選擇一款環(huán)境光傳感器關(guān)鍵的技術(shù)因素

隨著近年來在半導(dǎo)體模擬傳感器和封裝上的進(jìn)步，現(xiàn)在的最終用戶在光傳感器上有了更廣的選擇余地。今天，設(shè)計(jì)者在消費(fèi)類產(chǎn)品、汽車、醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用中使用了比以往更多的光傳感器。這主要有幾個(gè)原因，包括改進(jìn)的適光響應(yīng)、小占位、低功耗、高集成度和易用。通常根據(jù)設(shè)計(jì)者和應(yīng)用所需要的功能性、性能和環(huán)境功能性進(jìn)行具體的選型。

　　有幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)因素可以幫助用戶和設(shè)計(jì)者決定如何選擇一款環(huán)境光傳感器。首先，傳感器的輸出必須和光強(qiáng)成線性關(guān)系，光譜波長(zhǎng)敏感度應(yīng)該非常接近人眼。另外，器件的輸出應(yīng)該直接和照射在集成的光敏二極管上的光強(qiáng)成正比，540nm的峰值響應(yīng)接近人眼的峰值敏感度。大多數(shù)光傳感器都能夠感測(cè)到380nm～770nm的環(huán)境光。

　　現(xiàn)在，多數(shù)應(yīng)用的一個(gè)設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是延長(zhǎng)電池壽命。節(jié)約能量的新辦法包括：確保優(yōu)化的亮度管理，連同使用改進(jìn)的光敏電阻和/或光敏二極管，這些器件的線性度更差，通常要使用附加的放大器。

　　現(xiàn)在有很多種不同類型的環(huán)境光傳感器能夠提供這些好處，包括模擬和數(shù)字輸出的傳感器、超低功耗版本、非線性版本，以及下一代低功耗、超低亮度的版本。目前最好的數(shù)字產(chǎn)品的光敏感度可以低至0.015Lux以下，動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)64,000 Lux，所需的工作電流小于65mA。這些產(chǎn)品還具有理想的光譜響應(yīng)和低誤差光輸出變化，并利用數(shù)學(xué)算法簡(jiǎn)化使用。市場(chǎng)上還出現(xiàn)了一些新型數(shù)字光傳感器，從目前看，數(shù)字光傳感器是解決性能和靈活性問題的好辦法，尤其是在汽車應(yīng)用當(dāng)中，因?yàn)樵谄囍惺褂玫腎2C數(shù)字輸出信號(hào)提供了更低的噪聲，能夠在同一條總線上將數(shù)個(gè)傳感器組網(wǎng)，很好地控制傳感器的特性，還具有良好的總體性能。

　　做為技術(shù)上的全球領(lǐng)導(dǎo)者，Intersil不斷擴(kuò)大光傳感器家族，并提供各種型號(hào)的產(chǎn)品。Intersil對(duì)ISL29000系列產(chǎn)品進(jìn)行了持續(xù)的增強(qiáng)和改進(jìn)，功耗非常低，為所有應(yīng)用提供了最佳的性能。最近，Intersil發(fā)布了采用接近感測(cè)的ALS技術(shù)
光源

　　在ISL29000系列當(dāng)中，ISL29011采用了最新和最先進(jìn)的技術(shù)。該器件是集成的環(huán)境和紅外光至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，帶有內(nèi)置的紅外LED驅(qū)動(dòng)器和I2C接口(兼容SMBus)。器件提供了環(huán)境光感測(cè)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的背光/顯示屏亮度控制，帶有中斷功能的紅外感測(cè)可實(shí)現(xiàn)接近估計(jì)。(接近感測(cè)是一項(xiàng)重要功能，下面將討論更多的細(xì)節(jié)內(nèi)容)

　　為了進(jìn)行環(huán)境光感測(cè)，傳感器內(nèi)部的ADC采用電荷平衡A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。ADC的標(biāo)稱轉(zhuǎn)換時(shí)間是90ms，用戶可以根據(jù)振蕩器的頻率和ADC的分辨率，在11μs～90ms區(qū)間內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。ADC能夠抑制由人工光源產(chǎn)生的50Hz和60Hz閃爍噪聲。照度范圍選擇功能使用戶可以對(duì)照度范圍進(jìn)行編程，以優(yōu)化每勒克斯的計(jì)數(shù)值。

　　對(duì)于接近感測(cè)，當(dāng)內(nèi)部的紅外LED驅(qū)動(dòng)器在用戶選定的調(diào)制頻率下，按照編程設(shè)定的時(shí)間周期關(guān)閉和開啟，驅(qū)動(dòng)外部的紅外LED時(shí)，ADC會(huì)將來自光敏二極管陣列的輸出信號(hào)數(shù)字化。由于接近傳感器采用了噪聲消除機(jī)制，可大幅抑制多余的紅外噪聲，接近感測(cè)的數(shù)字輸出隨距離的增加而減小。驅(qū)動(dòng)器的輸出電流是用戶可選的，最高可達(dá)100mA，能夠驅(qū)動(dòng)不同類型的紅外發(fā)射LED。

　　最好的帶有接近感測(cè)功能的環(huán)境光傳感器提供了6種不同的工作模式，可以通過I2C接口進(jìn)行選擇。這些模式包括：一次可編程的ALS和自動(dòng)斷電的一次可編程紅外感測(cè)，一次可編程的接近感測(cè)，可編程的連續(xù)ALS感測(cè)，可編程的連續(xù)紅外感測(cè)，和可編程的連續(xù)接近感測(cè)。可編程的一次操作模式大大降低了功耗，因?yàn)榫o接著的自動(dòng)關(guān)斷將整體的供電電流降至0.5μA以下。

　　這些最新一代的重要器件可以在2.5V～3.63V的供電電壓下工作，支持硬件和軟件中斷一直保持?jǐn)嘌誀顟B(tài)，直到主控制器通過I2C接口清除這些中斷，開始進(jìn)行環(huán)境光感測(cè)和接近探測(cè)。