简单的人体接近探测器电路

　　本文介绍一种电路简单、灵敏度高、具有温度补偿功能的人体接近探测器，电路见图。　

 

　　图中的集成运放、门电路、阻容元件构成人体接近探测器电路，其中反向器T1、1MHz晶振及阻容元件组成1MHz振荡器，振荡信号经T2整形输出方波信号。用一块25cm2的敷铜板构成感应器，当人体靠近敷铜板时，人体相当于另一极板，会产生随人体靠近而增大的电容，容量为2～6pF。这一电容增量会使后面的IC3输出脉冲占空比与电容增量成比例的脉冲信号。T2输出的方波一路经R3输入比较器IC1B，放大后加至异或门IC3的一个输入端;另一路先经R1、C1延时，再由比较器IC1A放大后加至异或门IC3的另一输入端，从而使异或门IC3输出的方波信号的占空比正比于输入电路中R1C1的延时，再经R6、C4滤波后产生与人体接近距离成比例的直流电压。

　　在实际使用中，IC1比较器自身传输延时的微小变化可能会掩盖电容C1的微小变化，因此本电路采用具有相同特性参数的双比较器电路，它能分辨纳秒以下的时间差，还能将自身的传输延时及失调电压、温度漂移等的影响抵消，从而使TP点输出信号电压仅正比于R1、C1的延时。

　　图中电容C1实际包括一个33pF固定电容、25cm2感应板对地电容和同轴电缆输入电容三部分，在无人接近探测器时，上述三种电容并联之和约为48pF，它将产生0.69R1C1=16.5ns的固定延时;当有人靠近感应板时，电容增至50～54pF，它将产生17.3～18.6ns的延时，两路方波的时间差为0.8～2.1ns，对能分辨纳秒以下时间差的双比较器而言，是能够保证所需的转换灵敏度的。

　　运放IC2A的作用是对TP点的直流电压提供偏置并放大，调整电位器R11可以设定对应于人体接近感应板不同距离的门限值。运放IC2B及功率放大管Q1构成滞回比较器，将IC2A输出电压放大，通过R14的正反馈可保证Q1迅速可靠导通，点亮LED。若把LED换成继电器，当人体接近时，继电器动作，可控制其他各种执行机构，以实现各种自动控制功能。