅外解調(diào)/調(diào)制 模塊，也即可以集成為同一個(gè)模塊，該模塊即可實(shí)現(xiàn)調(diào)制功能，也可以實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能。綜上所述，所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置100采用將發(fā)送的紅外線使用同一頻率信號(hào) 進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)的方法，可以達(dá)到很好的抗干擾能力。即使探測(cè)或者工作環(huán)境發(fā)生某種因 素變化，所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置100也不會(huì)產(chǎn)生接收信號(hào)與發(fā)送信號(hào)頻率不匹配的情 況。同時(shí)因?yàn)榻邮盏氖钦{(diào)制后的紅外線，外界光線的明亮變化也不會(huì)再干擾到所述主動(dòng)式 紅外探測(cè)裝置100的正常探測(cè)。為了便于描述本發(fā)明，下文將通過(guò)具體實(shí)施例中的電路圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。請(qǐng)參考圖2，其示出了本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置200的電路 結(jié)構(gòu)圖。所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置200包括紅外調(diào)制/解調(diào)模塊210、紅外發(fā)射模塊220、 紅外接收模塊230和接收放大模塊240。所述紅外調(diào)制/解調(diào)模塊210包括調(diào)制解調(diào)芯片212和由電阻R7、可調(diào)電阻RP1 和電容C3組成的振蕩電路。所述調(diào)制解調(diào)芯片212可以采用通用音調(diào)譯碼器LM567芯片， 其包括1 +丄+、6冊(cè)、0^^+、訊、1^11^和0 11^八個(gè)引腳。所述調(diào)制解調(diào)芯片212的R+引腳 依次與可調(diào)電阻RP1、電阻R7和電容C3串聯(lián)并電性相連，電容C3的另一端接地。所述調(diào) 制解調(diào)芯片212的C+引腳與串聯(lián)的電阻R7和電容C3之間的節(jié)點(diǎn)相連。所述調(diào)制解調(diào)芯 片212的LFIL和0FIL引腳各經(jīng)過(guò)電容C5和C6接地。所述調(diào)制解調(diào)芯片212的V+引腳 與電源VCC相連，并且所述V+引腳連接一個(gè)電容C7接地以便于濾波。所述紅外發(fā)射模塊220包括串聯(lián)的可調(diào)電阻R1、紅外發(fā)光二極管D1和三極管J1。 所述可調(diào)電阻R1的一端與電源VCC相連。所述紅外發(fā)光二極管D1的陽(yáng)極與所述可調(diào)電阻 R1的另一端電性相連，所述紅外發(fā)光二極管D1的陰極與所述三極管J1的集電極電性相連。 所述三極管J1的發(fā)射極接地，所述三極管J1的基極與所述紅外調(diào)制/解調(diào)模塊210的調(diào) 制解調(diào)芯片212的R+引腳相連。串聯(lián)的電阻R2、電阻R3和紅外接收二極管D2。所述 電阻R2的一端與電源VCC相連，所述電阻R2的另一端與電阻R3的一端相連。所述紅外接 收二極管D2的陰極與所述電阻R3的另一端相連，所述紅外接收二極管D2的陽(yáng)極接地。在 所述電阻R2和所述電阻R3之間的節(jié)點(diǎn)還通過(guò)一個(gè)電容C8接地。所述接收放大模塊240包括運(yùn)算放大器241，所述運(yùn)算放大器241可以采用LM324 芯片，所述運(yùn)算放大器241的反相輸入端經(jīng)過(guò)串聯(lián)的電容C1和電阻R6與所述紅外接收模 塊230的紅外接收二極管D2的陰極相連。其中串聯(lián)的電容C1和電阻R6形成RC濾波器將 所述紅外接收模塊230的紅外接收二極管D2的陰極接收到的紅外調(diào)制信號(hào)濾波后傳輸給 所述運(yùn)算放大器241的反相輸入端進(jìn)行放大，同時(shí)所述運(yùn)算放大器241的輸出端還通過(guò)一 電阻R4與其反相輸入端相連以起到負(fù)反饋的作用。所述運(yùn)算放大器241的同相輸入端接 地，所述運(yùn)算放大器241的輸出端經(jīng)過(guò)電容C4與所述紅外調(diào)制/解調(diào)模塊210的調(diào)制解調(diào) 芯片212的IN引腳相連，以便于對(duì)放大后的所述紅外調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。所述運(yùn)算放大器 241的正電源端與電源VCC相連，并且所述正電源端連接一個(gè)電容C2接地以便于濾波。所 述運(yùn)算放大器241的負(fù)電源端接地。綜上所述，本文已經(jīng)通過(guò)一個(gè)具體實(shí)施例中的電路圖已經(jīng)詳盡地描述了本發(fā)明中 所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置的實(shí)現(xiàn)方式。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，所述RC濾波器允許通過(guò)的頻率應(yīng)當(dāng)包 括所述振蕩電路的調(diào)制頻率f，而由電阻R7、可調(diào)電阻RP1和電容C3組成的振蕩電路的振 蕩頻率計(jì)算公式為f = 1/2 II (R7+RP1)C3，這樣當(dāng)所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置200在制作成 為產(chǎn)品后，可以通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP1的阻值使所述振蕩電路的頻率發(fā)生變化，從而適應(yīng) 所述RC濾波器允許通過(guò)的頻率段以達(dá)到良好地濾波效果，這也是本發(fā)明的重點(diǎn)和亮點(diǎn)之 一。另外在實(shí)際的使用中，當(dāng)所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置200接收到物體反射的有足夠強(qiáng)度 的紅外調(diào)制信號(hào)后，所述紅外調(diào)制/解調(diào)模塊210的調(diào)制解調(diào)芯片212的OUT引腳將輸出 低電平。上述說(shuō)明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的 技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
所做的任何改動(dòng)均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。 相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于所述具體實(shí)施方式
。
權(quán)利要求
一種主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，其特征在于，其包括紅外調(diào)制模塊，按照預(yù)定頻率調(diào)制得到紅外調(diào)制信號(hào)；紅外發(fā)射模塊，發(fā)射所述紅外調(diào)制信號(hào)以探測(cè)物體；紅外接收模塊，接收被探測(cè)物體反射回的所述紅外調(diào)制信號(hào)；和紅外解調(diào)模塊，將接收到的所述紅外調(diào)制信號(hào)按照所述預(yù)定頻率解調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，其特征在于，所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝 置還包括接收放大模塊，所述紅外接收模塊在接收到所述紅外調(diào)制信號(hào)后經(jīng)過(guò)所述接收放 大模塊放大輸出到所述紅外解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，其特征在于，所述紅外調(diào)制模塊和所 述紅外解調(diào)模塊由同一調(diào)制解調(diào)芯片實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，其特征在于，所述紅外調(diào)制模塊包括 調(diào)制解調(diào)芯片和振蕩電路，所述振蕩電路為所述調(diào)制解調(diào)芯片提供調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，其特征在于，所述紅外發(fā)射模塊包括 紅外發(fā)光二極管和第一放大電路，所述第一放大電路是三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、運(yùn)算放大器或者 多級(jí)放大電路中的一種，所述紅外調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第一放大電路的放大輸出后通過(guò)所述 紅外發(fā)光二極管發(fā)射。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，其特征在于，所述紅外接收模塊包括 紅外接收二極管，當(dāng)接收到所述紅外調(diào)制信號(hào)時(shí)所述紅外接收二極管的陰極端輸出所述紅 外調(diào)制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，其特征在于，所述紅外解調(diào)模塊包括 調(diào)制解調(diào)芯片和振蕩電路，所述振蕩電路為所述調(diào)制解調(diào)芯片提供調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)，所述調(diào) 試基準(zhǔn)信號(hào)與所述紅外調(diào)制模塊所采用的調(diào)試基準(zhǔn)信號(hào)為同一頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，其特征在于，所述調(diào)制解調(diào)芯片采用 通用音調(diào)譯碼器LM567芯片，所述振蕩電路包括依次串聯(lián)的可調(diào)電阻RP1、電阻R1和電容 C3，所述振蕩電路的頻率計(jì)算公式為f= 1/2 II (R7+RP1)C3，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP1的阻值可導(dǎo) 致所述振蕩電路的頻率發(fā)生變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，其特征在于，所述接收放大模塊包括 第二放大電路和RC濾波器，所述第二放大電路是三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、運(yùn)算放大器或者多級(jí) 放大電路中的一種，所述RC濾波器允許通過(guò)的頻率包括所述紅外調(diào)制模塊采用的調(diào)制頻 率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，其特征在于，所述紅外發(fā)射模塊和所 述紅外接收模塊采用紅外對(duì)管來(lái)進(jìn)行所述紅外調(diào)制信號(hào)的發(fā)射與接收。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置，所述裝置包括紅外調(diào)制模塊，按照預(yù)定頻率調(diào)制得到紅外調(diào)制信號(hào)；紅外發(fā)射模塊，發(fā)射所述紅外調(diào)制信號(hào)以探測(cè)物體；紅外接收模塊，接收被探測(cè)物體反射回的所述紅外調(diào)制信號(hào)；和紅外解調(diào)模塊，將接收到的所述紅外調(diào)制信號(hào)按照所述預(yù)定頻率解調(diào)。本發(fā)明提供的主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置采用將發(fā)送的紅外線使用同一頻率信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)的方法，使所述主動(dòng)式紅外探測(cè)裝置發(fā)送和接收具有“特殊標(biāo)記”的紅外線，排除了環(huán)境因素帶來(lái)的大部分紅外干擾，獲得了良好的很好的抗干擾能力。
文檔編號(hào)G01V8/10GK101943762SQ20101027510
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者李飛 申請(qǐng)人:無(wú)錫中星微電子有限公司