專利名稱：含有瞬態控制電路的占據檢測器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及含有瞬態控制電路的占據檢測器，且更具體地說，是涉及可檢測由于瞬態信號引起的假觸發的占據檢測器。
占據檢測器是用在自動光開關和安全系統中的裝置，用于當有人或車輛進入監測區域時點亮燈或激活其他形式的警報顯示器。這種裝置被用室外照明燈一起使用，例如，當人走到前門時點亮過道，或當汽車開近時照亮汽車道。它們也被稱為闖入檢測器，特別是在保安應用中。
一種常見形式的占據檢測器，是被動紅外(PIR)運動檢測器。該PIR運動檢測器，用來在人或其他的熱物體進入或接近檢測器的視場時，檢測從人或物體散發的紅外輻射形式的熱量。當該運動檢測器檢測到運動熱源的適當的熱脈沖特性時，它提供一個電信號以激活光或其他警報器。對于電發光，運動檢測器通常在檢測到運動之后使發光保持預定的持續時間。因此，例如當一個人進入運動檢測器的視場時，一個燈被點亮，并根據用戶選擇而在通常為5、10或15分鐘的時間保持發光。隨后，在預定的時間結束時，光自動熄滅，除非檢測到了進一步的運動。
然而，當光熄滅時，產生了一個問題。當燈熄滅時，通過燈的電流的突然下降，會在運動檢測器電路的其他部分中，產生額外的瞬態電噪聲信號。這些瞬態噪聲信號有時會觸發運動檢測器，從而重新使燈發光。當燈熄滅時產生的紅外輻射，也會使紅外輻射受到重新觸發。通常，燈在熄滅之后需要一點時間來冷卻。當燈在一定的溫度范圍內冷卻時，它們散發的紅外輻射的比例增大，而這種紅外輻射，根據其周圍的環境，可能被運動檢測器直接或通過反射而檢測到。而運動檢測器此時會將這種瞬態紅外信號理解為占據事件，從而對燈進行重新觸發。
為了解決這些問題，過去的運動檢測器包含了時序電路，以使運動檢測器在燈熄滅之后被禁止幾秒的時間。在這幾秒的時間里，燈完全熄滅和冷卻，且額外的噪聲信號消失。隨后運動檢測器恢復掃描，以進行檢測進一步的運動。
過去，運動檢測器包括了專用的集成電路時序芯片或其他復雜的電路，以在燈熄滅時暫時禁止運動檢測器或以其他方式克服假觸發問題。對于低成本的PIR運動檢測器，時序和禁止電路的額外成本是顯著的，并增大了提供給用戶的運動檢測器的價格。
本實用新型提供包括一種控制電路的占據檢測器，該占據檢測器可防止當燈熄滅時(或者當某些其他的負載被去激勵時)的假觸發，它采用了較少的低成本電路元件，并避免了對專用時序芯片或其他更為復雜的電路的需要。
本發明所述占據檢測器包括用于檢測裝置的視場中的目標物的占據檢測器電路。該占據檢測器電路提供了表示物體的檢測的中間信號。一個輸出級接收該中間信號，并響應其而提供一個用于激勵燈或其他負載的觸發信號。一個具有特征充電衰減時間的RC網絡，與該輸出級相耦合，從而使該特征充電衰減時間能夠控制輸出級確認觸發信號的持續時間。即，該特征充電衰減時間控制了燈或其他負載受到激勵的持續時間。簡要地說，本實用新型采用了以下的方法來防止燈熄滅時占據檢測器的假觸發。來自占據檢測器電路的輸出信號，即中間信號和任何可能出現的觸發信號，通過一個第一晶體管開關，而被加到上述RC網絡上。設置了一個具有其自己的特征充電衰減時間的第二RC網絡，且該觸發信號被加到該第二RC網絡上。當輸出級解除對觸發信號的確認(從而解除對燈或其他負載的激勵)時，第二RC網絡通過一個第二晶體管開關而放電，以將第二晶體管開關置于其導通狀態。該第二晶體管開關隨后被用于在第二RC網絡的特征充電衰減時間里切斷第一晶體管開關。在這段時間里，第一RC網絡受到阻塞，從而不能接收占據檢測器電路的輸出，而該輸出則被通過第二晶體管開關而在一個返回通路上通過。
本實用新型的一種占據檢測器包括具有一個第一特征充電衰減時間的第一RC網絡，所述第一RC網絡與所述輸出級耦合，從而使所述第一特征充電衰減時間能夠控制所述輸出級確認所述觸發信號的持續時間，并從而控制所述負載受到激勵的持續時間；具有第二特征充電衰減時間的第二RC網絡，所述第二RC網絡與所述輸出級相耦合，以當所述輸出級確認所述觸發信號時進行充電，并當所述輸出級解除對所述觸發信號的確認時進行放電；第一晶體管開關，用于施加所述中間信號以對所述第一RC網絡進行充電；限定所述中間信號的返回通路以對所述輸出級進行旁路的電路裝置；第二晶體管開關，它在所述觸發信號被解除確認時運行由所述第二特征充電衰減時間確定的持續時間，用于關斷所述第一晶體管開關并切入所述返回通路；因而當所述第二晶體管開關運行時在所述觸發信號被解除確認時所接收到的所有瞬態和其他信號，都被分流到所述返回通路。
本實用新型的另一種占據檢測器包括具有一個第一特征充電衰減時間的第一RC網絡，所述第一RC網絡與所述輸出級耦合，從而使所述第一特征充電衰減時間能夠控制所述輸出級確認所述觸發信號的持續時間，并從而控制所述負載受到激勵的持續時間；第一晶體管，它具有第一發射極、第一集電極和第一基極，并得到適當的連接以在所述第一集電極和所述第一基極接收所述中間信號，并在所述第一發射極被連接到所述第一RC網絡；與所述第一基極相連的第一電阻網絡，從而使所述第一基極接收低于所述第一集電極的電位的所述中間信號；第二晶體管，它具有第二發射極、第二集電極和第二基極，所述第二集電極得到適當的連接以對所述第一基極進行偏置，并進一步與所述第一電阻網絡相串聯，所述第二發射極被連接到所述輸出級的輸出端；具有第二特征充電衰減時間的第二RC網絡，所述第二RC網絡包括一個電容器并得到適當的連接以通過所述第二基極進行放電，所述電容器得到適當的連接以在所述觸發信號受到確認時得到充電；以及一個二極管，它被連接在所述第二RC網絡與所述輸出級和所述第二發射極的公共輸出端之間，該二極管在所述第二RC網絡放電時受到反向偏置；因而所述第二RC網絡在所述觸發信號受到確認時充電并在所述觸發信號被解除確認時放電，所述放電的第二RC網絡對所述第二晶體管進行偏置以在所述第二特征充電衰減時間的持續時間里切斷所述第一晶體管，且在這段時間里來自所述占據檢測器電路的所有信號都通過所述第一電阻網絡而得到分流。
下面描述實施上述構思的一個具體實施例。根據該實施例，可以利用用于這兩個晶體管開關的兩個晶體管、用于這兩個RC網絡的兩個電容器、至少一個二極管、以及幾個電阻來實施，這比用于提供防止假觸發的現有技術中采用的部件的數目和復雜程度，都減小了許多。
通過以下對所示實施例的描述和附圖，本領域的技術人員將對本實用新型的其他方面、優點和新穎特征有充分的理解。


圖1是示意圖，顯示了根據本實用新型的控制電路。
圖1以框圖和示意電路的形式，顯示了一個占據檢測器電路。用塊10整體表示的占據檢測器電路，對裝置的視場中的目標物體的出現進行檢測，并在輸出線11上提供表示已經檢測到一個占據事件的中間信號。一個占據檢測器通常包括一個輸出級，該輸出級接收該中間信號并響應其而提供一個觸發信號，以觸發燈或其他負載。在圖1中，輸出級是由放大器12提供的；而放大器12，響應于線11上的中間信號，在其輸出端提供了一個高信號。在放大器12的輸出端的觸發信號，被加到切換電路13，而后者又把線路電壓加到燈14上，以激勵燈。
在此，將更詳細地考慮本實用新型所要解決的問題的性質。占據檢測器電路10通常包括一或多個檢測器，這些檢測器檢測目標物體的存在。例如，這些檢測器可以檢測從目標發射出的紅外輻射(例如在PIR運動檢測器中)，或者檢測聲音電平或其他表示對占據檢測器監測的區域的侵入的量。該占據檢測器電路甚至可以包括若干不同的檢測器，以獨立地檢驗已經發生了占據事件。塊10還通常包括用于處理來自檢測器的原始信號的信號處理電路。該信號處理電路區分或鑒別預期從所監測區域中所希望的目標獲得信號的特性。例如，一個通常的PIR運動檢測電路采用了閾值來鑒別占據事件。該電路，當來自目標物體的熱量照射到PIR檢測器上時，尋找所產生的單個脈沖，并隨后通過只對具有最小閾值大小的脈沖進行響應，來尋求鑒別不需要的信號。以此方式，該電路區分出弱的入射紅外輻射產生的脈沖，而這種紅外輻射不大可能是來自人類或車輛。總之，當占據檢測器電路判定已經接收到適當的信號時，它在線11上提供一個輸出信號，表示已經發生了占據事件。采用這種閾值鑒別技術的占據檢測器電路，一般更容易受到本實用新型所要解決的假觸發噪聲問題的影響，因為當燈熄滅時線路電流的突然下降，會在閾值電路中產生超過閾值電平的噪聲尖峰。
在圖1中，用于克服這種假觸發問題的電路，被設置在占據檢測器電路10和切換電路13之間。一個第一電容16與放大器12的+輸入端17相連；一個基準電壓被加到—輸入端18上。電容16帶有通過電阻網絡19的放電通路，而電阻網絡19在圖1的實施例中包括與可變電阻22串聯的固定電阻21。電容16和電阻網絡19形成了第一RC網絡，它具有受到該RC網絡的時間常數控制的、其自己的特征充電衰減時間。完全充電的電容16，將+輸入端17保持在大于—輸入端18上的基準電位的電位，且放大器12提供高輸出信號。只要電容16上的電荷使輸入端17高于輸入端18，放大器12就繼續提供高輸出信號。電容16的放電速率，決定著放大器12提供高輸出的持續時間。電阻網絡16和19的特征充電衰減時間，可以通過調節可變電阻22而得到調節。
一個第一開關晶體管23，被設置在電容16與輸出線11之間。晶體管23與輸出線11在在兩條通路26和27上相連。路徑26將輸出線11連接到晶體管23的導通側，即連接到圖1所示的npn晶體管23的集電極，且路徑27將適當的電位通過電阻28加到晶體管23的基極。一個第二電容器31，通過二極管32，而被連接在放大器12的輸出端與地之間，從而使來自放大器12的輸出信號被加到切換電路13和電容器31上。一個第二開關晶體管33將電容器31耦合到來自輸出線11的第二路徑27。
在操作中，當在線11上出現了表示占據事件的脈沖時，該脈沖被加到路徑26和27上。在路徑27上的脈沖使晶體管23導通，且在路徑26上的脈沖通過晶體管23而對電容16進行充電。這將放大器12的+輸入端17處的電壓，提高到高于—輸入端18處的基準電壓的電平。放大器12隨后提供了一個高輸出，后者使切換電路13對燈14進行激勵。來自放大器12的高輸出，還使電容器31通過二極管32進行充電。同時，電容16通過電阻網絡19進行放電。
當燈14被熄滅(一般是在檢測到最后的占據事件之后一定的間隔，該間隔由電阻網絡16、19的特征充電衰減時間確定)，放大器12的輸出下降，這使得切換電路13對燈14進行禁止。電容器31通過放大器12的放電，受到二極管32的阻止，因而通過晶體管33的基極進行放電。在此階段，晶體管33導通。當燈14熄滅時在占據檢測器電路中產生的、在線11上的一個假輸出，將沿著返回路徑27和27’通過晶體管33而被分流，而不是通過晶體管23對電容16進行充電。因此，假觸發脈沖將不會在放大器12的輸出端產生高脈沖。引入了二極管34，以防止來自晶體管33的基極電流泄漏并對電容16進行充電。二極管35在路徑26上加上一個電壓降，以平衡二極管34加在路徑27、27’上的電壓降。電容器31和電阻36，形成了一個第二RC網絡，它具有自己的特征充電衰減時間，該特征充電衰減時間控制了晶體管33導通的持續時間，因而控制了防止電容16受到充電的持續時間。當電容器31放電到預定的電平以下時，晶體管33關斷且從輸出線11的返回通路被阻塞。此時來自熄滅的燈14的所有瞬態過程都已經過去，且將允許輸出線11上新的中間信號導通晶體管23并在放大器12的輸出端上產生如上所述的高信號。
本實用新型與現有技術相比的的一個顯著優點，是成本的大幅度降低，這是由于采用了如圖1的實施例中的電路而實現的，該電路只有兩個晶體管23和33、兩個電容16和31、電阻21、22、28、和36，以及至少一個二極管32-雖然二極管34和35是進行更穩定的運行所所希望的。這避免了對成本較高的集成電路芯片和有關的、通常是進行適當偏置所需的單獨電路部件的需要。圖1所示的各種電阻、電容、晶體管和其他部件的具體元件值，取決于具體的應用和操作環境。在給定了上述電路方案和描述的情況下，適當的元件值的確定，是本領域的技術人員所能夠進行的，因而不再這里進行描述。
以上的描述和附圖，公布了本實用新型的實施例。借助于本公開，本領域的技術人員將能夠理解的是，可以采用各種修正、替換結構和等價物來實現本實用新型的優點。例如，本領域的技術人員將識別到，可以采用提供等價的開關功能的其他晶體管結構。另外，雖然這里所示的是npn晶體管且在本說明書中采用了適合于npn晶體管的術語，但該電路同樣也可以采用pnp晶體管和場效應晶體管來實施，就象本領域的技術人員所容易理解的那樣。因此，本實用新型不僅限于上述描述和說明，而是由所附的權利要求書來限定。
權利要求1.一種含有控制電路并用于防止假觸發的占據檢測器，它提供了表明對目標物體的檢測的中間信號并包括一個接收所述中間信號并響應其而提供一個觸發信號輸出級，用于響應于對所述目標物體的檢測而對一個負載進行激勵，其特征在于所述占據檢測器包括具有一個第一特征充電衰減時間的第一RC網絡，所述第一RC網絡與所述輸出級耦合，從而使所述第一特征充電衰減時間能夠控制所述輸出級確認所述觸發信號的持續時間，并從而控制所述負載受到激勵的持續時間；具有第二特征充電衰減時間的第二RC網絡，所述第二RC網絡與所述輸出級相耦合，以當所述輸出級確認所述觸發信號時進行充電，并當所述輸出級解除對所述觸發信號的確認時進行放電；第一晶體管開關，用于施加所述中間信號以對所述第一RC網絡進行充電；限定所述中間信號的返回通路以對所述輸出級進行旁路的電路裝置；第二晶體管開關，它在所述觸發信號被解除確認時運行由所述第二特征充電衰減時間確定的持續時間，用于關斷所述第一晶體管開關并切入所述返回通路；因而當所述第二晶體管開關運行時在所述觸發信號被解除確認時所接收到的所有瞬態和其他信號，都被分流到所述返回通路。
2.根據權利要求1的占據檢測器，其特征在于所述第一和第二晶體管開關分別包括第一和第二晶體管，所述第二晶體管得到適當連接，以在所述觸發信號被解除確認時將所述第一晶體管切斷由所述第二特征充電衰減時間所確定的持續時間，且所述第一晶體管得到適當的連接，以當其沒有被所述第二晶體管切斷時將所述中間信號加到所述第一RC網絡。
3.根據權利要求2的占據檢測器，其特征在于所述第一晶體管具有一個第一發射極、一個第一集電極和一個第一基極，所述第一晶體管得到適當的連接，以在所述第一集電極并在所述第一基極接收所述中間信號，并在所述第一發射極與所述第一RC網絡相連，并受到適當的偏置以當所述第二晶體管開關不工作時使所述中間信號通過所述第一RC網絡；且所述第二晶體管具有第二發射極、第二集電極和第二基極，所述第二晶體管得到適當的連接以在所述第二集電極接收所述中間信號，并在所述第二集電極連接到所述第一晶體管的所述第一基極，并在所述第二基極受到所述第二RC網絡的適當偏置而在所述第二特征充電衰減時間確定的持續時間里將所述中間信號連接到地。
4.根據權利要求1的占據檢測器，其特征在于所述第二RC網絡包括一個電容器和一個二極管，所述電容器通過所述二極管而連接到所述輸出級，以在所述觸發信號被確認時進行充電，所述電容器進一步得到適當的連接，以當所述觸發信號被解除確認時通過所述第二晶體管開關進行放電以對所述第二晶體管開關進行正向偏置。
5.一種包含防止假觸發的電路的占據檢測器，提供了表明對目標物體的檢測的中間信號并包括一個輸出級—該輸出級接收所述中間信號并響應其而提供一個觸發信號以響應于對所述目標物體的檢測而對一個負載進行激勵，其特征在于所述占據檢測器包括具有一個第一特征充電衰減時間的第一RC網絡，所述第一RC網絡與所述輸出級耦合，從而使所述第一特征充電衰減時間能夠控制所述輸出級確認所述觸發信號的持續時間，并從而控制所述負載受到激勵的持續時間；第一晶體管，它具有第一發射極、第一集電極和第一基極，并得到適當的連接以在所述第一集電極和所述第一基極接收所述中間信號，并在所述第一發射極被連接到所述第一RC網絡；與所述第一基極相連的第一電阻網絡，從而使所述第一基極接收低于所述第一集電極的電位的所述中間信號；第二晶體管，它具有第二發射極、第二集電極和第二基極，所述第二集電極得到適當的連接以對所述第一基極進行偏置，并進一步與所述第一電阻網絡相串聯，所述第二發射極被連接到所述輸出級的輸出端；具有第二特征充電衰減時間的第二RC網絡，所述第二RC網絡包括一個電容器并得到適當的連接以通過所述第二基極進行放電，所述電容器得到適當的連接以在所述觸發信號受到確認時得到充電；以及一個二極管，它被連接在所述第二RC網絡與所述輸出級和所述第二發射極的公共輸出端之間，該二極管在所述第二RC網絡放電時受到反向偏置；因而所述第二RC網絡在所述觸發信號受到確認時充電并在所述觸發信號被解除確認時放電，所述放電的第二RC網絡對所述第二晶體管進行偏置以在所述第二特征充電衰減時間的持續時間里切斷所述第一晶體管，且在這段時間里來自所述占據檢測器電路的所有信號都通過所述第一電阻網絡而得到分流。
專利摘要本實用新型提供了含有瞬態控制電路的占據檢測器，它包括第一RC網絡、第二RC網絡、第一晶體管開關、第二晶體管開關和限定電路。用于防止占據檢測器，當燈熄滅時(或者當某些其他的負載被去激勵時)的假觸發，它采用了較少的低成本電路元件，并避免了對專用時序芯片或其他更為復雜的電路的需要。
文檔編號H03K17/16GK2253890SQ9521784
公開日1997年5月7日 申請日期1995年7月26日 優先權日1995年7月26日
發明者沃德·李 申請人:拉里·C·Y·李