家庭报警系统的抗电磁干扰传感器调节

2012-03-21 14:41:36 来源:电子工程世界责任编辑: cpslili 收藏本文

　　在家中感到安全、舒适和有保障是所有家庭所必需的;如今，这一需求通过安装家庭报警系统得到了满足。随着家庭安防系统的发展，即使主人不在家，都能通过接收 SMS(短消息服务)获悉家中是否发生了意外事件。但是家庭报警系统带来了放心也带来了烦恼：要知道没有人希望总受到假警报的干扰。报警系统应该符合电子设备必须满足的某些抗干扰标准，事实上，在内置 GSM(全球移动通信系统)模块的系统中，各种传感器信号更易受到干扰。为了帮助设计抗干扰性更强的系统，美国国家半导体开发了增强版用于报警和其他系统中调节传感器信号的抗 EMI(电磁干扰)运算放大器。

　　报警系统概述

　　图1是家庭报警系统的框图，其中包含传感器(可以是有线或无线传感器)、微控制器、GSM模块和电源管理系统。可以使用的各类传感器包括：用于探测人的移动的 PIR(热电红外)传感器、门窗保护传感器、气体探测传感器、温度传感器和烟雾传感器。如框图所示，系统可以从 USB 端口或电池供电，即具有极低功耗，从而最大限度延长了电池的使用寿命。系统中各区块需要不同的电压轨，通过使用 LM3668 降压-升压直流/直流转换器和超低噪声LDO芯片 LP5900即可实现，两款芯片都非常适合便携式应用。

　　为了监控温度，可以使用模拟温度传感器 LM94022。其低工作电流(典型值 5.4 μA)和 1.5V 的低供电电压都使其非常适合于低功耗的系统。

　　PIR 信号调节

　　下面将详细介绍用于探测人体热量的热电红外传感器的信号调节电路。热电红外传感器的输出电压是感应到的红外射线的函数，其常规幅度从 0.5mV 到 1mV，频率由 0.02Hz 至 16Hz。图 2 显示用于调节传感器信号的电路，LPV521 中的两级提供了放大和带通滤波器功能。如 Bode 增益曲线所示，4Hz 时其放大倍数约为 2000 ，0.6 Hz 和 8 Hz 时的截止频率为 3 dB。LPV521 是用于构建有源滤波器的运算放大器，它是适合超长电池寿命的毫微功率级 552 nW 放大器。1.6V 到 5.5V 的工作电压范围，典型的 351 nA 电源电流，使其非常适合于远程传感器毫微功率应用。LPV521 具有设计精密的 CMOS 输入级，在 -40℃ 至 125℃ 的温度范围中远胜于同类器件的 50 pA 最大输入偏流，更提供了轨对轨输入输出性能。LPV521 是 PowerWise? 系列产品的成员，具有优异的性能功率比。