低功耗热释电红外人体感应芯片

低功耗热释电红外人体感应处理器概述SRRS012是一款低功耗的热释电红外传感信号处理器，它配以热释电红外传感器和少量外接元件即可构成被动式的热释电红外开关。

SRRS012内置了一级高增益、高输入阻抗的运算放大器和一级固定增益放大器，可与多种传感器匹配，进行信号预处

SRRS012还内置了高精度的参考电压理；

和LDO，该LDO可给热释电红外传感器供电，可有效抑制电源和环境噪声干扰，提高系统可靠性，降低误报率。SRRS012可通过调整外围电路进行多种设置：调整感应灵敏度、设置输出延迟时间、设置光控功能等。

SRRS012采用了SOP8封装。

特点工作电压范围：3.3V～5.5V低待机电流：30uALDO输出电压：3.0VLDO最大输出电流：5mA

内置2秒的触发封锁时间，可有效抑制

负载切换干扰和重复误动作输出延迟时间可调

光控功能可选，白天可以不工作噪声抑制能力强，可靠性高

应用领域各类自动照明、蜂鸣器、自动门、烘干

机和自动洗手池等自动开关系统。自动报警系统

典型应用电路图图1：SRRS012典型应用电路图

SR RS012www.sinere.cn

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SRRS012

低功耗热释电红外人体感应处理器订货信息产品型号SR RS012X

丝印SR RS012X

封装及管脚分配SR RS012Xwww.sinere.cn

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SRRS012

低功耗热释电红外人体感应处理器管脚定义管脚号

12345678管脚名称

VDDVCCINNOPOLSOUTTXCVSS管脚类型

Supply描述

工作电源正端LDO输出，可给PIR供电运算放大器的反相输入端运算放大器的输出端光控触发禁止端控制信号输出端输出延迟时间Tx的调节端工作电源负端Output

InputOutputInputOutputI/O

Ground内部电路方框图图2：SRRS012的内部电路方框图

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SRRS012

低功耗热释电红外人体感应处理器极限参数参数

电压（注1）

符号

VDDMAXVMAX描述

VDD引脚的最大电压值除VDD外各引脚的最大电压值各个引脚最大电流SOP8封装最大功耗工作温度范围存储温度范围焊接温度范围（焊接时间20秒）静电耐压值（人体模型）最小值

-0.3VSS-0.3V-50最大值

6VDD+0.3V500.75单位

V电流最大功耗IMAXPSOP8TAmAWo

-20-40230701202402000CCC温度TSTGTSDo

o

ESDVESDV注1：超过上表中规定的极限参数会导致器件永久性损坏。而工作在以上极限条件下可能会影响器件的可靠性。电特性除非特别说明，VDD=5V，TA=25oC参数电源电压

电源电压符号测试条件最小值典型值最大值单位

VDD3.35.5V电源电流

VDD=3.3V，无触发，VDD脚电流，但不包括PIR电流待机电流IDDQVDD=5.0V，无触发，VDD脚电流，但不包括PIR电流24uA30uALS端

输入高电平输入低电平LS迟滞电压VLSHVLSLVLSYSVDD=5.0V1.221.081101.321.18VVmVwww.sinere.cn

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SRRS012

低功耗热释电红外人体感应处理器电特性(接上一页)除非特别说明，VDD=5V，TA=25oC参数LDO

LDO输出电压最大输出电流线性调整率符号测试条件最小值典型值最大值单位

VCCICC△VCC/VCCVDD=5.0VVDD=5.0VVDD=3.3V～5.0VICC=15uAVDD=VCC+1V+1VppACICC=15uA,f=100Hz2.943.03.065VmA%/V0.05电源电压抑制比PSRR60dB触发封锁时间

触发封锁时间TiVDD=5.0V1.422.6s运算放大器OPA

输入失调电压输入失调电流开环电压增益共模抑制比输出高电平输出低电平VOSIOSAVOCMRRVYHVYLVDD=5.0V，RL=1.5MΩVDD=5.0V，RL=1.5MΩVDD=5.0V，RL=500KΩ，接0.5VDD60604.250.755050mVnAdBdBVVVO端

输出高电平输出低电平输出电流VOHVOLIoVDD=5.0V，IOH=35mAVDD=5.0V，IOL=-35mAVDD=5.0V，VOH=4.0V3540.4VVmAwww.sinere.cn

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SRRS012

低功耗热释电红外人体感应处理器应用指南工作原理SRRS012内部集成了一级运算放大器、一级固定增益放大器、双向鉴幅器、电压比较器、振荡器、带隙基准、LDO、状态控制器、延迟时间定时器和封锁时间定时器等模块电路，如图2所示。其中，由运算放大器OPA和相应外接元件组成了传感信号的第一级放大电路，内部的固定增益放大器AMP是传感信号的第二级放大电路，它将直流电位抬高为VM（约为0.6V）后，将输出信号送到由比较器COMP1和COMP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号VS。

当VLS大于VLSH时，比较器COMP3输出高电平，VS可以触发OUT为有效状态（高电平），进入输出延迟时间Tx。当Tx时间结束时，OUT下跳回低电平，同时启动触发封锁时间定时器而进入触发封锁时间Ti，在Ti时间内，任何VS的变化都不能使OUT跳变为高电平，可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

放大电路SRRS012内部的如图1和图2所示，

运算放大器OPA和外围元件Ri、Ci、Rf、Cf组成了传感信号的第一级放大电路，该放大电路是一个带通放大器。

放大电路的通频带增益为：

G120lg(

Rf)(dB)Ri(1)

放大电路的低端截止频率为：

1

FL(Hz)

2RiCi放大电路的高端截止频率为：

(2)

FH

12RfCf(Hz)

(3)

SRRS012内部的增益放大器AMP是传感信号的第二级放大电路，该放大电路是一个宽带放大器，其增益G2是固定的，约为30dB。

因为热释电红外传感器输出的信号幅度很小，一般小于1mV，为保证较高的感应灵敏度，放大电路的总增益GA要足够大，但是，GA太大又会增加误报率，所以，GA应该在一个合理的范围内，推荐范围为65～75dB，并且G1应该大于G2，以减小噪声干扰，实际应用需要根据应用要求进行合理选择。

当环境温度较低时，电路的感应灵敏度会比较高，而当环境温度较高时，灵敏度就比较低，特别是同人体温度相近时，灵敏度会大幅度下降，此时就要调整运放的放大倍数来适应，可以尝试将电路中的电阻Rf，更换为一个固定电阻和一个热敏电阻的组合，以此达到改善高温灵敏度差的问题。

另一方面，因为人体活动的特性和热释电红外传感器的特性，芯片接收到的传

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电源电压尽管芯片在3.1V～5.5V范围内都能正常工作，但实际应用应尽量控制VDD在3.3~5.0V为佳，以得到最好的稳定性，并且负载启动前后的VDD压差不能太大。

LDOSRRS012内部集成了高电源电压抑制比的LDO，其输出电源电压VCC可以给热释电红外传感器PIR供电，能有效提高电路的抗干扰能力。

虽然芯片内部LDO的输出电流最大可达5mA，但不建议采用该LDO给其它芯片供电，因为这样可能会降低电路的抗干扰能力。

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SRRS012

低功耗热释电红外人体感应处理器感信号的频率大约在0.1Hz～10Hz范围内，故FL和FH的取值也应该在这个范围内，并且FL应该小于FH。FL和FH的取值也会影响到灵敏度和误报率，推荐范围为0.3～3Hz，实际应用需要根据应用要求进行合理选择。

另外，传感信号是通过Ci耦合到第一级放大电路的，因为传感信号频率低，为减小信号衰减，Ci的电容值不能太小，推荐范围为4.7uF～47uF。

被忽略，直到Tx时间结束，当Tx时间结束时，OUT下跳回低电平，进入触发封锁时间Ti，在Ti时间内，任何VS的变化都不能使OUT跳变为高电平。

可重复触发工作模式SRRS012R的触发模式为可重复触发方式，其工作波形图如图5所示。在VLS大于VLSH期间，VS可重复触发OUT为高电平，即在Tx时间内，只要VS发生上跳变，则OUT将从VS上跳变时刻起继续延长一个Tx时间，并可使得OUT在Tx时间内一直保持高电平。若VS不断发生上跳变，则OUT一直保持高电平，若VS下跳回低电平，则在Tx时间结束后，OUT也下跳回低电平，进入触发封锁时间Ti，在Ti时间内，任何VS的变化都不能使OUT跳变为高电平。

上电热机时间上电后，芯片需要一段较长的时间去建立热释电红外传感器PIR和放大器的直流工作点，在这段时间内，芯片不能正常工作，这段时间被定义为上电热机时间。上电热机时间并不固定，而是和PIR、外围元件Ri、Rf、Ci和Cf的取值以及电路的初始直流工作点有关。

在上电热机过程中，芯片的OUT端会持续输出高电平，如图3所示。在无光照时，如果Tx时间很短，则在上电热机过程中，OUT端可能会反复输出高电平，这是上电过程中的正常现象。

输出延迟时间和触发封锁时间输出延迟时间Tx可通过外部电容Cx进行调整，Tx≈1.334*1011Ω*Cx，Cx的取值越大，Tx越准确，推荐Cx取值大于100pF；触发封锁时间Ti由内部电路设定，约为2秒。

光控功能当输入电压VLS小于VLSL时，电压比较器COMP3输出为低电平，封锁了与门，

VS不能触禁止触发信号VS向下级传递，

发OUT为高电平；而当VLS大于VLSH时，电压比较器COMP3输出高电平，VS可以触发OUT为高电平。

上述LS端的特性可以实现光控功能，即有光照时，可触发OUT端输出高电平，而无光照时，OUT端保持为低电平。

菲涅尔透镜为了提高热释电红外感应产品的感应灵敏度以增大探测距离，一般在PIR的前方会安装一个菲涅尔透镜。采用菲涅尔透镜后，感应半径可达到5米以上，而不使用菲涅尔透镜时，感应半径不足2米，抗干扰性能也差。

菲涅尔透镜的作用有三个：首先，菲涅尔透镜可以将入射光的频率峰值在10um左右，即人体红外辐射的峰值。其次是聚焦作用，即将热释电红外信号折射到PIR上，故安装菲涅尔透镜一定要注意其焦点位置，应根据实际情况调整菲涅尔透镜与传感器之间的距离，使得热释电红外信号能折射到传感器的热释电元件上。

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不可重复触发工作模式SRRS012N的触发模式为不可重复触发方式，其工作波形图如图4所示。在VLS大于VLSH期间，VS不可重复触发OUT为高电平，在Tx时间内任何VS的变化都

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SRRS012

低功耗热释电红外人体感应处理器(a)有光照时

(b)无光照时

图3：上电热机时OUT端输出波形

图4：不可重复触发工作模式

图5：可重复触发工作模式

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SRRS012

低功耗热释电红外人体感应处理器第三个作用是将探测区域分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释电红外信号，故热释电红外感应对移动的人体敏感，而对静止或移动很缓慢的人体不敏感。

市面上的菲涅尔透镜有很多种尺寸，尺寸越大的透镜，其探测的区域就越宽。另外，透光性和聚焦较好的透镜对提高产品性能也大有帮助。实际应用需要根据应用要求和产品设计进行合理选择。

PCB注意事项PCB板上，PIR、R1、C1、Ri、Ci、Rf、Cf等外接元器件越靠近芯片越好，即PIR传感器与芯片间的连线越短越好，可以减少干扰，和第一级放大电路相关的连线，也是越短越好，如图1中粗黑线所示。PCB板上地线无需大面积敷铜，地线应该尽量短而细。

芯片外部的电阻、电容等元件采用贴片元件有利于提高灵敏度和抗干扰性能。PIR传感器表面有一层滤光片，安装和调试PCB板时不要随意触摸及擦拭，否则会影响灵敏度和抗干扰性能。

因为PIR不耐高温，安装焊接PIR时，应该采取隔热措施，一般是在PCB板和PIR之间安装一个隔热的底座并尽量缩短焊接时间，隔热底座的厚度建议在4mm以上，但是，隔热底座太厚又会使得PIR的引脚变长，不利于减小干扰，提高感应灵敏度。所以，隔热底座的厚度要合适，一般约为5mm。

热释电红外传感器热释电红外传感器PIR是整个人体红外感应电路的核心部分，该传感器的质量对产品的感应灵敏度、抗干扰能力等性能有重大的影响，实际应用需要根据应用要求和产品设计进行合理选择。PIR对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。热释电红外传感器对于径向移动反应最不敏感，而对于横切方向(即与半径垂直的方向)移动则最为敏感。选择合适的安装方向和位置是避免误报，求得最佳感应灵敏度极为重要的一环。

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低功耗热释电红外人体感应处理器封装信息SOP8封装尺寸图：

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