通過(guò)非接觸光學(xué)接近式傳感器方案實(shí)現智能感應

* 加強性能和魯棒性

* 適合低功耗應用

* 加快產(chǎn)品上市速度

* 提高設計靈活度

Avago的APDS-9700是一款通過(guò)提供適當信號調整，例如以足夠電流驅動(dòng)發(fā)射器并強化傳感器輸出來(lái)向微控制器提供適當且可靠的連接，增強光學(xué)傳感器電路性能和魯棒性的ASIC。除了為物體檢測系統添加智能外，該芯片同時(shí)還能處理環(huán)境光干擾問(wèn)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省外部元器件需求。

圖4顯示了APDS-9700信號調整芯片的功能方塊圖。

圖4：APDS-9700信號調整芯片功能方塊圖。

使用HSDL-9100和APDS-9700的接近感應應用電路

圖5為使用Avago APDS-9700信號調整芯片搭配Avago HSDL-9100構成的接近感應應用電路參考設計，在這個(gè)設計中，接近式傳感器的發(fā)射器以脈沖串信號、掃頻(chirp)信號或偽隨機信號方式送出串行脈沖，通過(guò)特定檢測距離，并由障礙物體或表面反射回到接收器。

圖5：使用Avago APDS-9700信號調整芯片和HSDL-9100接近式傳感器的光學(xué)接近感應設計。

在這個(gè)設計范例中，脈沖由預編程的微控制器產(chǎn)生，接著(zhù)送入APDS-9700的LEDON引腳。想要適當運行，脈沖寬度應該要大于1μs。

當LEDON引腳上的開(kāi)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，主要原因是內置的紅外LED驅動(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，在快速開(kāi)關(guān)過(guò)程中造成尖峰電壓。感應的電感值可能由芯片內部焊線(xiàn)、外部測試探針甚至是連接到電源的導線(xiàn)產(chǎn)生，由于尖峰電壓可能造成芯片發(fā)生錯誤甚至造成損壞，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)應用中，建議使用100nF的CX1與6.8μF的CX2。

LEDA是驅動(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，對于物體檢測距離較短的部分應用，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，由內部電壓電流轉換器所提供的電流通過(guò)這個(gè)積分電路以特定時(shí)間常數進(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轉換器，將持續變化的電壓轉換成為二進(jìn)制數字形式，這些二進(jìn)碼可以在PC、LED或LCD面板上顯示檢測距離。

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，當滯環(huán)比較器的輸入到達預先設定的參考閥值電壓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，因此光二極管檢測器輸出的改變會(huì )在DOUT引腳上以數字輸出呈現，由于DOUT是一個(gè)開(kāi)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數字輸出引腳可以連接到微控制器、LED或開(kāi)關(guān)，以便提供是否感應到物體的狀態(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)閉芯片以節省功耗，當ENB引腳為高電平時(shí)，器件將關(guān)閉，當ENB引腳為低電平時(shí)器件將啟動(dòng)并回復正常工作，這些動(dòng)作可以使用狀態(tài)機實(shí)現，而動(dòng)作的順序則可以通過(guò)微控制器編程進(jìn)行控制。