基于非接觸光學(xué)接近式傳感器的智能感應(yīng)方案實(shí)現(xiàn)

* 加強(qiáng)性能和魯棒性

* 適合低功耗應(yīng)用

* 加快產(chǎn)品上市速度

* 提高設(shè)計(jì)靈活度

Avago的APDS-9700是一款通過提供適當(dāng)信號(hào)調(diào)整，例如以足夠電流驅(qū)動(dòng)發(fā)射器并強(qiáng)化傳感器輸出來(lái)向微控制器提供適當(dāng)且可靠的連接，增強(qiáng)光學(xué)傳感器電路性能和魯棒性的ASIC。除了為物體檢測(cè)系統(tǒng)添加智能外，該芯片同時(shí)還能處理環(huán)境光干擾問題，而且其小型且緊湊的QFN封裝(2x2mm)更是有效降低電路板占用空間并節(jié)省外部元器件需求。

圖4顯示了APDS-9700信號(hào)調(diào)整芯片的功能方塊圖。

圖4：APDS-9700信號(hào)調(diào)整芯片功能方塊圖。

使用HSDL-9100和APDS-9700的接近感應(yīng)應(yīng)用電路

圖5為使用Avago APDS-9700信號(hào)調(diào)整芯片搭配Avago HSDL-9100構(gòu)成的接近感應(yīng)應(yīng)用電路參考設(shè)計(jì)，在這個(gè)設(shè)計(jì)中，接近式傳感器的發(fā)射器以脈沖串信號(hào)、掃頻(chirp)信號(hào)或偽隨機(jī)信號(hào)方式送出串行脈沖，通過特定檢測(cè)距離，并由障礙物體或表面反射回到接收器。

圖5：使用Avago APDS-9700信號(hào)調(diào)整芯片和HSDL-9100接近式傳感器的光學(xué)接近感應(yīng)設(shè)計(jì)。

在這個(gè)設(shè)計(jì)范例中，脈沖由預(yù)編程的微控制器產(chǎn)生，接著送入APDS-9700的LEDON引腳。想要適當(dāng)運(yùn)行，脈沖寬度應(yīng)該要大于1μs。

當(dāng)LEDON引腳上的開關(guān)脈沖由邏輯高電平變成低電平或由低電平變成高電平時(shí)，可能會(huì)在電源Vcc上產(chǎn)生尖峰電壓，主要原因是內(nèi)置的紅外LED驅(qū)動(dòng)電路以高電流工作，這個(gè)高電流會(huì)受到電感影響形成“彈跳與反彈跳”效應(yīng)，在快速開關(guān)過程中造成尖峰電壓。感應(yīng)的電感值可能由芯片內(nèi)部焊線、外部測(cè)試探針甚至是連接到電源的導(dǎo)線產(chǎn)生，由于尖峰電壓可能造成芯片發(fā)生錯(cuò)誤甚至造成損壞，因此加入了CX1和CX2去耦合電容來(lái)吸收這些尖峰電壓，在這個(gè)應(yīng)用中，建議使用100nF的CX1與6.8μF的CX2。

LEDA是驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射器的輸出引腳，R1則是用來(lái)控制流經(jīng)紅外發(fā)射器電流的限流電阻，R1阻值越高，流經(jīng)紅外發(fā)射器的電流越小，對(duì)于物體檢測(cè)距離較短的部分應(yīng)用，并不需要高電流，降低流經(jīng)發(fā)射器的電流有助于降低電源電壓的尖峰電壓。

光檢測(cè)器的陰極則直接連接到APDS-9700的PD引腳。

電阻R3和電容CX3并聯(lián)并連接到PFILT引腳，形成產(chǎn)生輸出電壓VPFILT的積分電路，由內(nèi)部電壓電流轉(zhuǎn)換器所提供的電流通過這個(gè)積分電路以特定時(shí)間常數(shù)進(jìn)行充放電動(dòng)作。

PFILT模擬輸出引腳可以連接到微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將持續(xù)變化的電壓轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制數(shù)字形式，這些二進(jìn)碼可以在PC、LED或LCD面板上顯示檢測(cè)距離。

除了提供PFILT引腳的輸出電壓外，積分電壓VPFILT同時(shí)也連接到滯環(huán)比較器的輸入，當(dāng)滯環(huán)比較器的輸入到達(dá)預(yù)先設(shè)定的參考閥值電壓VTH時(shí)，會(huì)在輸出產(chǎn)生邏輯高電平到低電平的變化，否則會(huì)產(chǎn)生低電平到高電平變化，因此光二極管檢測(cè)器輸出的改變會(huì)在DOUT引腳上以數(shù)字輸出呈現(xiàn)，由于DOUT是一個(gè)開集引腳，因此需要在DOUT上連接一個(gè)上拉電阻R2到電源Vcc。

DOUT數(shù)字輸出引腳可以連接到微控制器、LED或開關(guān)，以便提供是否感應(yīng)到物體的狀態(tài)。

APDS-9700擁有ENB引腳，可以讓使用者在器件不需工作時(shí)關(guān)閉芯片以節(jié)省功耗，當(dāng)ENB引腳為高電平時(shí)，器件將關(guān)閉，當(dāng)ENB引腳為低電平時(shí)器件將啟動(dòng)并回復(fù)正常工作，這些動(dòng)作可以使用狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)，而動(dòng)作的順序則可以通過微控制器編程進(jìn)行控制。