激光檢測(cè)指示裝置系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　激光在工業(yè)中應(yīng)用比較廣泛，以往在測(cè)量和指示領(lǐng)域中往往通過肉眼來觀察其作用效果。下面介紹一種裝置，使其能檢測(cè)激光（紅光650nm），并通過相關(guān)的電子線路用指示燈報(bào)警、指示，從而代替人眼，提高測(cè)量和指示精度。

　　激光及其電路

　　本設(shè)計(jì)對(duì)激光器的要求是性價(jià)比要高，能夠發(fā)射650nm 的紅光。綜合考慮到：半導(dǎo)體激光器技術(shù)成熟較早、發(fā)展較快，它的波長(zhǎng)范圍寬，制作簡(jiǎn)單、成本低，并且體積小、質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)，因此選用了半導(dǎo)體激光器。由于設(shè)計(jì)初期考慮此項(xiàng)目是應(yīng)用到齒輪校正上，因此選用了毫瓦級(jí)的一字線式半導(dǎo)體激光器。

　　半導(dǎo)體激光器的運(yùn)行與驅(qū)動(dòng)電源有很大的關(guān)系，瞬態(tài)的電流或電壓尖峰等許多因素都很容易損壞激光器。設(shè)計(jì)了一個(gè)電源檢測(cè)電路，利用了maxim 公司的MAX810。MAX810是一種單一功能的微處理器復(fù)位芯片，用于監(jiān)控微控制器和其他邏輯系統(tǒng)的電源電壓，它可以在上電、掉電和節(jié)電情況下向微控制器提供復(fù)位信號(hào)。當(dāng)電源電壓低于預(yù)設(shè)的門檻電壓時(shí)，器件會(huì)發(fā)出復(fù)位信號(hào)，直到在一段時(shí)間內(nèi)電源電壓又恢復(fù)到高于門檻電壓為止，MAX810有高電平有效的復(fù)位輸出。MAX810的閾植電壓為2.63V，它是針對(duì)3V 電源設(shè)計(jì)的。當(dāng)電源電壓下降到低于復(fù)位閾值時(shí)就會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，這個(gè)復(fù)位信號(hào)會(huì)一直保持到至少在140ms 中電源電壓高于閾值電壓，之后復(fù)位信號(hào)釋放。這段延遲時(shí)間幫助在電源電壓不穩(wěn)定的情況下保證有效的復(fù)位信號(hào)。電路如下圖所示。

　　檢測(cè)電路

　　檢測(cè)電路由兩部分組成：子檢測(cè)電路和主檢測(cè)電路。子電路通過帶狀線與主電路連接在一起。最多可連接四個(gè)子電路。子檢測(cè)電路主要是光電三極管電路。當(dāng)光照在光電三極管基區(qū)時(shí)，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，電子被加有反向偏壓的收集區(qū)內(nèi)部強(qiáng)電場(chǎng)掃入收集區(qū)，形成較大的收集極電流，同時(shí)在與它串聯(lián)的電阻上形成壓降的變化。電路如下圖所示。

　　主檢測(cè)電路是由555集成電路組成的信號(hào)檢測(cè)電路和由SC2262組成的無線發(fā)射電路組成。信號(hào)檢測(cè)電路如下圖所示。

　　本部分電路所用電源為9V，因此當(dāng)輸入信號(hào)小于3V 時(shí)，輸出高電平：當(dāng)輸入信號(hào)大于6V 時(shí)輸出低電平。同時(shí)驅(qū)動(dòng)三極管并把信號(hào)發(fā)送給無線發(fā)射電路。其中圖中C1、Dl、R1組成復(fù)位電路，在接通電源的一瞬間，電容C1相當(dāng)于短路，即第4腳為低電平，不管2腳和配對(duì)使用，最多有12位三態(tài)編碼。電路具有省電模式，可用于無線電和紅外線遙控發(fā)射等應(yīng)用。設(shè)計(jì)中應(yīng)用的發(fā)射模塊能發(fā)送四位數(shù)據(jù)給接收端。

　　信號(hào)處理及指示電路

　　本電路包括電源、無線接收、信號(hào)處理、狀態(tài)指示四部分組成。由于本部分電路應(yīng)用5V 電源，因此應(yīng)用到DC/DC 變換器，把3V 變?yōu)?V。MAX641是美國(guó)MAXIM 公司生產(chǎn)的升壓型DC/DC 變換器，MAX641的功耗電流小于135μA，而同時(shí)其轉(zhuǎn)換效率卻高達(dá)80%。電路如下圖所示。

　　該電路由開關(guān)功率管V1、存貯電感L 和續(xù)流二極管D7所組成。通過芯片內(nèi)部的誤差比較器同內(nèi)部振蕩器協(xié)同工作，使N-溝道功率MOSFET 開合，使電感存儲(chǔ)釋放能量，使輸出電壓固定為5V。同時(shí)電路有低電壓指示電路。當(dāng)電壓低于設(shè)定值時(shí)D8發(fā)光。無線接收電路是由SC2272及其附屬電路組成的，接收四位數(shù)據(jù)。然后把數(shù)據(jù)傳送給信號(hào)處理電路。信號(hào)處理電路是由數(shù)字邏輯電路組成的。設(shè)四位數(shù)據(jù)分別為A、B、C、D．使邏輯電路完成一個(gè)功能，當(dāng)一位數(shù)據(jù)有效時(shí)Y1高電平；當(dāng)二位數(shù)據(jù)有效時(shí)Y2高電平；當(dāng)三位數(shù)據(jù)有效時(shí)Y3高電平；當(dāng)四位數(shù)據(jù)有效時(shí)Y4高電平。此功能可以檢測(cè)光電三極管有效的位數(shù)，以此來確定被測(cè)物體狀態(tài)。