基于單片機的光電檢測研究

　　3　關(guān)鍵技術(shù) 　　

　　3．1　編碼技術(shù)／激光調制技術(shù) 　　

　　激光調制一般是調制激光的頻率或振幅，本方法所采用的技術(shù)是將編碼技術(shù)與激光調制技術(shù)結合起來(lái)進(jìn)行綜合編譯。此處選取AT89C51作為控制模塊，他使用廣泛，具有穩定性好、性?xún)r(jià)比高等一些突出的優(yōu)點(diǎn)，因而，他成為此系統的首選型號的單片機。其具體的編碼及調制過(guò)程如下：首先在單片機內設定，當檢測到一組二進(jìn)制碼時(shí)，若是“1”，便通電40μs，若是“0”時(shí)，便斷電40μs，然后規定當檢測完此組二進(jìn)制數碼時(shí)，進(jìn)行循環(huán)執行。這樣，這一電脈沖便形成一周期脈沖。當用戶(hù)鍵入的數字為1998時(shí)，那么其二進(jìn)制編碼便是11111001110。那么單片機便控制發(fā)出如圖2所示的脈沖信號時(shí)序控制信號?？紤]到接收端也是用單片機，因此還有一個(gè)通信協(xié)議。這里采用這種方法，一般情況都是低電平，當要發(fā)射時(shí)先發(fā)射4組10μs的信號。此信號發(fā)射完才開(kāi)始發(fā)射控制信號。

　　3．2　光電檢測器件的選取 　　

　　目前，光電檢測技術(shù)中常用到的一些光電檢測器件有光電倍增管、雪崩二極管、光電二極管、光電三極管、PIN、光敏電阻、光敏電池以及CCD陣列等一些半導體器件。選擇光電檢測器件可參考表1來(lái)進(jìn)行比較選取。

　　從表1可知光電二極管是最理想的選擇，他的光譜響應范圍可以滿(mǎn)足此系統的需求，他具有較好的線(xiàn)性特性、外加電壓小、暗電流小、體積小、最穩定以及價(jià)格低等一些優(yōu)點(diǎn)，他的輸出電流小，光敏面積小，可以通過(guò)設計前置放大電路以及裝光學(xué)器材來(lái)增大其受光面積。故選擇光電二極管作為此系統的光電檢測器件，進(jìn)行檢測電器的連結時(shí)要注意光電二極管正常工作于反偏狀態(tài)下，其一般的檢測電路如圖3所示，該電路的微變等效電路如圖4所示。 　

　　3．3　檢測電路的頻率特性分析 　　

　　當給定輸入光照度時(shí)要在負載上取到最大功率輸出時(shí)，要求滿(mǎn)足RL=Rb和g。此處，Cj為光電二極管結電容，Rg為內阻， Se為光電流。RL是前置放大電路的輸入電阻。在設計中考慮到為從光電二極管中得到足夠的信號功率和電壓，RL和Rb不能太小。根據其微變等效電路可得 RL和Rb過(guò)大又會(huì )引起高頻截止，頻率下降，降低了通頻帶寬度。

　　頻率的響應是光電檢測電路考慮的主要因素，要滿(mǎn)足保證所需檢測靈敏度前提下獲得最好的線(xiàn)性不失真和頻率不失真。因此可根據上述分析來(lái)設計檢測電路。