“六大指標”教你正確選擇光傳感器
發布時間:2014-12-09 責任編輯:xueqi
【導讀】一般來說,在選擇一個光傳感器時,需要著重考慮的因素包括光譜響應/IR抑製、最大勒克斯數、光敏度、集成的信號調節功能、功耗以及封裝大小等6個重要規格。本文介紹六大指標來幫助你正確選擇光傳感器。
光傳感器的應用非常普遍。從便攜式消費類市場(智能手機、PDA、台式PC以及便攜式音樂播放器等)到消費類電視機市場(包括液晶、等離子、背投以及CRT電視等),再到醫療、工業及汽車市場,光傳感器無處不在。其中,一些應用,如條形碼閱讀器、激光打印機和自動聚焦顯微鏡利用光學探測的反射光來對位置進行感應;另一些應用,如數碼相機、手機和筆記本電腦等便攜電子產品則利用光傳感器來測量環境光量。
采cai用yong環huan境jing光guang傳chuan感gan器qi的de係xi統tong產chan品pin能neng夠gou提ti供gong更geng舒shu適shi的de顯xian示shi質zhi量liang。這zhe對dui於yu某mou些xie應ying用yong非fei常chang重zhong要yao。例li如ru,汽qi車che儀yi表biao盤pan要yao求qiu在zai所suo有you環huan境jing光guang條tiao件jian下xia都dou能neng達da到dao清qing晰xi的de顯xian示shi效xiao果guo。在zai白bai天tian,用yong戶hu需xu要yao最zui大da的de亮liang度du來lai實shi現xian最zui佳jia的de可ke見jian度du,但dan是shi這zhe種zhong亮liang度du在zai夜ye間jian則ze顯xian得de太tai刺ci眼yan了le。
guangchuanganqigeibianxieshiyingyongdailailehenduohaochu。daiyouguangchuanganqidexitong,nenggouzidongjiancetiaojianbianhuabingtiaojiexianshiqideshezhi,yibaozhengxianshiqichuyuzuijiadeliangdu,jinerjiangdizongtigonghao。liru,yidongdianhua、筆記本電腦以及數碼相機,通過采用環境光傳感器可以自動進行顯示器的亮度控製,從而延長電池的壽命。
光電二極管是最佳實現方式
光傳感器包括光敏電阻、光電晶體管或光電二極管等幾種。其中,最簡單的光傳感器是光敏電阻。低端光敏電阻由CdS(硫化鎘)材料製造,而比較昂貴的光敏電阻由GaAs材料製造。GaAs的能帶間隙較小。它能夠吸收紅外光中的低能光子,並使電子躍遷到傳導帶。其照度範圍從1勒克斯~100勒克斯。
光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)要(yao)高(gao)一(yi)些(xie)。光(guang)子(zi)轟(hong)擊(ji)半(ban)導(dao)體(ti)結(jie),產(chan)生(sheng)電(dian)流(liu)。要(yao)給(gei)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)施(shi)加(jia)反(fan)向(xiang)偏(pian)壓(ya)。較(jiao)大(da)的(de)反(fan)向(xiang)偏(pian)壓(ya)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)感(gan)應(ying)速(su)度(du)和(he)線(xian)性(xing)度(du),但(dan)也(ye)提(ti)高(gao)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)暗(an)電(dian)流(liu)和(he)散(san)粒(li)噪(zao)聲(sheng)(shotnoise)。光子轟擊半導體結,將產生正向電流,降低反向偏壓電流。在設計中,可以為光電二極管增加外部電路,使I-V曲線線性化。
guangdianjingtiguandeyibantedianyuguangdianerjiguanyiyang,danzengjialefangdagongneng。taxuyaogengdadepianzhidianliu,danyudianliuxiangbandezaoshengposhichuanganqidelingminduzhuanxianggenggaodelekesifanwei,ji1000勒克斯~10wanlekesi。guangdianjingtiguandejiancexiangyingshijianyuguangdianerjiguanxiangsi,bingkeyiliyongpianzhidianliujinxingtiaozheng。pianzhidianliuyekeyisuitancedaodexinhaoshuipingjinxingbianhua。guangdianjingtiguannenggouculvediquedinghuanjingguangxianshuiping,rushinei/室外、白天/夜間以及明亮光線/陰影等狀態,因此,需要外部電路對輸出信號進行校準。
目前,基於IC的單片光電二極管是光傳感器最好的實現方式之一。光電二極管由單晶矽製造而成。一個典型的傳感器應用組件包括一個光電二極管、一個電流放大器和一個無源低通濾波器。對於終端用戶來說,能夠將所有這些器件集成到一個小型封裝中非常重要。
光傳感器六大指標
xuanzeguangchuanganqishi,zuizhongyaodeyidianshilijienaxiangguigecanshushizuiweiguanjiande。yibanlaishuo,zaixuanzeyigeguangchuanganqishi,xuyaozhezhongkaolvdeyinsubaokuoguangpuxiangying/IR抑製、最大勒克斯數、光敏度、集成的信號調節功能、功耗以及封裝大小等6個重要規格。這6個規格的具體描述如下:
1、光譜響應/IR抑製:環境光傳感器應該僅對400nm至700nm光譜的範圍有感應。
2、最大勒克斯數:大多數應用為1萬勒克斯。
3、光敏度:根據光傳感器的鏡片類別,光線通過鏡片後,光衰減可以在25%-50%之間。低光敏度非常關鍵(<5勒克斯),必須選擇可以在這個範圍內工作的光傳感器。
4、集成的信號調節功能(即放大器和ADC):yixiechuanganqikenengtigongfeichangxiaodefengzhuang,danshiquexuyaoyigewaibufangdaqihuowuyuanyuanjianlaihuoqusuoxudeshuchuxinhao。juyougenggaojichengdudeguangchuanganqishengqulewaibuyuanjian(ADC、放大器、電阻器、電容器等),具有更多的優勢。
5、功耗:對於要承受高勒克斯(>1萬勒克斯)的光傳感器來說,最好采用非線性模擬輸出或數字輸出。
6、封裝大小:對於大多數應用來說,封裝都是越小越好。現在可提供的較小封裝尺寸約為2.0mm×2.1mm。而尺寸為1.3mm×1.5mm的4引腳封裝則是下一代封裝。
一旦確定了上述重要規格參數,下一個需要考慮的問題就是哪類輸出信號有助於目標應用的實現。
對(dui)於(yu)大(da)多(duo)數(shu)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)說(shuo),最(zui)常(chang)見(jian)的(de)輸(shu)出(chu)為(wei)線(xian)性(xing)模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)。雖(sui)然(ran)這(zhe)一(yi)輸(shu)出(chu)對(dui)於(yu)一(yi)些(xie)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)適(shi)合(he),但(dan)現(xian)在(zai)產(chan)品(pin)提(ti)供(gong)更(geng)多(duo)的(de)輸(shu)出(chu)選(xuan)項(xiang),包(bao)括(kuo)線(xian)性(xing)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)、數字輸出(通過I2C接口)或者非線性電流或電壓輸出。每種輸出都具有一定的優勢。
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