光電探緯器的工作原理
來源: | 作者:佚名 | 發布時間: 426天前 | 369 次瀏覽 | 分享到:
    光電探緯器在如今很多設備上都是有用到,隨著現在的社會技術發展。在光電探緯器的技術上有著很大的進步,這也是代表中國電子產品的進步。光電探緯器的種類還是非常多的,光電探緯器的工作原理介紹:
    1. 光電探緯器的工作原理
        1.1光電探緯器的工作原理
        畢加諾探緯器是利用900nm紅外線反射的方式檢測(筘前式).解剖探緯器內部發現,電路是由運算放大器TLC272及外圍阻容元件構成的直流放大器.由FDCB(探緯器控制器)送出3.900Khz矩形脈沖給發射二極管發送紅外光束,若矩形脈沖脈寬處于12.6us高電位時,發送紅外線.當探測區域有紗線存在時,紅外光反射在接收三極管上.光電接收三極管的電壓隨之發生變化.這個電壓將反映出探測區域紗線的運動狀況.接收的電壓信號再由運算放大器進行信號放大,放大后的信號再次由PNP型晶體管構成電流源對外輸出,轉換成變化的電流信號.
        隨著紗線的運動,電流信號也同時發生變化.此時需要的是信號的包絡.為此對信號進行A/D變化是提取信號包絡的有效的手段.進行A/D采樣點可以選擇*近信號的峰值點位置.(見圖1)可以看出,探緯器為信號包絡提供了基礎的載波信號.                                
        1.2探緯器損壞的幾種情況
            1.2.1.輸出高電平:
            由于光電接收三級管的極間短路現象引起的,從而導致輸出信號保持高電位狀態.
            1.2.2.輸出低電平
            由于發射二級管開路或者PNP晶體管的損壞,從而導致輸出信號保持低電位狀態.
            1.2.3.靈敏度偏低
            這種情況是最多見的,形成的原因是較多的.鏡片的破損,污物,內部貼片電阻阻值變化,光電元件老化等都有可能導致該現象發生.
    2. 采取的測試方案
    根據探緯器內部直流放大的原理,探緯器接收紅外線的強弱反映在接收三極管輸出電壓高低上.探緯器發射二極管的驅動電流大小反映在發送紅外線的強弱上.因此可以采取發射電流從低到高掃描的方法得到輸出信號的電壓變化趨勢.使探緯器紅外線的發光強度在一定的范圍內控制.可由單片機(微控制器)產生從0-200ma的發射驅動電流.將探緯器放置在具有固定反射體的鏡面上.可以想象,電流在從低到高的掃描期間同時在接收端采樣得到一個從低到高的一個上升變化趨勢曲線.通過對趨勢曲線圖的上升斜率以及起始點的數值可以得出探緯器的靈敏度.
    起始點數值即采樣電壓為10mv時的驅動電流的數值.趨勢圖曲線的上升斜率是探緯器輸出信號的擺幅與發射電流的增量之比,即為△V/△I.若斜率高表明探緯器在效低的光強度變化下可以得到強烈的輸出電壓波動.若斜率低表明探緯器在較高的光強度變化下得到較小的輸出電壓波動.在程序中可以 △V/△I=maxV/i1-i0.maxV為曲線的最高電壓. i1-i0為電流的增量.根據這些數值可以計算出曲線的上升斜率.通過這些數值可以對探緯器的性能作出評估.
    3.實現測試平臺的構思
        3.1硬件構成
        測試平臺采用上位機與下位機相互配合的方式測試探緯器.上位機使用普通PC機在VB環境下編寫的視窗軟件.(見圖2).特點為可視化強,操作簡單,明了.下位機選用了菲利普89LPC935單片機作為控制中心. 89LPC935單片機在測試平臺中使用了定時器模塊用來產生5K載波信號,A/D變換模塊用來測量電壓及發射電流信號,D/A變換模塊用來調整發光二極管的電流等.與PC機的通信使用RS232串行端口.為了在軟件能夠快速的顯示趨勢圖,串行端口波特率設置為56700bps.其余的為TLC274運放及一些分立元件組成信號放大電路,在電路中對探緯器的輸出電壓,電流進行比例運算放大.電路                    
        3.2 LPC935軟件結構
        單片機全部程序采取結構化設計(圖4).分別為主程序; 定時器中斷服務程序; 串行端口中斷服務程序; A/D轉換中斷服務程序. 主程序對各選用的模塊進行初試化工作.定時器中斷程序用以產生發射的載波頻率信號,以及對脈沖不同狀態下的A/D采樣觸發工作和D/A的電壓增量.串行端口中斷服務程序用來接收PC機端傳送來的數據,以判斷是否起動測試.A/D轉換中斷服務程序是當A/D轉換結束后處理的任務.分別有保存A/D采樣數據和對串口發送數據. 采樣的數據包括探緯器的背景電壓, 探緯器的發射電流, 探緯器的輸出電壓.
    4.總結
    通過以上思路,開發出一臺測試畢加諾BE154883型探緯器測試平臺,測試平臺將對更換下來的探緯器進行篩選.從”黑名單”中篩選出可用的探緯器.一些損壞的探緯器因為有測試平臺給出的準確結果,因而可以進行維修.設計的PC機軟件界面友好,操作簡便.下位機選用菲利普8位的高性能LPC935單片機簡化了硬件設計.用普通的串行端口通信適應能力強,方便連接.測試環境簡單,可*.能夠在實踐中很好的發揮其作用.
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