基于單片機的光電檢測研究

　　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)合起來進行綜合編譯。此處選取AT89C51作為控制模塊，他使用廣泛，具有穩(wěn)定性好、性價比高等一些突出的優(yōu)點，因而，他成為此系統(tǒng)的首選型號的單片機。其具體的編碼及調(diào)制過程如下：首先在單片機內(nèi)設(shè)定，當(dāng)檢測到一組二進制碼時，若是“1”，便通電40μs，若是“0”時，便斷電40μs，然后規(guī)定當(dāng)檢測完此組二進制數(shù)碼時，進行循環(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，那么其二進制編碼便是11111001110。那么單片機便控制發(fā)出如圖2所示的脈沖信號時序控制信號。考慮到接收端也是用單片機，因此還有一個通信協(xié)議。這里采用這種方法，一般情況都是低電平，當(dāng)要發(fā)射時先發(fā)射4組10μs的信號。此信號發(fā)射完才開始發(fā)射控制信號。

　　3．2　光電檢測器件的選取 　　

　　目前，光電檢測技術(shù)中常用到的一些光電檢測器件有光電倍增管、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。選擇光電檢測器件可參考表1來進行比較選取。

　　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)定以及價格低等一些優(yōu)點，他的輸出電流小，光敏面積小，可以通過設(shè)計前置放大電路以及裝光學(xué)器材來增大其受光面積。故選擇光電二極管作為此系統(tǒng)的光電檢測器件，進行檢測電器的連結(jié)時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　檢測電路的頻率特性分析 　　

　　當(dāng)給定輸入光照度時要在負載上取到最大功率輸出時，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)計中考慮到為從光電二極管中得到足夠的信號功率和電壓，RL和Rb不能太小。根據(jù)其微變等效電路可得 RL和Rb過大又會引起高頻截止，頻率下降，降低了通頻帶寬度。

　　頻率的響應(yīng)是光電檢測電路考慮的主要因素，要滿足保證所需檢測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)上述分析來設(shè)計檢測電路。