選擇一款環(huán)境光傳感器關(guān)鍵的技術(shù)因素

隨著(zhù)近年來(lái)在半導體模擬傳感器和封裝上的進(jìn)步，現在的最終用戶(hù)在光傳感器上有了更廣的選擇余地。今天，設計者在消費類(lèi)產(chǎn)品、汽車(chē)、醫療和工業(yè)應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、小占位、低功耗、高集成度和易用。通常根據設計者和應用所需要的功能性、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(hù)和設計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成線(xiàn)性關(guān)系，光譜波長(cháng)敏感度應該非常接近人眼。另外，器件的輸出應該直接和照射在集成的光敏二極管上的光強成正比，540nm的峰值響應接近人眼的峰值敏感度。大多數光傳感器都能夠感測到380nm～770nm的環(huán)境光。

　　現在，多數應用的一個(gè)設計出發(fā)點(diǎn)是延長(cháng)電池壽命。節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(xiàn)性度更差，通常要使用附加的放大器。

　　現在有很多種不同類(lèi)型的環(huán)境光傳感器能夠提供這些好處，包括模擬和數字輸出的傳感器、超低功耗版本、非線(xiàn)性版本，以及下一代低功耗、超低亮度的版本。目前最好的數字產(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和低誤差光輸出變化，并利用數學(xué)算法簡(jiǎn)化使用。市場(chǎng)上還出現了一些新型數字光傳感器，從目前看，數字光傳感器是解決性能和靈活性問(wèn)題的好辦法，尤其是在汽車(chē)應用當中，因為在汽車(chē)中使用的I2C數字輸出信號提供了更低的噪聲，能夠在同一條總線(xiàn)上將數個(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)導者，Intersil不斷擴大光傳感器家族，并提供各種型號的產(chǎn)品。Intersil對ISL29000系列產(chǎn)品進(jìn)行了持續的增強和改進(jìn)，功耗非常低，為所有應用提供了最佳的性能。最近，Intersil發(fā)布了采用接近感測的ALS技術(shù)
光源

　　在ISL29000系列當中，ISL29011采用了最新和最先進(jìn)的技術(shù)。該器件是集成的環(huán)境和紅外光至數字轉換器，帶有內置的紅外LED驅動(dòng)器和I2C接口(兼容SMBus)。器件提供了環(huán)境光感測功能，能夠實(shí)現穩定的背光/顯示屏亮度控制，帶有中斷功能的紅外感測可實(shí)現接近估計。(接近感測是一項重要功能，下面將討論更多的細節內容)

　　為了進(jìn)行環(huán)境光感測，傳感器內部的ADC采用電荷平衡A/D轉換技術(shù)進(jìn)行設計。ADC的標稱(chēng)轉換時(shí)間是90ms，用戶(hù)可以根據振蕩器的頻率和ADC的分辨率，在11μs～90ms區間內進(jìn)行調整。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(hù)可以對照度范圍進(jìn)行編程，以?xún)?yōu)化每勒克斯的計數值。

　　對于接近感測，當內部的紅外LED驅動(dòng)器在用戶(hù)選定的調制頻率下，按照編程設定的時(shí)間周期關(guān)閉和開(kāi)啟，驅動(dòng)外部的紅外LED時(shí)，ADC會(huì )將來(lái)自光敏二極管陣列的輸出信號數字化。由于接近傳感器采用了噪聲消除機制，可大幅抑制多余的紅外噪聲，接近感測的數字輸出隨距離的增加而減小。驅動(dòng)器的輸出電流是用戶(hù)可選的，最高可達100mA，能夠驅動(dòng)不同類(lèi)型的紅外發(fā)射LED。

　　最好的帶有接近感測功能的環(huán)境光傳感器提供了6種不同的工作模式，可以通過(guò)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，一次可編程的接近感測，可編程的連續ALS感測，可編程的連續紅外感測，和可編程的連續接近感測?？删幊痰囊淮尾僮髂Ｊ酱蟠蠼档土斯?，因為緊接著(zhù)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斷言狀態(tài)，直到主控制器通過(guò)I2C接口清除這些中斷，開(kāi)始進(jìn)行環(huán)境光感測和接近探測。