低功耗人體紅外線感應信號處理器BISS0001
臺灣產 BISS0001 是為各種傳感器配套設計的專用集成電路,采用CM OS工藝制造。其外圍器件大大減少,節約了空間和成本及調試時間,提高整機可靠性,可廣泛應用於照明控制、馬達和電磁閥控制,防盜報警等領域。
壹、BISS0001特點
◆ COMS 數模混合專用集成電路, 相容所有BISS0001 。
◆ 具有獨立的高輸入阻抗運算放大器,可與多種傳感器匹配,進行信號預處理。
◆ 雙向鑒幅器可有效抑制幹擾。
◆ 內設延遲時間定時器和封鎖時間定時器,結構新穎、穩定可靠,調節範圍寬。
◆ 內置參考電源。
◆ 工作電壓範圍寬 +3V~+5V 。
◆ 16 腳SOP 封裝。
二、 BISS0001封裝圖

圖1 BISS0001( 相容 BISS0001 ) 外引線連接圖
三、 BISS0001原理框圖

圖2 : BISS0001(相容BISS0001) 原理框圖
四、 BISS0001工作原理
圖 2 為BISS0001( 相容B ISS0001) 紅外傳感信號處理器的原理框圖。外接元件由使用者根據需要選擇
由圖可見BISS0001 是由運算放大器、電壓比較器和狀態控制器、延遲時間定時器、封鎖時間定時器及
參考電壓源等構成的數模混合專用集成電路。可廣泛應用於多種傳感器和延時控制器。
各引腳的定義和功能如下:
VDD — 工作電源正端。範圍為3~5V。
VSS — 工作電源負端。壹般接0V。
IB — 運算放大器偏置電流設置端。經R B 接VSS 端,R B 取值為1.5MΩ 左右。
1N- — 第壹級運算放大器的反相輸入端。
1N+ — 第壹級運算放大器的同相輸入端。
1OUT — 第壹級運算放大器的輸出端。
2IN- — 第二級運算放大器的反相輸入端。
2OUT — 第二級運算放大器的輸出端。
VC — 觸發禁止端。當VC VR 允許觸發。VR ≈ 0.2VDD。
VRF — 參考電壓及復位輸入端。壹般接VDD,接“0 ”時可使用定時器復位。
A — 可重復觸發和不可重復觸發端。當A = “1”時,允許重復觸發,當A = “0”時。不可重復觸發。
VO — 控制信號輸出端,由V5 的上跳變沿觸發使VO 從低電平跳變到高電平時為有效觸發。在輸出延
遲時間T X 之處和無V5 上跳變時VO 為低電平狀態。
RR1 RC1 — 輸出延遲時間T X 的調節端。TX ≈ 49152R 1 C1 。
RR2 RC2 — 觸發封鎖時間T I 的調節端。T I ≈ 48R 2C 2 。
我們先以圖3 所示的不可重復觸發工作方式下的各點波形,來說明BISS0001(相容BISS0001) 的工作過程。

首先,由使用者根據實際需要,利用運算放大器OP1 組成傳感信號預處理電路,將信號放大。然後綜合 給運算放大器OP2 ,再進行第二級放大,同時將直流電位擡高為VM(≈ 0.5VDD)後,送到由比較器COP 1 和 COP 2 組成的雙向鑒幅器,檢出有效觸發信號VS。由於VH ≈ 0.7V DD、VL ≈ 0.3VDD,所以當VDD = 5V 時,可有效地抑制±1V 的噪聲幹擾,提高系統的可靠性。COP 1 是壹個條件比較器。當輸入電壓VC VR 時,COP 1 輸出為高電 平,打開與門U2 ,此時若有觸發信號VS 的上跳變沿到來,則可啟動延遲時間定時器,同時VS 端輸出為高電平,進入延時周期。當A 端接“0 ”電平時,在TX 時間內任何V2 的變化都被忽略,直至TX 時間結束,即所 謂不可重復觸發工作方式。當TX 時間結束時,V2 下跳回低電平,同時啟動封鎖時間定時器而進入封鎖周期Ti 。在Ti 周期內,任何V2 的變化都不能使VO 為有效狀態。這壹功能的設置,可有效抑制負載切換過程中產生的各種幹擾。
下面再以圖4 所示可重復觸發工作方式下各點的波形,來說明 BISS0001( 相容BISS0001) 在此狀態下的工作過程。

在VC = “0 ”、A =“0 ”期間,V5 不能觸發V0 為有效狀態。在VC = “1 ”、A =“1 ”時,V5 可重復觸發VO 為有效狀態,並在T X 周期內壹直保持有效狀態。在T X 時間內,只要有V5 的上跳變,則VO 將從V5 上跳變時刻算起繼續延長壹個TX 周期1 若VS 保持“1 ”狀態,則VO 壹直保持有效狀態;若V5 保持為“0 ”狀態,則在TX 周期結束後VO 恢復為無效狀態,並且在封鎖時間T I 時間內,任何VS 的變化都不能觸發VO 為有效狀態。 通過以上分析,我們已對BISS0001(相容BISS0001) 的電路結構和工作過程有了全面的了解,可以看出該器件的結構設計新穎,功能強,可在廣闊的領域得到應用。
五、 BISS0001極限參數:(VSS = 0V)
電源電壓:-0.5V~ +6.0V
輸入電壓範圍:-0.5V~6V(VDD = 6V)
各引出端最大電流:±10mA(V DD = 5V)
工作溫度:-10 ℃ ~ + 70 ℃
存放溫度:-65 ℃ ~ 150℃
六、BISS0001電氣特性(測試條件為室溫25℃)

七、BISS0001應用電路圖

熱釋電紅外開關是BISS0001(相容BISS0001) 配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構成的被動式紅外開關。它能自動快速開啟各類白熾燈、螢光燈、蜂鳴器、自動門、電風扇、烘幹機和自動洗手池等裝置,是壹種高技術產品。特別適用於企業、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區域,或用於安全區域的自動燈光、照明和報警系統。
熱釋電紅外傳感器是壹種新型敏感元件、它是由高熱電系數材料,配以濾光鏡片和阻抗匹配用場效應管組成。它能以非接觸方式檢測出來自人體發出的紅外輻射,將其轉化成電信號輸出,並可有效抑制人體輻射波長以外的幹擾輻射。如陽光、燈光及其反射燈。
此例中BISS0001(相容BISS0001) 的運算放大器OP1 作為熱釋電紅外傳感器的前置放大,由C3 藕全給運算放大器OP2 進行第二級放大。再經由電壓比較器COP1 和COP2 構成的雙向鑒幅器處理後,檢出有效觸發信號去啟動延遲時間定時器。輸出信號經晶體管T1、驅動繼電器去接通負載。R3 為光敏電阻,用來檢測環境照明度。當作為照明控制時,若環境較明亮,R3 的電阻值會降低,使9 腳輸入為低電平而封鎖觸發信號,節省照明用電。若應用於其他方面,則可用遮光物將其罩住而不受環境影響。SW1 是工作方式選擇開關,當SW1 與1端連通時,紅外開關處於可重復觸發工作方式;當SW1 與2 端連通時,紅外開關則處於不可重復觸發工作方式。