基于單片機(jī)的光電檢測(cè)研究

　　3　關(guān)鍵技術(shù) 　　

　　3．1　編碼技術(shù)／激光調(diào)制技術(shù) 　　

　　激光調(diào)制一般是調(diào)制激光的頻率或振幅，本方法所采用的技術(shù)是將編碼技術(shù)與激光調(diào)制技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合編譯。此處選取AT89C51作為控制模塊，他使用廣泛，具有穩(wěn)定性好、性價(jià)比高等一些突出的優(yōu)點(diǎn)，因而，他成為此系統(tǒng)的首選型號(hào)的單片機(jī)。其具體的編碼及調(diào)制過(guò)程如下：首先在單片機(jī)內(nèi)設(shè)定，當(dāng)檢測(cè)到一組二進(jìn)制碼時(shí)，若是“1”，便通電40μs，若是“0”時(shí)，便斷電40μs，然后規(guī)定當(dāng)檢測(cè)完此組二進(jìn)制數(shù)碼時(shí)，進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行。這樣，這一電脈沖便形成一周期脈沖。當(dāng)用戶鍵入的數(shù)字為1998時(shí)，那么其二進(jìn)制編碼便是11111001110。那么單片機(jī)便控制發(fā)出如圖2所示的脈沖信號(hào)時(shí)序控制信號(hào)?？紤]到接收端也是用單片機(jī)，因此還有一個(gè)通信協(xié)議。這里采用這種方法，一般情況都是低電平，當(dāng)要發(fā)射時(shí)先發(fā)射4組10μs的信號(hào)。此信號(hào)發(fā)射完才開(kāi)始發(fā)射控制信號(hào)。

　　3．2　光電檢測(cè)器件的選取 　　

　　目前，光電檢測(cè)技術(shù)中常用到的一些光電檢測(cè)器件有光電倍增管、雪崩二極管、光電二極管、光電三極管、PIN、光敏電阻、光敏電池以及CCD陣列等一些半導(dǎo)體器件。選擇光電檢測(cè)器件可參考表1來(lái)進(jìn)行比較選取。

　　從表1可知光電二極管是最理想的選擇，他的光譜響應(yīng)范圍可以滿足此系統(tǒng)的需求，他具有較好的線性特性、外加電壓小、暗電流小、體積小、最穩(wěn)定以及價(jià)格低等一些優(yōu)點(diǎn)，他的輸出電流小，光敏面積小，可以通過(guò)設(shè)計(jì)前置放大電路以及裝光學(xué)器材來(lái)增大其受光面積。故選擇光電二極管作為此系統(tǒng)的光電檢測(cè)器件，進(jìn)行檢測(cè)電器的連結(jié)時(shí)要注意光電二極管正常工作于反偏狀態(tài)下，其一般的檢測(cè)電路如圖3所示，該電路的微變等效電路如圖4所示。 　

　　3．3　檢測(cè)電路的頻率特性分析 　　

　　當(dāng)給定輸入光照度時(shí)要在負(fù)載上取到最大功率輸出時(shí)，要求滿足RL=Rb和g。此處，Cj為光電二極管結(jié)電容，Rg為內(nèi)阻， Se為光電流。RL是前置放大電路的輸入電阻。在設(shè)計(jì)中考慮到為從光電二極管中得到足夠的信號(hào)功率和電壓，RL和Rb不能太小。根據(jù)其微變等效電路可得 RL和Rb過(guò)大又會(huì)引起高頻截止，頻率下降，降低了通頻帶寬度。

　　頻率的響應(yīng)是光電檢測(cè)電路考慮的主要因素，要滿足保證所需檢測(cè)靈敏度前提下獲得最好的線性不失真和頻率不失真。因此可根據(jù)上述分析來(lái)設(shè)計(jì)檢測(cè)電路。