基于多普勒效应的运动检测器电路

本文中介绍的运动传感器电路的工作原理是利用多普勒频移原理，通过从运动物体反射的连续变化的频率来检测运动目标。

什么是多普勒效应

声音的一个非常迷人的特征是多普勒效应。

当产生声音频率的声源连续移动时，就会发生多普勒效应。随着移动声源越来越近，声音的音量似乎在频率和音量上都在增长;随着它的消失，声音频率和音量似乎正在下降。

如果声音源不移动，并且您走向声源或远离声源，您就会体验到相同的多普勒效应。

上面的运动检测器电路通过使用多普勒效应来检测指定区域内的运动。

高频（15至25 kHz）声音发射器瞄准指定区域，敏感传感器放置在与发射器传感器路径相同的路径的声源旁边。

只要目标区域内没有任何运动，反射的声音频率和传输的声音往往具有完全相同的频率。

然而，目标的任何类型的移动都会导致微小的频率变化，接收器会迅速检测到该变化，并通过连接的显示单元指示。

电路的工作原理

SPKR1 和 SPKR2 是 27 MM 压电换能器，SPKR3 可以是小型 8Ω 扬声器、耳机或交流电压表

参考上面的电路图，IC1（567锁相环）的设置类似于输出频率范围为15至25kHz的可调谐振荡器。电位计R22用于调整振荡器的输出频率。

IC1输出由晶体管Q1缓冲，并施加于传感器BZ1。反射的声音频率由第二个换能器BZ2捕获，该换能器配置有电路的接收器级并施加到Q2的基极。

通过Q2的升压输出施加于引脚1处的IC2（像双平衡混频器一样连接）。另一个声音信号（从IC1的输出中提取）被发送到引脚10处的IC2。

电阻R21（50k电位计）采用的类似于载波平衡控制，可调节以确保振荡器的信号不会泄漏到芯片IC2引脚6的混频器输出中。

混频器在IC2引脚6处的输出通过IC3输入端的低通滤波器施加（IC3的输入端围绕低压音频功率放大器IC LM 386构建）。

合适的扬声器或耳机使您能够检查IC3的输出。

电位计R23用作音量控制。

如何测试和设置

实际上，对于这个多普勒运动传感器电路来说，没有什么应该太关键。事实是，电路可以简单地在一块veroboard上构建。

如果您在漂亮干净的PCB上构建此单元（确保所有组件引线尽可能小），则可以快速获得所需的结果。

在结构布局中，可能建议您尽可能将接收器的输入和发射器的输出电路彼此隔离，并为所有指示的IC使用插座。

首先，将两个探头BZ1/BZ2（SPKR1/SPKR2）定位在相距约4英寸的距离处，聚焦在同一方向，远离任何附近的物体。

将可变电阻R21、R22和R23调整到中心点，并将电路的导通电源打开。

如果您发现发射器的输出是可听的，则振荡器的频率可能已固定得非常低。在这种情况下，您可以微调R22，直到无法再收听频率。

接下来，调整 R21，直到在 BZ1 （SPKR1） 上实现最静音的输出。

在此之后，尝试在两个换能器 （SPKR1/SPKR2） 前面向上和向下移动您的手，这应该会导致扬声器 （SPKR3） 上的低频音调波动。

随着手移动速度加快，您应该会发现输出声音频率会更高。对于移动速度极慢的物体，您可能希望看到对连接在引脚5上的IC3输出端的动圈型直流电表的影响。

您可能会看到仪表的指针在刻度上上下波动，以响应缓慢移动的物体经过换能器之前。