HB100微波模塊使用說明書
敬 告
請在本說明書限定和允許的條件下正確使用本品,任何高于本品承受力的外界環(huán)境和輸入將會對其造成不可修復的損壞。無特別情況不可對本品做破壞性和極限承受度試驗,這樣的試驗亦會對其造成不可逆轉之損壞
焊接注意:請使用低壓烙鐵焊接并將烙鐵可靠接地,焊接DIP的PAD時,需要焊接有有電路走線或者敷銅的那一面?。?/span>
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HB100微波模塊是利用多普勒雷達(Doppler Radar)原理設計的微波移動物體探測器,主要應用于自動門控制開關、安全防范系統(tǒng)、ATM自動取款機的自動錄像控制系統(tǒng)、火車自動信號機等場所。HB100是標準的10.525GHz微波多普勒雷達探測器,這種探測方式與其它探測方式相比具有如下的優(yōu)點:1、非接觸探測;2、不受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光線等影響,適合惡劣環(huán)境;3、抗射頻*力強;4、輸出功率小,對人體構不成危害;5、遠距離:探測范圍超過20米。
多普勒原理簡介: 多普勒理論是以時間為基礎的,當無線電波在行進過程中碰到物體時該電波會被反射,反射波的頻率會隨碰到物體的移動狀態(tài)而改變。如果無線電波碰到的物體的位 置是固定的,那么反射波的頻率和發(fā)射波的頻率應該相等。如果物體朝著發(fā)射的方向移動,則反射回來的波會被壓縮,就是說反射波的頻率會增加;反之反射回來的 波的頻率會隨之減小。
根據(jù)多普勒原理設計的微波探測器由FET介質DRO微波震蕩源(10.525GHz)、功率分配器、發(fā)射天線、接收天線、混頻器、檢波器等電路組成(圖2)。發(fā)射天線向外定向發(fā)射微波,遇到物體時被反射,反射波被接收天線接收,然后到混合器與振蕩波混合,混合、檢波后的低頻信號反應了物體移動的速度
微波應范圍圖
采用10.525GHz的微波與采用較低頻段波相比有以下優(yōu)點:1、微波天線發(fā)射時具有良好的定向性,因此很容易控制微波探頭的作用范圍。2、微波在傳輸過程中較易被衰減、吸收和反射,遇到墻壁等遮擋物時會被遮擋,因此墻壁等遮擋物外的物體對其干擾很小。
供電:給HB100供電有連續(xù)直流供電(CW)模式和脈動供電(PW)模式兩種:HB100適應電壓范圍為5V±5%。在連續(xù)直流供電(CW)模式下工作時典型電流為35mA(典型值)。在低占空比脈沖供電(PW)模式下工作時,*給HB100提供5V、脈沖的寬度在5μs~30μs之間(典型值為20μs)、頻率為2~4kHz(典型值為2.0kHz)的脈沖供電。3~10%的占空比脈沖供電時平均電流為1.2mA~4mA。
脈沖供電電壓必須在4.75V~5.25V之間,脈沖頂端的平坦度會影響HB100的探測能力。電源電壓超過5.25V時,它的可靠性會降低,并可能導致標稱頻率外的射頻輸出和該電路損壞。
射頻輸出:在所有*工作模式下,HB100的射頻功率輸出是非常低的,均在對人體構不成任何危害的安全范圍內(nèi)工作。在連續(xù)直流供電(CW)模式下工作時,總輸出功率小于15mW。輸出功率密度在5mm處為1mW/cm2,1m處為0.72μW/cm2。當在5%占空比的脈沖供電模式工作時,功率密度分別減少到50μW/cm2和0.036μW/cm2。
IF輸出:當物體在HB100的有效探測范圍內(nèi)以1m/s的速度相對于HB100的天線面(非鋁質屏蔽罩的那一面為天線面)做徑向移動時,HB100的IF輸出為72Hz/ s,IF的脈動輸出頻率與物體相對徑向移動速度成近似線性關系。IF的輸出幅度與物體的大小、距離有關,當一個體重70kg、身高170cm的測試者在距離HB100 1m處以1m/s的速度相對于HB100做徑向移動時,IF的輸出為5mV、72Hz/s脈動信號,IF的輸出幅度與距離的平方成近似反比關系。
注意:1.探測范圍取決于目標的反射度和大小以及信噪比。
2.10.525GHz下的多普勒速度為31Hz/m.p.h
3.安裝模塊必須使其天線面(非鋁質屏蔽罩的那一面為天線面)向著被檢測區(qū)域,用戶也可以自行調(diào)整方向,以達到很好的覆蓋區(qū)域.
簡單故障判斷:HB100的IF輸出在焊接的時候很容易被擊穿,用萬用表的二極管檔測量IF對GND和GND對IF的壓降,正常時(VIF-GNDVGND-IF)分別均在0.25V左右。
HB100參數(shù)表
原理圖一PW供電方式一
(圖中VDD=10~18VDC,VCC=5VDC調(diào)整電位器可以調(diào)整探測距離從3m~25m)
原理圖二PW供電方式二
理圖三CW供電方式
應用實例二:火車自動信號機開關電路
作用距離:1-9米連續(xù)可調(diào)。這種電路的抗*力更強,調(diào)整范圍更大,可以應用于野外和條件較為惡劣的場所使用。
原 理簡述:上圖是一個完整的應用電路,U3D(LM339)及周圍相關元件組成2kHz 低占空比振蕩器,P1,P2 提供脈動電源和選通。E9為采用保持電容,反應物體移動的低頻信號經(jīng)過LM324 A、B 及周圍元件組成的低通放大電路放大后,到由LM324 C 及周圍相關元件組成的比較器。C9-C12,R32-R35組成的低通濾波網(wǎng)絡慮除工頻干擾信號。由U3A組成的延時電路保證了發(fā)現(xiàn)物體移動后電路有相當 時間的穩(wěn)定輸出。 由U1A及相關元件組成的*級放大電路,其增益A1A≈R30/R31=375/473=78.7;第二級放大器由U1B及相關電路組成,放大增益 A1B≈R36/(R35+R34)=475/943=50;兩級放大的增益為A=78.7×50=3935,即為36db。由U1C及R39、R40、 P2、E12組成的電壓比較器,把前級放大的信號變換成脈沖信號,再由U3A及相關元件組成的延時電路延時輸出。
調(diào)整P2可以改變探測距離的大小,改變R41、E13、R42的大小可以調(diào)整輸出時間的長短.