激光檢測指示裝置系統電路設計

　　激光在工業(yè)中應用比較廣泛，以往在測量和指示領(lǐng)域中往往通過(guò)肉眼來(lái)觀(guān)察其作用效果。下面介紹一種裝置，使其能檢測激光（紅光650nm），并通過(guò)相關(guān)的電子線(xiàn)路用指示燈報警、指示，從而代替人眼，提高測量和指示精度。

　　激光及其電路

　　本設計對激光器的要求是性?xún)r(jià)比要高，能夠發(fā)射650nm 的紅光。綜合考慮到：半導體激光器技術(shù)成熟較早、發(fā)展較快，它的波長(cháng)范圍寬，制作簡(jiǎn)單、成本低，并且體積小、質(zhì)量輕、壽命長(cháng)，因此選用了半導體激光器。由于設計初期考慮此項目是應用到齒輪校正上，因此選用了毫瓦級的一字線(xiàn)式半導體激光器。

　　半導體激光器的運行與驅動(dòng)電源有很大的關(guān)系，瞬態(tài)的電流或電壓尖峰等許多因素都很容易損壞激光器。設計了一個(gè)電源檢測電路，利用了maxim 公司的MAX810。MAX810是一種單一功能的微處理器復位芯片，用于監控微控制器和其他邏輯系統的電源電壓，它可以在上電、掉電和節電情況下向微控制器提供復位信號。當電源電壓低于預設的門(mén)檻電壓時(shí)，器件會(huì )發(fā)出復位信號，直到在一段時(shí)間內電源電壓又恢復到高于門(mén)檻電壓為止，MAX810有高電平有效的復位輸出。MAX810的閾植電壓為2.63V，它是針對3V 電源設計的。當電源電壓下降到低于復位閾值時(shí)就會(huì )產(chǎn)生復位信號，這個(gè)復位信號會(huì )一直保持到至少在140ms 中電源電壓高于閾值電壓，之后復位信號釋放。這段延遲時(shí)間幫助在電源電壓不穩定的情況下保證有效的復位信號。電路如下圖所示。

　　檢測電路

　　檢測電路由兩部分組成：子檢測電路和主檢測電路。子電路通過(guò)帶狀線(xiàn)與主電路連接在一起。最多可連接四個(gè)子電路。子檢測電路主要是光電三極管電路。當光照在光電三極管基區時(shí)，產(chǎn)生電子空穴對，電子被加有反向偏壓的收集區內部強電場(chǎng)掃入收集區，形成較大的收集極電流，同時(shí)在與它串聯(lián)的電阻上形成壓降的變化。電路如下圖所示。

　　主檢測電路是由555集成電路組成的信號檢測電路和由SC2262組成的無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路組成。信號檢測電路如下圖所示。

　　本部分電路所用電源為9V，因此當輸入信號小于3V 時(shí)，輸出高電平：當輸入信號大于6V 時(shí)輸出低電平。同時(shí)驅動(dòng)三極管并把信號發(fā)送給無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路。其中圖中C1、Dl、R1組成復位電路，在接通電源的一瞬間，電容C1相當于短路，即第4腳為低電平，不管2腳和配對使用，最多有12位三態(tài)編碼。電路具有省電模式，可用于無(wú)線(xiàn)電和紅外線(xiàn)遙控發(fā)射等應用。設計中應用的發(fā)射模塊能發(fā)送四位數據給接收端。

　　信號處理及指示電路

　　本電路包括電源、無(wú)線(xiàn)接收、信號處理、狀態(tài)指示四部分組成。由于本部分電路應用5V 電源，因此應用到DC/DC 變換器，把3V 變?yōu)?V。MAX641是美國MAXIM 公司生產(chǎn)的升壓型DC/DC 變換器，MAX641的功耗電流小于135μA，而同時(shí)其轉換效率卻高達80%。電路如下圖所示。

　　該電路由開(kāi)關(guān)功率管V1、存貯電感L 和續流二極管D7所組成。通過(guò)芯片內部的誤差比較器同內部振蕩器協(xié)同工作，使N-溝道功率MOSFET 開(kāi)合，使電感存儲釋放能量，使輸出電壓固定為5V。同時(shí)電路有低電壓指示電路。當電壓低于設定值時(shí)D8發(fā)光。無(wú)線(xiàn)接收電路是由SC2272及其附屬電路組成的，接收四位數據。然后把數據傳送給信號處理電路。信號處理電路是由數字邏輯電路組成的。設四位數據分別為A、B、C、D．使邏輯電路完成一個(gè)功能，當一位數據有效時(shí)Y1高電平；當二位數據有效時(shí)Y2高電平；當三位數據有效時(shí)Y3高電平；當四位數據有效時(shí)Y4高電平。此功能可以檢測光電三極管有效的位數，以此來(lái)確定被測物體狀態(tài)。