用工頻波作為編碼的光電型位置檢測電路
Q1內(nèi)部的發(fā)射管在交流負半周時因為D1的阻斷不發(fā)光,而正半周周期內(nèi)瞬時電壓超過7V(Vcc++Vd1+Vr1+Vd2)時Q1的發(fā)射管開始發(fā)光,而且在正半周峰值時發(fā)光亮度達到最高。在反光效率不變的情況下此時接收管輸出訊號S0最低。此時如果反射效率足夠,則接收管充分飽和導(dǎo)通,輸出低于比較器低限的低電平,即此時U1A/U1B輸出S1=1, S2=1,U2A輸出為1,設(shè)此時狀態(tài)為“狀態(tài)1”;反之,在交流電負半周峰值(波谷)時光電接收管截止,光電接收管輸出高于窗口比較器高限的高電平,即此時U1A/U1B輸出S1= 0, S2=0,U2A輸出也為1。設(shè)此時狀態(tài)為“狀態(tài)2”。而如果反光效果不佳,在波峰時S0的輸出電平仍然高于V1,或者環(huán)境光較強導(dǎo)致在波谷時輸出電平S0仍然低于V0,這樣S1S2的輸出不是剛好為“00”或“11”,則U2A輸出為低,這樣采用上述電路實現(xiàn)了目標工件位置很近、反射很強時電路輸出為高;目標工件位置較遠、反射較弱時電路輸出也為高;只有目標工件位置變化,或者穿孔輪式光電開關(guān)輪子不斷轉(zhuǎn)動才會導(dǎo)致反射光強度變化不定,電路才會對應(yīng)產(chǎn)生負向脈沖的目的。當然,如果要判斷工件是靠得很近還是較遠,只需讀取U1a/U1b兩個比較器的輸出就可以了。
上述電路拋開CLK訊號用的話就談不上特色了,其抗干擾性能也就一般水準,但是我們加入CLK訊號就有了決定性的改善了。我們可以通過選擇R3/R4使CLK訊號在快到交流峰值時達到主機檢測端口的閾值,這樣可以令主機在每次交流峰值前后對U2A輸出訊號S1進行判斷,連續(xù)讀取數(shù)個交流周期,這樣就基本上杜絕了外界光干擾導(dǎo)致S1訊號非正常翻轉(zhuǎn)引起的誤判。
另外,R5/R6/R7配合U1a/U1b組成窗口電壓檢測器使之能更有效的排除雜散光的干擾。例如對于圖一所示5V供電的系統(tǒng),我們將窗口低限設(shè)置在1/5*Vcc,窗口高限設(shè)置在4/5*Vcc,這樣凡低于低限的訊號才確認為低,高于高限的訊號才確認為高,從而可以有效濾除大部分雜散干擾訊號。
為便于理解,下面詳細描述各種不同環(huán)境下的工作情況。
1.被測工件或設(shè)備零組件位置與光電對管足夠接近,這時反射光足夠強,而同時因為工件與受光面非常接近而有效阻止環(huán)境光對接收管受光面的干擾,因此不必考慮環(huán)境光干擾問題,此時接收管輸出連續(xù)的S0=0-1-0-1-0-1訊號,如圖3,配合CLK訊號,在每個交流峰值前后U2A的輸出都是1,由解碼電路判斷此狀態(tài)為狀態(tài)1。
圖3
2.被測工件或設(shè)備零組件位置與光電對管距離較遠,而環(huán)境干擾光也較弱,這時反射光太弱,環(huán)境光干擾也小,因此接收管輸出持續(xù)的高電平,S0輸出的是一組標準的“1-1-1-1-1-1”連續(xù)訊號,波形如圖6,當然一定疊加有微量反射光,但是在反射光最低瞬間仍然不足以使輸出電平為低,這可以很容易的通過調(diào)節(jié)反射效率來保證,這時S0高于V1和V0,在每個交流峰值前后U2的輸出都是1,配合CLK訊號,此時由解碼電路判斷此狀態(tài)為狀態(tài)1,如圖4。
圖4
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