对射型光电开关制作原理
采用锁相环单音检测电路LM567构成自发射自接收的闭环控制
一、特点
该装置采用锁相环单音检测电路LM567构成自发射自接收的闭环控制形式。就是说，把LM567产生的方波电信号调制在红外线光信号上并发射出去，红外线光敏二极管接收该信号，并把其变为电信号，经放大，又被该LM567自身检测。这样，LM567自身的振荡频率与要接收的信号频率永远相同，即使由于某种原因使LM567的振荡频率发生了变化。在一定的频带宽度内，由于LM567只对与自身振荡频率非常接近的信号产生响应，而对其他频率的干扰信号不响应，所以，该装置具有可靠性高、抗干扰性强、安装调试简单的特点。该装置可应用于自动门、自动水龙头、防盗报警、危险区域误入报警、警戒区域侵入报警等控制。
二、工作原理
电路原理图见图1。红外线光敏二极管PH检测到由红外线发射二极管LE发出的红外线光信号，并将其转换成电信号。该信号经由IC1A构成有源高通滤波器，滤除外界低频干扰信号；再经IC1B、IC1C两级固定增益放大器的放大、以及IC1D可调增益限幅放大器的放大，进入锁相环单音检测电路IC2的第③脚。IC2检测到与自身振荡频率相同的信号后，其第⑧脚输出低电平，使继电器DL吸合，触点S1、S2接通，控制其他设备。
IC2第⑧脚的最大吸入电流为100mA。IC2第⑤脚输出的方波信号，经C8、R16组成的微分电路和N1、N2驱动电路，使红外线发射二极管发出该频率调制的红外线光信号。微分电路使正方波信号变为低占空比的方波信号。用低占空比方波调制红外线发射管，可提高红外线发射管的工作效率，即其峰值电流很大，而平均工作电流却很小。这样，有利于红外线光敏二极管的接收。电阻R12、R13和电解电容E3是集成电路IC1的中点电位偏置电路，使IC1工作于单电源方式。该装置有两种工作方式。一种是：红外线发射二极管和红外线光敏二极管都在同一侧，构成反射检测方式，见图2。另一种是：红外线发射二极管在一侧，而红外线光敏二极管在另一侧，构成对射式检测方式，见图3。一般情况下，反射式控制距离可达两米，对射式控制距离可达五米。控制距离的远近可由调节电位器W来控制，W的阻值越大，IC1D放大器的增益越大，控制距离越远。反之，控制距离越近。如果给红外线发射二极管或光敏二极管一方加上光学透镜，可增加控制距离；给双方都加上光学透镜，更可增加控制距离。红外线发射二极管的外面要套上长度为50mm左右的金属管，以防止其散射光干扰红外接收管。
电解电容E5的容量越大，抗干扰性越好，但响应的时间也越长，一般E5的选取范围是10μF～100μF。由于该装置工作在闭环状态，所以对IC2工作频率的稳定度要求不严格，并且可在很宽的范围内设定频率值，范围可达5kHz～40kHz，频率由电阻R11调节。IC2振荡频率计算公式如下：
f＝1．1／R·C 单位：f（kHz）、R（kΩ）、C（μF）。图1中，R11即为公式中的R，C7即为公式中的C。
