BISS0001 红外传感信号处理器

1 上海京西电子信息系统有限公司 BISS0001红外传感信号处理器 特点 z CMOS数模混合专用集成电路。 z 具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号与处理。 z 双向鉴幅器，可有效抑制干扰。 z 内设延迟时间定时器和封锁时间定时器，结构新颖，稳定可靠，调节范围宽。 z 内置参考电压。 z 工作电压范围+3V—+5V。 z 采用16脚DIP封装或SOP封装。 外引线连接图 图1 BISS0001外引线连接图 原理框图 图 2 BISS0001原理框图 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 2 上海京西电子信息系统有限公司 工作原理 图2为BIS0001红外传感器信号处理器的原理框图。外界元件由使用者根据需要选择。由图 可见BISS0001是由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延迟时间定时器、封锁时间定时器 及参考电压源等构成的数模混合专用集成电路。可广泛应用于多种传感器和延时控制器。 各引脚的定义和功能如下： VDD—工作电源正端。范围为3~5V。 Vss—工作电源负端。一般接0V。 IB—运算放大器偏置电流设置端。经RB接VSS端，RB取值为1M左右。 1IN-—第一级运放放大器的反相输入端。 1IN+—第一级运放放大器的同相输入端。 1OUT—第一级运算放大器的输出端。 2IN-—第二级运算放大器的反相输出端。 2OUT—第二级运算放大器的输出端。 Vc—触发禁止端。当Vc＜VR时禁止触发；当VC＞VR时允许触发。VR≈0.2VDD。 VRF—参考电压及复位输入端。一般接VDD。接“0”时可使定时器复位。 A—可重复触发和不可重复触发控制端。当A=“1”时，允许重复触发，当A=“0”时，不 可重复触发。 Vo—控制信号输出端。由Vs上跳边沿触发使Vo从低电平跳变到高电平时为有效触发。在输 出延时间Tx之外和无Vs上跳变时Vo为低电平状态。 RR1RC1—输出延迟时间Tx的调节端。Tx≈49152R1C1。 RR2RC2—触发封销时间Ti的调节端。Tx≈24R2C2。 我们先以图3所示的不可重复触发工作方式下的各点波形，来说明BISS0001的工作过程。 图3 不可重复触发工作方式下各点的波形 图4 可重复触发工作方式下各点的波形 首先，由使用者根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放 大。然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM（≈0.5 VDD） 后，送到有比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。由于VH≈0.7 VDD、 VL≈0.3 VDD，所以，当VDD=5V时，可有效地抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。COP3 是一个条件比较器。输入电压Vc＜VR（≈0.2 VDD）时，COP3输出为低电平封住了与门U2，禁 止触发信号Vs向下级传递；而当VC＞VR时，COP3输出为高电平，打开与门U2，此时若有触发 信号Vs的上跳边沿来到，则可启动延时时间定时器，同时Vo端输出为高电平，进入延时周期。 当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复 出发工作方式。当Tx时间结束时，Vo下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期 Ti。在Ti周期内，任何V2的变化都不能使Vo为有效状态。这一功能的设置，可有效抑制负载切 换过程中产生的各种干扰。 下面再以图4所示可重复触发工作方式下各点的波形，来说明BISS0001在此状态下的工作 过程。 在Vc=“0”、A=“0”期间，Vs不能触发Vo为有效状态。在Vc=“1”、A=“1”时，Vs http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 3 上海京西电子信息系统有限公司 可重复触发Vo为有效状态，并在Tx周期内一直保持有效状态。在Tx时间内，只要有Vs得上跳变， 则Vo将从Vs上跳变时刻算起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为“1”状态，则Vo一直保持有效 状态；若Vs保持为“0”状态，则在Tx周期结束后Vo恢复为无效状态，并且在封锁时间Ti时间 内，任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态。 通过以上分析，我们已对BISS0001的电路结构和工作过程有了全面的了解，可以看出该 器件的结构设计新颖，功能强，可在广阔的领域得到应用。 极限参数（Vss=0V） 电源电压：-0.5V ~6V 输入电压范围：-0.5V ~+6V（VDD=6V） 各引出端最大电流：±10mA（VDD=5V） 工作温度：-10℃~+70℃ 存放温度：-65℃~+150℃ 电参数（TA=25℃ Vss=0V） 参数值 符号 参数 测试条件 最小 最大 单位 VDD 工作电压范围 3 3 V 输出 VDD=3V 50 IDD 工作电流 空载 VDD=5V 100 μA Vos 输入失调电压 VDD=5V 50 mV Ios 输入失调电流 VDD=5V 50 nA Avo 开环电压增益 VDD=5V 60 dB CMRR 共模抑制比 VDD=5V 60 dB VYH 运放输出高电平 4.25 V VYL 运放输出低电平 VDD=5V 0.75 V VRH Vc端输入高电平 1.1 V VRL Vc端输入低电平 VDD=5V 0.9 V VOH Vo端输出高电平 VDD=5V 4 V VOL Vo端输出低电平 VDD=5V 0.4 V VAH A端输入高电平 VDD=5V 3.5 V VAL A端输入低电平 VDD=5V 1.5 V 图5热释电红外开关电路原理图 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 4 上海京西电子信息系统有限公司 应用 图5所示为BISS0001应用于热释电红外开关的电路原理图。 热释电红外开关是BISS0001配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成的被动式红外 开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗衣 机等装置，是一种高技术产品。特别适用于企业，宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏 感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。 热释电红外传感器是一种新型敏感元件、它是由高热电系数材料，配以滤光镜片和阻抗匹 配用场效应管组成。它能以非接触方式检测出来自人体发出的红外辐射，将其转化成电信号输 出，并可有效抑制人体辐射波长以外的外干扰辐射，如阳光、灯光、及其反射光。 此例中BISS0001的运算放大器OP1作为热释电红外传感器的前置放大。由C3耦合给运算放 大器OP2进行第二级放大。再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有 效触发信号去启动延迟时间定时器。输出信号经晶体管T1、驱动继电器去接通负载。R3为光敏 电阻，用来检测环境照度。当作为照明控制时，若环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚输 入为低电平而封锁触发信号，节省照明用电。若应用于其他方面，则可用遮光物将其罩住而不 受环境影响。SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，红外开关处于可重复触发工作方 式；当SW1与2端连通时，红外开关则处于不可重复触发工作方式。 封装 DIP16外形尺寸图 SOP16外形尺寸图 http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 5 上海京西电子信息系统有限公司 SGS检测 文件（一） http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛 6 上海京西电子信息系统有限公司 文件（二） http://www.elecfans.com 电子发烧友 http://bbs.elecfans.com 电子技术论坛