家庭報警系統(tǒng)的抗電磁干擾傳感器調(diào)節(jié)

　　在家中感到安全、舒適和有保障是所有家庭所必需的;如今，這一需求通過安裝家庭報警系統(tǒng)得到了滿足。隨著家庭安防系統(tǒng)的發(fā)展，即使主人不在家，都能通過接收 SMS(短消息服務(wù))獲悉家中是否發(fā)生了意外事件。但是家庭報警系統(tǒng)帶來了放心也帶來了煩惱：要知道沒有人希望總受到假警報的干擾。報警系統(tǒng)應(yīng)該符合電子設(shè)備必須滿足的某些抗干擾標(biāo)準(zhǔn)，事實上，在內(nèi)置 GSM(全球移動通信系統(tǒng))模塊的系統(tǒng)中，各種傳感器信號更易受到干擾。為了幫助設(shè)計抗干擾性更強的系統(tǒng)，美國國家半導(dǎo)體開發(fā)了增強版用于報警和其他系統(tǒng)中調(diào)節(jié)傳感器信號的抗 EMI(電磁干擾)運算放大器。

　　報警系統(tǒng)概述

　　圖1是家庭報警系統(tǒng)的框圖，其中包含傳感器(可以是有線或無線傳感器)、微控制器、GSM模塊和電源管理系統(tǒng)?？梢允褂玫母黝悅鞲衅靼ǎ河糜谔綔y人的移動的 PIR(熱電紅外)傳感器、門窗保護傳感器、氣體探測傳感器、溫度傳感器和煙霧傳感器。如框圖所示，系統(tǒng)可以從 USB 端口或電池供電，即具有極低功耗，從而最大限度延長了電池的使用壽命。系統(tǒng)中各區(qū)塊需要不同的電壓軌，通過使用 LM3668 降壓-升壓直流/直流轉(zhuǎn)換器和超低噪聲LDO芯片 LP5900即可 實現(xiàn)，兩款芯片都非常適合便攜式應(yīng)用。

　　為了監(jiān)控溫度，可以使用模擬溫度傳感器 LM94022。其低工作電流(典型值 5.4 μA)和 1.5V 的低供電電壓都使其非常適合于低功耗的系統(tǒng)。

　　PIR 信號調(diào)節(jié)

　　下面將詳細介紹用于探測人體熱量的熱電紅外傳感器的信號調(diào)節(jié)電路。熱電紅外傳感器的輸出電壓是感應(yīng)到的紅外射線的函數(shù)，其常規(guī)幅度從 0.5mV 到 1mV，頻率由 0.02Hz 至 16Hz。圖 2 顯示用于調(diào)節(jié)傳感器信號的電路，LPV521 中的兩級提供了放大和帶通濾波器功能。如 Bode 增益曲線所示，4Hz 時其放大倍數(shù)約為 2000 ，0.6 Hz 和 8 Hz 時的截止頻率為 3 dB。LPV521 是用于構(gòu)建有源濾波器的運算放大器，它是適合超長電池壽命的毫微功率級 552 nW 放大器。1.6V 到 5.5V 的工作電壓范圍，典型的 351 nA 電源電流，使其非常適合于遠程傳感器毫微功率應(yīng)用。LPV521 具有設(shè)計精密的 CMOS 輸入級，在 -40℃ 至 125℃ 的溫度范圍中遠勝于同類器件的 50 pA 最大輸入偏流，更提供了軌對軌輸入輸出性能。LPV521 是 PowerWise® 系列產(chǎn)品的成員，具有優(yōu)異的性能功率比。

　　R2 是負載電阻器，其值參見 PIR 傳感器數(shù)據(jù)表，它主要用于將傳感器輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓。