PDF《TT0001》

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7 低功耗人体红外线感应信号处理器 TT0001 是为各种传感器配套设计的专用集成电路,采用CMOS 工艺制造. 其外围器件大大减少,节约了空间和成本及调试时间,提高整机可靠性,可广泛 应用于照明控制、马达和电磁阀控制,防盗报警等领域.

一、特点 COMS 数模混合专用集成电路, 兼容 BISS0001. 具有独立的高输入阻抗运算放大器,可与多种传感器匹配,进行信号预处理. 双向鉴幅器可有效抑制干扰. 内设延迟时间定时器和封锁时间定时器,结构新颖、稳定可靠,调节范围宽. 内置参考电源. 工作电压范围宽 +1.8V~+6V.

16 脚SOP 封装.

二、 封装图 图1 TT0001(相容 BISS0001)外引线连接图 A VO RR1 RC1 RC2 RR2 VSS VREF

1 2

5 4

3 16

6 7

8 OUT1 INN1 INP1 INN2 OUT2 VDD IB VC

15 14

13 12

11 10

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三、 原理框图 图2 : TT0001 (兼容BISS0001) 原理框图

四、 工作原理 图2为TT0001(相容BISS0001) 红外传感信号处理器的原理框图.外接组件由用户根据需要选择. 由图可见TT0001 是由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延迟时间定时器、封锁时间定时器及 参考电压源等构成的数模混合专用集成电路.可广泛应用于多种传感器和延时控制器. 各引脚的定义和功能如下: VDD ― 工作电源正端.范围为1.8~6V. VSS ― 工作电源负端.一般接0V. IB ― 运算放大器偏置电流设置端.经RB 接VSS 端,RB 取值为1.5MΩ 左右. INN1 ― 第一级运算放大器的反相输入端. 1NP1 ― 第一级运算放大器的同相输入端. OUT1 ― 第一级运算放大器的输出端. INN2 ― 第二级运算放大器的反相输入端. OUT2 ― 第二级运算放大器的输出端. VC ― 触发禁止端.当VC VR 允许触发.VR ≈ 0.2VDD. VREF ― 参考电压及复位输入端(RESTB).一般接VDD,接

0 时可使用定时器复位. (请参考应用路图(3) 可藉由外部RC充放电使IC初始复位) A ― 可重复触发和不可重复触发端.当A =

1 时,允许重复触发,当A =

0 时.不可重复触发. VO ― 控制信号输出端,由VS 的上跳变沿触发使VO 从低电平跳变到高电平时为有效触发.在输出延 迟时间TX 之处和无VS 上跳变时VO 为低电平状态. RR1RC1 ― 输出延迟时间TX 的调节端.TX ≈ 49152R1C1. RR2RC2 ― 触发封锁时间TI 的调节端.TI ≈ 48R2C2. INP1 INN1 OUT1

14 15

16 OP1 VM INN2 OUT2

13 12 OP2 VIL VIH COP1 VC COP3 COP2 VR

9 A

1 VS 状态 控制器 延迟时间 定时器 Tx 封锁时间 定时器 Ti VO

2 11 VDD

7 VSS

10 IB

5 RC2

4 RC1

6 RR2

3 RR1 RB R1 C1 R2 C2

8 VREF 参考电源 VIH VM VIL VR VL U2 TT0001 2017/11/22 Page

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9 Version: 1.7 我们先以图3 所示的不可重复触发工作方式下的各点波形,来说明TT0001(兼容BISS0001) 的工作过程. 图3 首先,由使用者根据实际需要,利用运算放大器OP1 组成传感信号预处理电路,将信号放大.然后综 合给运算放大器OP2, 再进行第二级放大, 同时将直流电位抬高为VM (≈ 0.5VDD) 后, 送到由比较器COP1 和COP2 组成的双向鉴幅器, 检出有效触发信号VS. 由于VIH ≈0.7VDD、 VIL ≈ 0.3VDD, 所以当VDD = 5V 时,可有效地抑制±1V 的噪声干扰,提高系统的可靠性.COP1 是一个条件比较器.当输入电压VC VR 时, COP1 输出为高电平,打开与门U2,此时若有触发信号VS 的上跳变沿到来,则可启动延迟时间定时器,同时VS 端输出为高电平,进入延时周期.当A 端接

0 电平时,在TX 时间内任何VS的变化都被忽略,直至TX 时 间结束,即所谓不可重复触发工作方式.当TX 时间结束时,VS 下跳回低电平,同时启动封锁时间定时器而 进入封锁周期Ti.在Ti 周期内,任何VS 的变化都不能使VO为有效状态.这一功能的设置,可有效抑制负载 切换过程中产生的各种干扰. 注:VDD越高与感测距离的窗口(VIH-VIL)越大,但抑制噪声干扰特性越好.相反的VDD越低感测距离越 长,也就是窗口(VIH-VIL) 越小,但抑制噪声干扰特性越差. Ti Ti VIH OUT2 VIL VS A VL VO Tx Tx TT0001 2017/11/22 Page

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9 Version: 1.7 下面再以图4 所示可重复触发工作方式下各点的波形, 来说明 TT0001(相容BISS0001) 在此状态下的工 作过程. 图4 在VC =

0 、A =

0 期间,VS 不能触发VO 为有效状态.在VC =

1 、A =

1 时,VS 可重复 触发VO 为有效状态,并在TX 周期内一直保持有效状态.在TX 时间内,只要有VS 的上跳变,则VO 将从 VS 上跳变时刻算起继续延长一个TX 周期1 若VS 保持

1 状态,则VO 一直保持有效状态;

若VS 保持为

0 状态,则在TX 周期结束后VO 恢复为无效状态,并且在封锁时间Ti 时间内,任何VS 的变化都不能触 发VO 为有效状态. 通过以上分析,我们已对TT0001(兼容BISS0001) 的电路结构和工作过程有了全面的了解,可以看出该 器件的结构设计新颖,功能强,可在广阔的领域得到应用.

五、 极限参数:(VSS = 0V) 电源电压:-0.5V~ +6.5V 输入电压范围:-0.5V~6V(VDD = 6V) 各引出端最大电流:±10mA(VDD = 5V) 工作温度:-20℃ ~ + 70℃ 存放温度:-65℃ ~ 150℃ VIH OUT2 VIL VS A VL VO Tx Tx Ti Ti TT0001 2017/11/22 Page

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六、电气特性(测试条件为室温25℃) 符号 参数 测试条件 参数值 单位 最小 典型值 最大 VDD 工作电压范围 -- 1.8 -

6 V IDD 工作电流 输出 空载 RB=1.5MΩ @VDD=3V -

45 60 uA RB=2.0MΩ @VDD=3V -

40 55 RB=1.5MΩ@VDD=5V -

75 100 RB=2.0MΩ@VDD=5V -

65 90 VOS 输入失调电压 VDD=5V - -

50 mV IOS 输入失调电流 VDD=5V - -

50 nA AVN 开环电压增益 VDD=5V RL=1.5MΩ

60 - - dB CMRR 共模抑制比 VDD=5V RL=1.5MΩ

60 - - dB VYH 运放输出高电平 VDD=5V RL=500KΩ 接1/2VDD 4.25 - - V VYL 运入输出低电平 - - 0.75 V VKH VC端输入高电平 VREF=VDD=5V 1.1 - - V VRL VC端输入低电平 - - 0.9 V VOH VO端输出高电平 VDD=5V IOH=0.5mA

4 4.8 - V VOL VO端输出低电平 VDD=5V IOL=0.1mA 0.1 0.4 V VAH A端输入高电平 VDD=5V 3.5 - - V VAL A端输入低电平 VDD=5V - - 1.5 V 注:RB 电阻请参考应用原理图 TT0001 2017/11/22 Page

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七、应用电路图 应用电路图(1) Reference only 图5 RR1RC1 ― 输出延迟时间TX 的调节端. TX ≈ 49152R1C1 RR2RC2 ― 触发封锁时间TI 的调节端 TI ≈ 48R2C2 电容 C1 电阻 R1 VDD=5V Tx 时间 VDD=3.3V Tx 时间 电容 C2 电阻 R2 VDD=5V TI 时间 VDD=3.3V TI 时间 0.01uF 22KΩ 7.1 sec 5.7 sec 0.1uF 300KΩ 1.1 sec 1.0 sec 0.01uF 47KΩ

15 sec

12 sec 0.1uF 430KΩ 1.6 sec 1.3 sec 0.01uF 100KΩ

31 sec

25 sec 0.1uF 620KΩ 2.3 sec 2.0 sec 0.01uF 200KΩ

62 sec

49 sec 0.1uF 1MΩ 3.7 sec 3.1 sec 0.01uF 330KΩ

102 sec

80 sec 0.01uF 680KΩ

209 sec

164 sec 0.01uF 1MΩ

308 sec

242 sec 热释电红外开关是TT0001(相容BISS0001) 配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成的被动式红外 开关.它能自动快速开启各类白炽灯、萤光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置,是 一种高技术产品.特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域,或用于安全区域的 自动灯光、照明和报警系统. 热释电红外传感器是一种新型敏感组件、 它是由高热电系数材料, 配以滤光镜片和阻抗匹配用场效应管 组成.它能以非接触方式检测出来自人体发出的红外辐射,将其转化成电信号输出,并可有效抑制人体辐射 波长以外的干扰辐射.如阳光、灯光及其反射灯. 此例中 TT0001(相容BISS0001) 的运算放大器OP1 作为热释电红外传感器的前置放大, 由C3 耦全给运 算放大器OP2进行第二级放大.再经由电压比较器COP1 和COP2 构成的双向鉴幅器处理后,检出有效触发 信号去启动延迟时间定时器.输出信号经晶体管Q

1、驱动继电器去接通负载.R3 为光敏电阻,用来检测环 TT0001 2017/11/22 Page

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9 Version: 1.7 境照明度.当作为照明控制时,若环境较明亮,R3 的电阻值会降低,使9 脚输入为低电平而封锁触发信号, 节省照明用电.若应用于其他方面,则可用遮光物将其罩住而不受环境影响.SW1 是工作方式选择开关, 当SW1 与1端连通时,红外开关处于可重复触发工作方式;

当SW1 与2 端连通时,红外开关则处于不可重 复触发工作方式. 注:1. 运算放大器OP1 作为热释电红外传感器的前置放大,上电后要达到运算放大器可以正常工作 必须把C5 电容的电位充电到红外传感器S端的电位相同, 也就是INN1电位 ≈ INP1电位, 充电时间受 C5电容值/R7,R8电阻值/S端电位影响. 2. 运算放大器OP2 作为第二级放大, 必须将 C3 电容充电到 VM(≈ 0.5VDD) 电位, 运算放大 器 可以正常工作, 充电时间受 C3电容值/R5,R10电阻值影响. 3. 上述两个充电的动作会同时进行,必须两个电容都充电到两个运算放大器都可以工作,所需的 时间, 称之为传感器暖机时间. 4. 以提供的应用电路为例当热释电红外传感器 S端电压=0.7V, R8=47KΩ, R7=2MΩ, R5=1MΩ, R10=10KΩ, C3=10uF, C5=47uF, C4=C6=10nF : 暖机时间在VDD=5V的条件下约35秒, 在VDD=3.3V的条件下约48秒, 两者都是在室温的环境下所需的暖机时间. 5. 在暖机时间内系统无法正常被触发. 应用电路图(2) Reference only TT0001 2017/11/22 Page

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9 Version: 1.7 应用电路图(3) 可藉由外部RC充放电使IC初始复位 Reference only

八、封装外形及尺寸图 SOP-16 封装形式 TT0001 2017/11/22 Page

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9 Version: 1.7 CPC-16 封装形式 尺寸 标注 最小(mm) 最大(mm) 尺寸 标注 最小(mm) 最大(mm) A 4.50 4.70 C 0.85 1.05 A1 0.29 0.39 C1 0.00 0.15 e 0.53(BSC) C2 0.15 0.18 B 2.50 2.70 L 0.40 0.60 B1 3.85 4.15 θ 0? 8? b 0.16 0.26 订购信息TT0001 封装型号 芯片型号 晶圆型号 TT0001 不支援 不支援 REVISION HISTORY: 2014/10/28: Initial version 1.0. 2017/04/17: Modify version V1.6 增加运放稳定时间说明与应用电路图(3). 2017/11/22: Modify version V1.7 增加 VREF 脚位初始复位说明,CPC-16 封装说明. ........