本例介紹的微波控制開關是根據多普勒效應進行工作的:由本機振蕩電路產生一個固定的高頻信號 (一般為400-800MHz),經天線輻射到周圍空間,當天線附近一定距離內有物體運動時,高頻信號就會被運動物體發射回來再被天線接收,便原振蕩電路的振蕩頻率和信號幅度產生變化,此變化信號經積分、放大、比較等處理后形成控制信號,使控制執行電路動作,達到自動控制的目的。該控制開關可用于對防盜報警器或照明燈的控制。
電路工作原理
該微波控制開關電路由本機振蕩器、放大器、雙限電壓比較器和控制執行電路組成,如圖3-70所示。
本機振蕩電路由晶體管Vl、電感器L、電容器Cl、C2、電阻器Rl-R3、電位器RPl和天線組成。
放大器由晶體管V2和電容器C3-C5、電阻器R4、R5組成。
雙限電壓比較器電路由運算放大器集成電路IC、電阻器R6-@R8、二極管VDl、VD2和電位器R臣組成。
控制執行電路由晶體管V3、電阻器R9、電容器C6、二極管VD3和繼電器K組成。
Vl在Cl的正反饋作用下產生自激振蕩,振蕩產生的高頻電磁波由天線輻射到周圍空間,在天線四周產生一個立體的微波場。當有物體在此微波場運動時,物體運動所反射的電磁波就被天線接收,使Vl自激振蕩的幅度和頻率發生變化,此變化經過由R2、C3組成的積分電路變成隨物體移動而波動的電壓信號,該電壓信號經V2放大后,在V2的集電極上產生2.5-6.7V的變化電壓 (電壓的變化與物體移動的速度及距天線的距離成正比)。此變化的電壓經IC比較處理后,產生控制高電平,使V3導通,K吸合,受控電路 (報警器或照明燈等)通電工作。
調整Cl的容量,可以改變自激振蕩器的工作頻率。
調整RPl和RP2的阻值,可以改變微波控制開關動作的靈敏度。
元器件選擇
Rl-R9選用1/4W碳膜電阻器或金屬膜電阻器。
RPl和RP2選用有機實心可變電阻器或微型電位器。
Cl選用云母微調電容器或瓷介微調電容器、薄膜微調電容器;C2和C4均選用獨石電容器;C3、C5和C6均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器。
VD1和VD2均選用1N4148型硅開關二極管;VD3選用1N4007型硅整流二極管。
Vl選用Sg018或3DGgO愧型高頻硅NPN晶體管;V2選用S9014或3DG9014型硅NPN晶體管;V3選用59013或58050、C8050型硅NPN晶體管。
IC選用LM358型集成運算放大器。
L用φO.51mm的高強度漆包線在φ5mm的圓柱體上繞5匝后脫胎制成空心線圈 (安裝時應與Cl垂直)。
K選用4098或4099型12V直流繼電器。
天線選用短波收音機用的金屬拉桿天線。