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(fù)半周時(shí)因?yàn)镈1的阻斷不發(fā)光，而正半周周期內(nèi)瞬時(shí)電壓超過7V（Vcc++Vd1+Vr1+Vd2）時(shí)Q1的發(fā)射管開始發(fā)光，而且在正半周峰值時(shí)發(fā)光亮度達(dá)到最高。在反光效率不變的情況下此時(shí)接收管輸出訊號S0最低。此時(shí)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(shí)U1A/U1B輸出S1=1, S2=1，U2A輸出為1，設(shè)此時(shí)狀態(tài)為“狀態(tài)1”；反之，在交流電負(fù)半周峰值（波谷）時(shí)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(shí)U1A/U1B輸出S1= 0, S2=0，U2A輸出也為1。設(shè)此時(shí)狀態(tài)為“狀態(tài)2”。而如果反光效果不佳，在波峰時(shí)S0的輸出電平仍然高于V1，或者環(huán)境光較強(qiáng)導(dǎo)致在波谷時(shí)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(shí)現(xiàn)了目標(biāo)工件位置很近、反射很強(qiáng)時(shí)電路輸出為高；目標(biāo)工件位置較遠(yuǎn)、反射較弱時(shí)電路輸出也為高；只有目標(biāo)工件位置變化，或者穿孔輪式光電開關(guān)輪子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)才會(huì)導(dǎo)致反射光強(qiáng)度變化不定，電路才會(huì)對應(yīng)產(chǎn)生負(fù)向脈沖的目的。當(dāng)然，如果要判斷工件是靠得很近還是較遠(yuǎn)，只需讀取U1a/U1b兩個(gè)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(zhǔn)，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(shí)達(dá)到主機(jī)檢測端口的閾值，這樣可以令主機(jī)在每次交流峰值前后對U2A輸出訊號S1進(jìn)行判斷，連續(xù)讀取數(shù)個(gè)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(rèn)為低，高于高限的訊號才確認(rèn)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(xì)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(shí)反射光足夠強(qiáng)，而同時(shí)因?yàn)楣ぜc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(shí)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(gè)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(yuǎn)，而環(huán)境干擾光也較弱，這時(shí)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(biāo)準(zhǔn)的“1-1-1-1-1-1”連續(xù)訊號，波形如圖6，當(dāng)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(shí)S0高于V1和V0，在每個(gè)交流峰值前后U2的輸出都是1，配合CLK訊號，此時(shí)由解碼電路判斷此狀態(tài)為狀態(tài)1，如圖4。

圖4