用工頻波作為編碼的光電型位置檢測電路

Q1內部的發(fā)射管在交流負半周時因為D1的阻斷不發(fā)光，而正半周周期內瞬時電壓超過7V（Vcc++Vd1+Vr1+Vd2）時Q1的發(fā)射管開始發(fā)光，而且在正半周峰值時發(fā)光亮度達到最高。在反光效率不變的情況下此時接收管輸出訊號S0最低。此時如果反射效率足夠，則接收管充分飽和導通，輸出低于比較器低限的低電平，即此時U1A/U1B輸出S1=1, S2=1，U2A輸出為1，設此時狀態(tài)為“狀態(tài)1”；反之，在交流電負半周峰值（波谷）時光電接收管截止，光電接收管輸出高于窗口比較器高限的高電平，即此時U1A/U1B輸出S1= 0, S2=0，U2A輸出也為1。設此時狀態(tài)為“狀態(tài)2”。而如果反光效果不佳，在波峰時S0的輸出電平仍然高于V1，或者環(huán)境光較強導致在波谷時輸出電平S0仍然低于V0，這樣S1S2的輸出不是剛好為“00”或“11”，則U2A輸出為低，這樣采用上述電路實現(xiàn)了目標工件位置很近、反射很強時電路輸出為高；目標工件位置較遠、反射較弱時電路輸出也為高；只有目標工件位置變化，或者穿孔輪式光電開關輪子不斷轉動才會導致反射光強度變化不定，電路才會對應產生負向脈沖的目的。當然，如果要判斷工件是靠得很近還是較遠，只需讀取U1a/U1b兩個比較器的輸出就可以了。

上述電路拋開CLK訊號用的話就談不上特色了，其抗干擾性能也就一般水準，但是我們加入CLK訊號就有了決定性的改善了。我們可以通過選擇R3/R4使CLK訊號在快到交流峰值時達到主機檢測端口的閾值，這樣可以令主機在每次交流峰值前后對U2A輸出訊號S1進行判斷，連續(xù)讀取數個交流周期，這樣就基本上杜絕了外界光干擾導致S1訊號非正常翻轉引起的誤判。

另外，R5/R6/R7配合U1a/U1b組成窗口電壓檢測器使之能更有效的排除雜散光的干擾。例如對于圖一所示5V供電的系統(tǒng)，我們將窗口低限設置在1/5*Vcc，窗口高限設置在4/5*Vcc，這樣凡低于低限的訊號才確認為低，高于高限的訊號才確認為高，從而可以有效濾除大部分雜散干擾訊號。

為便于理解，下面詳細描述各種不同環(huán)境下的工作情況。

1．被測工件或設備零組件位置與光電對管足夠接近，這時反射光足夠強，而同時因為工件與受光面非常接近而有效阻止環(huán)境光對接收管受光面的干擾，因此不必考慮環(huán)境光干擾問題，此時接收管輸出連續(xù)的S0=0-1-0-1-0-1訊號，如圖3，配合CLK訊號，在每個交流峰值前后U2A的輸出都是1，由解碼電路判斷此狀態(tài)為狀態(tài)1。

圖3

2．被測工件或設備零組件位置與光電對管距離較遠，而環(huán)境干擾光也較弱，這時反射光太弱，環(huán)境光干擾也小，因此接收管輸出持續(xù)的高電平，S0輸出的是一組標準的“1-1-1-1-1-1”連續(xù)訊號，波形如圖6，當然一定疊加有微量反射光，但是在反射光最低瞬間仍然不足以使輸出電平為低，這可以很容易的通過調節(jié)反射效率來保證，這時S0高于V1和V0，在每個交流峰值前后U2的輸出都是1，配合CLK訊號，此時由解碼電路判斷此狀態(tài)為狀態(tài)1，如圖4。

圖4