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基于光电传感器的高可靠性光电开关的电路实现

导读: 本文介绍了一种高可靠性的光电开关电路,带有稳频调制光以抗各种干扰,具有大功率驱动电路和光电三极管的自动增益控制特性,检测电路的输出级带有放大和施密特迟滞特性,确保整机的高抗干扰能力。

  光电开关属于无接触测量传感器,其检测距离范围比较宽,在计数、测距和行程控制等许多测控系统中得到广泛应用。但是,光电传感器的输出信号与发光管的强度有关,与发光管和接收管的距离有关,与外来干扰光也有关。因此使用每一个光电开关时,必须首先调整接收电路的灵敏度,才能保证光电开关工作于最佳状态。

  本文介绍了一种高可靠性的光电开关电路,带有稳频调制光以抗各种干扰,具有大功率驱动电路和光电三极管的自动增益控制特性,检测电路的输出级带有放大和施密特迟滞特性,确保整机的高抗干扰能力。

  本电路由发光电路和光电接收电路两部分组成。它具有抗外光干扰、灵敏度可以不用人工调整,工作稳定可靠等优点,在反射式或对射式光电开关中均可应用。

  1 发光电路

  图1 给出了一个具有大功率输出的发光二极管驱动电路,它具有发射15kHz 调制光的能力。

图1 发光二极管的大功率驱动器

▲图1 发光二极管的大功率驱动器

  第一级4001 为单脉冲发生器,可以人工按键输出检测脉冲,用于故障维修。

  为了稳定被调制光信号的频率,电路中使用了分频器CD4060 。它带有一个外接晶体振荡器,内部有多级分频器。对于1M 晶振来说,经过4 060 的六次分频,可以得到频率稳定的151625kHz 的方波,再通过功率场效应管的电流放大,就可以同时驱动上百个发光二极管同时发光。

  2 带自动增益控制的光电开关接收电路

  图2 给出了光电三极管的检测电路。红外光电三极管T2 带有基极引出脚。因此可以对其进行灵敏度控制。它射极输出的光电流被放大管T3 反相之后,反馈到光电三极管的基极。由于反馈回路中有由R13和C11组成的低通滤波器,因此这个反馈是对于直流工作点的负反馈,也使得交流电压增益得到控制,这就是自动增益控制(AGC) 电路。

图2 光电接收电路

▲图2 光电接收电路

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