高靈敏、低功耗的紅外接近感應(yīng)方案

高效能模擬與混合信號(hào)IC創(chuàng)新廠商Silicon Laboratories(芯科實(shí)驗(yàn)室有限公司，簡(jiǎn)稱Silicon Labs)特別推出的Si1102和Si1120是目前業(yè)界最靈敏的紅外接近傳感器之一，在遠(yuǎn)距探測(cè)和低功耗方面尤為出色。

Silicon Labs公司的紅外接近傳感系列

　　Si1102和Si1120紅外接近傳感器主要由一個(gè)紅外LED驅(qū)動(dòng)器、紅外線光電二極管、一個(gè)環(huán)境光傳感器(僅Si1120具有)和控制邏輯IC組成，外部的發(fā)射LED可以根據(jù)用戶的需要靈活安裝和配置(圖1)。

圖1：silicon Labs公司的紅外接近傳感系列應(yīng)用方案圖。

圖2：Si1102的內(nèi)部框圖。

　　Si1102是一個(gè)可獨(dú)立工作的紅外接近傳感器，能驅(qū)動(dòng)單個(gè)紅外LED。LED發(fā)射的紅外線經(jīng)過接近物體反射到達(dá)內(nèi)置的紅外線光電二極管，然后進(jìn)行信號(hào)放大和信號(hào)處理，最后通過與一個(gè)設(shè)定的探測(cè)門限值比較輸出一個(gè)相應(yīng)邏輯電平。如果測(cè)量的結(jié)果高于這個(gè)門限值，則從PRX口輸出一個(gè)低電平。這種電平信號(hào)的輸出可用來作為其他器件的驅(qū)動(dòng)或者MCU的中斷輸入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)近距探測(cè)。

　　比如，在顯示器應(yīng)用上，Si1102紅外線接近傳感器能在使用者不在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)輕易關(guān)閉顯示器及其他功能，以達(dá)到省電目的。此省電功能特別適用于家電用品、安全設(shè)備及手持類電子產(chǎn)品，同時(shí)也可以應(yīng)用在一些紅外探測(cè)器上。

圖3：Si1102的應(yīng)用原理圖。

　　與Si1102不同，Si1120工作需要一個(gè)主MCU控制，并增加了一個(gè)環(huán)境光傳感器。該器件除了可以接收紅外線外，還能對(duì)環(huán)境光信號(hào)進(jìn)行采樣，最后輸出一個(gè)已調(diào)脈寬的脈沖信號(hào)給MCU，實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用目的。Silicon Labs的MCU可以提供PCA(可編程計(jì)數(shù)器陣列)，從而可以更簡(jiǎn)單地測(cè)出輸出脈寬。脈寬與反射光強(qiáng)的測(cè)量值成正比例，與距離的平方成反比，由此可以判斷對(duì)方物體距離的遠(yuǎn)近。Si1120可以支持多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)，用戶可以根據(jù)需要方便地配置多個(gè)LED以增大探測(cè)范圍。此外，該器件在MCU的控制下可以實(shí)現(xiàn)更多高級(jí)功能，例如手機(jī)應(yīng)用程序可能會(huì)允許用戶在手機(jī)前晃動(dòng)一下手指來進(jìn)行文件翻頁。

圖4：Si1120的內(nèi)部框圖。

圖5：Si1120的應(yīng)用原理圖。