Ayuda a comprender el circuito analógico del amplificador PIR

Este es básicamente un comparador de ventanas clásico, con cosas a su alrededor que hacer es realmente útil en la aplicación en particular.

Los sensores PIR informan cambios en IR a través del área del sensor. C2 elimina la polarización de CC, y el circuito alrededor de IC1D amplifica el resultado y también realiza un filtrado de frecuencia. Es probable que esto sea en parte para reducir las frecuencias que no son relevantes y, por lo tanto, solo agregue ruido, y en parte para obtener la respuesta del sensor general + filtro que es útil para detectar movimiento.

IC1C y IC1B son el comparador de ventanas. R7, R8, R9 y R10 son una cadena divisora que genera voltajes para comparar la salida de IC1D. Solo desde la topología sin mirar ningún número, puede ver que el umbral para IC1C es más alto que para IC1B. También vea que la señal de entrada en el comparador de ventana (salida de IC1D) se alimenta a los dos comparadores (IC1C e IC1B) en la polaridad opuesta. En la región de la "ventana", que es el rango de voltaje entre la entrada - IC1C y la entrada + de IC1B, ambos amperios estarán bajos. Debajo de la región de la ventana, IC1B será alto y IC1C bajo. Por encima de la ventana, IC1C irá alto y IC1B bajo.

Las dos salidas del comparador se promedian con R11 y R12, luego el resultado se compara con un umbral con IC1A. Este umbral se establece para que IC1A tenga un nivel alto solo cuando ambos amplificadores del comparador estén bajos, lo que significa que el voltaje está en la región de la ventana.

La señal digital que indica si la salida del sensor está dentro de la región de la ventana está acoplada capacitivamente en esta cosa HT2812. No busqué eso, así que no sé qué es exactamente lo que hace, pero desde el transistor y el altavoz es probable que suene un pitido cuando se detecte movimiento.

No estoy seguro de cuál es el punto del interruptor en serie con la entrada KEY. Cuando el interruptor está abierto, el bloque HT2812 no recibirá la señal de movimiento. Si esa es la intención, entonces apagar todo sería el enfoque más obvio, por lo que probablemente haya alguna característica adicional que admita. No sé por qué querría que solo se escuche un pitido debido al movimiento cuando se presiona un botón, pero parece ser lo que hará este circuito.

IC1D is configured as an inverting amplifier with a gain of -29.6x. This gain is set through (R6+R4)/R3.

Esto no es cierto porque hay un voltaje de polarización en V + y V- (1.54V). Si hice mis cálculos correctamente (y solo para el punto de operación de CC), en realidad hay una compensación a la ganancia que es bastante interesante:

$$ Vo = Vn (1+ \ dfrac {R4 + R6} {R3}) - Vi \ dfrac {R4 + R6} {R3} $$

Lo que obviamente está en el famoso amplificador de inversión si Vn (terminal de inversión) = 0. Al conectar los valores obtenemos:

$$ \ dfrac {Vo} {Vi} = -29.6 + \ dfrac {47.12} {Vi} $$

Quizás mis habilidades matemáticas son insatisfactorias, pero no pude ver rápidamente una solución de formato cerrado. Es interesante notar que la ganancia se vuelve más negativa a medida que Vi aumenta, y más positiva a medida que Vi disminuye.

C2 + R3 add a high pass filter

Tampoco creo que C2 y R3 estén haciendo ningún tipo de filtro de paso alto. Más bien, C2 desacopla la salida del sensor a la entrada de la etapa de amplificación. C3, en efecto, pasa de alta frecuencia, pero la combinación de estos dos componentes pasivos no tiene una salida de la que hablar, por lo que no es realmente un filtro de esa manera. R3 establece la ganancia, como dijiste. Siéntase libre de corregirme si me equivoco aquí.

IC1B has a bias of 1.413v. Lower voltages make the output go low.

Recuerde la ecuación para amplificadores operacionales: Vout = A (V + - V-). Lo que dice que si V- > V + (sin realimentación) luego los rieles de salida al suministro negativo. Del mismo modo, si V + > V-, la salida se barre al posible suministro. Si nos fijamos en IC1C, por ejemplo, V- tiene un sesgo de 1.67V. Por lo tanto, la salida siempre está en la fuente negativa hasta que la salida de IC1D sea mayor a 1.67V. De manera similar, IC1B tiene V + sesgado a 1.41V, por lo que la salida siempre está en la fuente positiva a menos que V- sea mayor que 1.41V. Digo esto porque su punto 6 contradice esto, pero más bien debería decir ALTO donde escribe LOW

C8 adds a low pass filter

No veo el propósito si ese es el caso. Los componentes de alta frecuencia tienen una ruta a través de R4 y R6.

What does R2 do?

Mirando el esquema de la hoja de datos, D y S representan el Drenaje y la Fuente de un mosfet, por lo que R2 está conectando el drenaje abierto al suelo, pero no estoy seguro de por qué, ya que parece ser impulsado por una especie de cristal.