光探测器文献翻译原文及译文毕设论文.doc

光探测器 1 引言 在发光二极管系列的最后一部分，我们展示了如何把光电二极管运用为精确的光敏元件，通过生成与光强相对应的光电流，光电二极管产生一个被测光源对等的电学特性，光强变化60%或70%仍能保持线性。 此外,通过光电二极管基本功能与外加电路结合。半导体厂商已经生产出各种感光元件，它能直接输出电压生成可直接输出电压，或者，例如光频率转换器，一个方波信号的频率随检测到的光强变化而变化。 然而，在许多光传感应用中，往往需要检测的是光的变化，而不是光强度的线性响应。典型的例子是数字闹钟，它是当环境光水平相对较低时使用光传感器微弱的7段发光显示的产品，或汽车的光传感器，天黑了时提醒司机打开大灯。本项目使用的也是作为一个简单的光传感器产生一个电压随光照强度的变化。由电压具有可变参考电压比较，该光检测器提供数字输出信号改变状态时，监测的光穿过一个预设的阈值。 该探测器还通过照明传感器也当光超过预定水平提供视觉指示。这样，这也提供了一个双重功能，作为两者的传感器和指示器。一个可选的，光隔离输出也可。 2 长期的生活中的应用 当监控光超过预设的阈值，该电路锁存到其“绊倒”状态，并保持这样，即使光枪度下降，下降到低于阈值电平。在静态的“解锁”状态，该电路只需要很小的电源电流，允许它运行几个月，甚至几年，从一个单一的PP3 9V电池。 探测器应该找到在气象和环境实验中的应用，那里是一个需要监测的环境光条件下记录的时刻，光超过一个特定的水平。该电路也可以用来提供一个危险的警告。例如，当位于在一个黑暗的库，它可以被用来作为一个基本的火灾探测器，可以感测所产生的火焰光产生报警信号。探测器也非常适合应用在安全，监控光可以用来表示一个入侵者的存在，或警告的未经授权的使用的一个房间或对象。例如，通过定位探测器接近一个房间的天花板或墙壁灯，它可用于信号，入侵者进入房间，打开灯。 另外，通过定位单元内的橱柜或抽屉，它将被触发时，环境光落在它，探测器可以提供视觉的或电子的迹象表明有人获得了未经授权的访问到橱柜的内容。事实上，该探测器保持在锁定状态，事件，即使橱柜或抽屉关闭再次记录。 3 微功耗比较器和参考 比较器的部分功能，就像一个正常的电压比较器，但随着可编程迟滞的加入。根据HYST端子之间的电压差（引脚5）和参考端，比较器的输入端之间出现滞后可以从零至约100mV。然而，我们很快就会看到，光检测器的锁存比较器的磁滞行为意味着不是必需的，从而简化了电路HYST引脚直接连接到REF引脚，在零滞后。 磁滞和微功率比较器的更多信息可以在施密特触发器中发现。 4 电池供电 当操作从一个单一的供应，max931具有2.5V至11V的电源电压范围内，和在室温下的最大只有3.2毫安电源电流。较宽的电源电压范围，连同小功率的要求，使装置的电池理想。 1、供电应用 max931可以从两个串联的碱性电池标称电源电压的3V左右，光检测器利用一个9V的电源。这不仅提供“驱动”照亮LED和功率可选的光隔离器大量（IC2），它还允许电路工作在其静止状态数月或数年无需更换电池。此外，所需的PP3电池连接器相对简单。 2、光电压 光伏，VF，由LED产生的光落在D1输入到比较器的非反相输入+（引脚3）通过一个单一的极低通滤波器包括R2和C1。电压是一个可变参考电压，虚拟现实相比，在比较器的反相输入端，9（引脚4）。可变参考电压（由电阻R4和C2过滤）是由预设VR1在IC1引脚6连接到1~182v参考电压输出调节。 在低光照条件下，当电压VF小于VR，比较器输出电压，VOUT端子，低（大约在0V）和二极管D2反向偏置，没有电流流过R3。然而，当光照强度下降D1增加到VF刚刚超过虚拟现实点，比较器输出变高，从而正向偏置D2，允许正向电流流入D1通过限流电阻R3。 D1功能的变化从光探测器的光发射器，和也说明表明监测光穿过由VR1阈值。 3、锁存 该电路是现在在锁定状态，和电压，VF，出现在D1不再是由光的能量产生的光电压，但仅仅是因为一个LED的正向电压约为1~6V以上的正向偏置的LED的正向电压VF，现在明显大于VR（其中可不大于1~182v），所以电路锁存到其“绊倒”状态。 从本质上讲，组件R3和D2提供积极的反馈路径的比较器的输出非反相输入（通过R2），从而确保电路进行快速清洁过渡到锁定状态。 二极管D2中起着重要的作用。没有它，“弱”的光所产生的D1将看到一个非常低阻抗路径通过R3和比较器的输出。这将沼泽地的电压，并将它降低到其正常的“卸载”价值的一小部分。 D2中，存在然而，确保在D1的静载荷是R1并联比较器的同相输入阻抗非常高的结合（以这样的小电流，它可以假设可以忽略不计）。因此，考虑到R1的价值很高，D1可以考虑卸载时的电路在解锁状态。 当电路跳闸，可重置（解锁）关闭S1