CN115657151B - 一种红外对射检测电路和红外传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外对射检测电路和红外传感器，该电路包括：开关单元，用于根据预设频率的PWM控制信号产生预设频率的供电信号，预设频率不小于指定频率；恒流控制单元，用于基于供电信号产生恒流电流，并将恒流电流输出至红外发射管，以使红外发射管产生预设频率的红外信号；接收单元，用于只接收红外信号，并基于红外信号产生第一交流信号；放大单元，用于将第一交流信号放大为第二交流信号；整流单元，用于将第二交流信号转换为直流信号，并将直流信号输出至ADC采样模块，基于PWM控制信号使红外发射管产生预设频率的红外信号，并使红外接收管只接收该预设频率的红外信号，从而可避免外部光线的干扰，进而可更加准确的进行红外对射检测。
Description
技术领域
本申请涉及红外检测技术领域，更具体地，涉及一种红外对射检测电路和红外传感器。
背景技术
在现有的红外对射检测技术中，红外传感器中的红外发射管发出红外光，红外接收管接收到该红外光后会产生相应的电流，当红外发射管和红外接收管之间存在遮挡物时，该电流会产生相应的变化，根据电流的变化可感知遮挡物。
然而，上述红外传感器受外部光线的影响较大，容易因外部光线的干扰导致红外传感器无法正常使用。
因此，如何提供一种可以避免外部光线干扰的红外对射检测电路，是目前有待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种红外对射检测电路和红外传感器，用以在进行红外对射检测时避免外部光线的干扰。
第一方面，提供一种红外对射检测电路，所述电路包括：
开关单元，用于根据预设频率的PWM控制信号产生所述预设频率的供电信号，所述预设频率不小于指定频率；
恒流控制单元，用于基于所述供电信号产生恒流电流，并将所述恒流电流输出至红外发射管，以使所述红外发射管产生所述预设频率的红外信号；
接收单元，用于只接收所述红外信号，并基于所述红外信号产生第一交流信号；
放大单元，用于将所述第一交流信号放大为第二交流信号；
整流单元，用于将所述第二交流信号转换为直流信号，并将所述直流信号输出至ADC采样模块；
其中，所述开关单元的第一端为所述PWM控制信号的输入端，所述开关单元的第二端连接5V电源，所述开关单元的第三端连接所述恒流控制单元的第一端，所述恒流控制单元的第二端为恒流电流的输出端，所述接收单元的第一端连接5V电源，所述接收单元的第二端连接所述放大单元的第一端，所述放大单元的第二端连接所述整流单元的第一端，所述整流单元的第二端为所述直流信号的输出端。
第二方面，提供一种红外传感器，包括如第一方面所述的红外对射检测电路。
通过应用以上技术方案，红外对射检测电路包括：开关单元，用于根据预设频率的PWM控制信号产生预设频率的供电信号，预设频率不小于指定频率；恒流控制单元，用于基于供电信号产生恒流电流，并将恒流电流输出至红外发射管，以使红外发射管产生预设频率的红外信号；接收单元，用于只接收红外信号，并基于红外信号产生第一交流信号；放大单元，用于将第一交流信号放大为第二交流信号；整流单元，用于将第二交流信号转换为直流信号，并将直流信号输出至ADC采样模块；其中，开关单元的第一端为PWM控制信号的输入端，开关单元的第二端连接5V电源，开关单元的第三端连接恒流控制单元的第一端，恒流控制单元的第二端为恒流电流的输出端，接收单元的第一端连接5V电源，接收单元的第二端连接放大单元的第一端，放大单元的第二端连接整流单元的第一端，整流单元的第二端为直流信号的输出端。基于PWM控制信号使红外发射管产生预设频率的红外信号，并使红外接收管只接收该预设频率的红外信号，从而可避免外部光线的干扰，进而可更加准确的进行红外对射检测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提出的一种红外对射检测电路的结构示意图；
图2示出了本发明一实施例中开关单元和恒流控制单元的结构示意图；
图3示出了本发明一实施例中接收单元、放大单元和整流单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种红外对射检测电路，如图1所示，电路包括：
开关单元10，用于根据预设频率的PWM控制信号产生预设频率的供电信号，预设频率不小于指定频率；
恒流控制单元20，用于基于供电信号产生恒流电流，并将恒流电流输出至红外发射管，以使红外发射管产生预设频率的红外信号；
接收单元30，用于只接收红外信号，并基于红外信号产生第一交流信号；
放大单元40，用于将第一交流信号放大为第二交流信号；
整流单元50，用于将第二交流信号转换为直流信号，并将直流信号输出至ADC采样模块；
其中，开关单元10的第一端为PWM控制信号的输入端，开关单元10的第二端连接5V电源，开关单元10的第三端连接恒流控制单元20的第一端，恒流控制单元20的第二端为恒流电流的输出端，接收单元30的第一端连接5V电源，接收单元30的第二端连接放大单元40的第一端，放大单元40的第二端连接整流单元50的第一端，整流单元50的第二端为直流信号的输出端。
本实施例中，红外对射检测电路由发出红外线的红外发射部分和接收红外线的红外接收部分组成，红外发射部分包括开关单元10和恒流控制单元20，红外接收部分包括接收单元30、放大单元40和整流单元50。
开关单元接收预设频率的PWM控制信号，并产生预设频率的供电信号，将该供电信号输出至恒流控制单元20。为了避免外部光线的干扰，该预设频率不小于指定频率，在本申请具体的应用场景中，该指定频率为10kHz。恒流控制单元20基于该供电信号产生恒流电流，并基于该恒流电流对红外发射管进行供电，使红外发射管产生预设频率的红外信号。
接收单元30接收到红外发射管发出的红外信号时，基于该红外信号产生第一交流信号，并将该第一交流信号输出至放大单元40，放大单元40将该第一交流信号放大为第二交流信号，并将该第二交流信号输出至整流单元50，整流单元50将该第二交流信号转换为直流信号，并将直流信号输出至ADC（Analog-to-Digital Converter，模拟至数字转换器）采样模块，以使ADC采样模块对该直流信号进行采样。
由于红外信号为预设频率，接收单元30只接收该预设频率的红外信号，并产生第一交流信号，而不会接收不是该预设频率的外部光线，从而可避免外部光线的干扰，进而可更加准确的进行红外对射检测。
为了保证开关单元10的可靠性，在本申请一些实施例中，如图2所示，开关单元10包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Q1、MOS管Q2和第一电容C1，其中，
第一电阻R1的一端为开关单元10的第一端，第一电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的一端共接于MOS管Q2的栅极，MOS管Q2的源极和第三电阻R3的另一端共接于开关单元10的第二端，MOS管Q2的漏极连接开关单元10的第三端，第一电容C1的一端连接开关单元10的第二端，第一电容C1的另一端和三极管Q1的发射极均接地。
为了保证开关单元10的可靠性，在本申请一些实施例中，MOS管Q2为P沟道MOS管。
为了保证恒流控制单元20的可靠性，在本申请一些实施例中，如图2所示，恒流控制单元20包括第一芯片U1和第四电阻R4，第一芯片U1的第一引脚为恒流控制单元20的第一端，第一芯片U1的第二引脚连接第四电阻R4的一端，第一芯片U1的第三引脚和第四电阻R4的另一端连接恒流控制单元20的第二端。
为了保证恒流控制单元20的可靠性，在本申请一些实施例中，第一芯片U1的型号包括LM317。
为了保证接收单元30的可靠性，在本申请一些实施例中，如图3所示，接收单元30包括第五电阻R5、红外接收管D1和第二电容C2，第五电阻R5的一端为接收单元30的第一端，第五电阻R5的另一端连接红外接收管D1的阴极，红外接收管D1的阳极连接第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端为接收单元30的第二端。
本实施例中，第二电容C2为隔直电容，从而可使接收单元30只接收预设频率的红外信号并产生第一交流信号。可选的，红外接收管D1为硅光电池。
为了保证放大单元40的可靠性，在本申请一些实施例中，如图3所示，放大单元40包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第三电容C3、第四电容C4、第一运算放大器A1和第二运算放大器A2，其中，
第六电阻R6的一端为放大单元40的第一端，第六电阻R6的另一端和第七电阻R7的一端共接于第一运算放大器A1的反相输入端，第八电阻R8的一端接地，第八电阻R8的另一端和第九电阻R9的一端共接于第一运算放大器A1的同相输入端，第一运算放大器A1的正电源端和第九电阻R9的另一端共接于5V电源，第三电容C3的一端连接第一运算放大器A1的正电源端，第三电容C3的另一端接地，第一运算放大器A1的负电源端接地，第七电阻R7的另一端和第十电阻R10的一端共接于第一运算放大器A1的输出端，第四电容C4并联在第七电阻R7的两端，第十电阻R10的另一端和第十一电阻R11的一端共接于第二运算放大器A2的反相输入端，第二运算放大器A2的同相输入端连接第一运算放大器A1的同相输入端，第十一电阻R11的另一端和第十二电阻R12的一端共接于第二运算放大器A2的输出端，第十二电阻R12的另一端为放大单元40的第二端。
为了保证整流单元50的可靠性，在本申请一些实施例中，如图3所示，整流单元50包括第二芯片U2、第五电容C5和第六电容C6，其中，第二芯片U2的第一引脚、第六引脚和第八引脚均接地，第二芯片U2的第二引脚为整流单元50的第一端，第二芯片U2的第三引脚经第五电容C5接地，第二芯片U2的第四引脚悬空，第二芯片U2的第五引脚和第六电容C6的一端共接于整流单元50的第二端，第六电容C6的另一端连接第二芯片U2的第六引脚，第二芯片U2的第七引脚连接5V电源。
为了保证整流单元50的可靠性，在本申请一些实施例中，第二芯片U2的型号包括LTC1967IMS8#PBF。
通过应用以上技术方案，红外对射检测电路包括：开关单元，用于根据预设频率的PWM控制信号产生预设频率的供电信号，预设频率不小于指定频率；恒流控制单元，用于基于供电信号产生恒流电流，并将恒流电流输出至红外发射管，以使红外发射管产生预设频率的红外信号；接收单元，用于只接收红外信号，并基于红外信号产生第一交流信号；放大单元，用于将第一交流信号放大为第二交流信号；整流单元，用于将第二交流信号转换为直流信号，并将直流信号输出至ADC采样模块；其中，开关单元的第一端为PWM控制信号的输入端，开关单元的第二端连接5V电源，开关单元的第三端连接恒流控制单元的第一端，恒流控制单元的第二端为恒流电流的输出端，接收单元的第一端连接5V电源，接收单元的第二端连接放大单元的第一端，放大单元的第二端连接整流单元的第一端，整流单元的第二端为直流信号的输出端。基于PWM控制信号使红外发射管产生预设频率的红外信号，并使红外接收管只接收该预设频率的红外信号，从而可避免外部光线的干扰，进而可更加准确的进行红外对射检测。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种红外对射检测电路，其特征在于，所述电路包括：
开关单元，用于根据预设频率的PWM控制信号产生所述预设频率的供电信号，所述预设频率不小于指定频率；
恒流控制单元，用于基于所述供电信号产生恒流电流，并将所述恒流电流输出至红外发射管，以使所述红外发射管产生所述预设频率的红外信号；
接收单元，用于只接收所述红外信号，并基于所述红外信号产生第一交流信号；
放大单元，用于将所述第一交流信号放大为第二交流信号；
整流单元，用于将所述第二交流信号转换为直流信号，并将所述直流信号输出至ADC采样模块；
其中，所述开关单元的第一端为所述PWM控制信号的输入端，所述开关单元的第二端连接5V电源，所述开关单元的第三端连接所述恒流控制单元的第一端，所述恒流控制单元的第二端为恒流电流的输出端，所述接收单元的第一端连接5V电源，所述接收单元的第二端连接所述放大单元的第一端，所述放大单元的第二端连接所述整流单元的第一端，所述整流单元的第二端为所述直流信号的输出端；
所述接收单元包括第五电阻、红外接收管和第二电容，所述第五电阻的一端为所述接收单元的第一端，所述第五电阻的另一端连接所述红外接收管的阴极，所述红外接收管的阳极连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端为所述接收单元的第二端。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、三极管、MOS管和第一电容，其中，
所述第一电阻的一端为所述开关单元的第一端，所述第一电阻的另一端连接所述三极管的基极，所述三极管的集电极连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端和所述第三电阻的一端共接于所述MOS管的栅极，所述MOS管的源极和所述第三电阻的另一端共接于所述开关单元的第二端，所述MOS管的漏极连接所述开关单元的第三端，所述第一电容的一端连接所述开关单元的第二端，所述第一电容的另一端和所述三极管的发射极均接地。
3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述MOS管为P沟道MOS管。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述恒流控制单元包括第一芯片和第四电阻，所述第一芯片的第一引脚为所述恒流控制单元的第一端，所述第一芯片的第二引脚连接所述第四电阻的一端，所述第一芯片的第三引脚和所述第四电阻的另一端连接所述恒流控制单元的第二端。
5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一芯片的型号包括LM317。
6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述放大单元包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三电容、第四电容、第一运算放大器和第二运算放大器，其中，
所述第六电阻的一端为所述放大单元的第一端，所述第六电阻的另一端和所述第七电阻的一端共接于所述第一运算放大器的反相输入端，所述第八电阻的一端接地，所述第八电阻的另一端和所述第九电阻的一端共接于所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一运算放大器的正电源端和所述第九电阻的另一端共接于5V电源，所述第三电容的一端连接所述第一运算放大器的正电源端，所述第三电容的另一端接地，所述第一运算放大器的负电源端接地，所述第七电阻的另一端和所述第十电阻的一端共接于所述第一运算放大器的输出端，所述第四电容并联在所述第七电阻的两端，所述第十电阻的另一端和所述第十一电阻的一端共接于所述第二运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的同相输入端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第十一电阻的另一端和所述第十二电阻的一端共接于所述第二运算放大器的输出端，所述第十二电阻的另一端为所述放大单元的第二端。
7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述整流单元包括第二芯片、第五电容和第六电容，其中，所述第二芯片的第一引脚、第六引脚和第八引脚均接地，所述第二芯片的第二引脚为所述整流单元的第一端，所述第二芯片的第三引脚经所述第五电容接地，所述第二芯片的第四引脚悬空，所述第二芯片的第五引脚和所述第六电容的一端共接于所述整流单元的第二端，所述第六电容的另一端连接所述第二芯片的第六引脚，所述第二芯片的第七引脚连接5V电源。
8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第二芯片的型号包括LTC1967IMS8#PBF。
9.一种红外传感器，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的红外对射检测电路。
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