基于非接觸光學接近式傳感器的智能感應方案實現

* 加強性能和魯棒性

* 適合低功耗應用

* 加快產品上市速度

* 提高設計靈活度

Avago的APDS-9700是一款通過提供適當信號調整，例如以足夠電流驅動發射器并強化傳感器輸出來向微控制器提供適當且可靠的連接，增強光學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，該芯片同時還能處理環境光干擾問題，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，在這個設計中，接近式傳感器的發射器以脈沖串信號、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接近感應設計。

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

當LEDON引腳上的開關脈沖由邏輯高電平變成低電平或由低電平變成高電平時，可能會在電源Vcc上產生尖峰電壓，主要原因是內置的紅外LED驅動電路以高電流工作，這個高電流會受到電感影響形成“彈跳與反彈跳”效應，在快速開關過程中造成尖峰電壓。感應的電感值可能由芯片內部焊線、外部測試探針甚至是連接到電源的導線產生，由于尖峰電壓可能造成芯片發生錯誤甚至造成損壞，因此加入了CX1和CX2去耦合電容來吸收這些尖峰電壓，在這個應用中，建議使用100nF的CX1與6.8μF的CX2。

LEDA是驅動紅外發射器的輸出引腳，R1則是用來控制流經紅外發射器電流的限流電阻，R1阻值越高，流經紅外發射器的電流越小，對于物體檢測距離較短的部分應用，并不需要高電流，降低流經發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并聯并連接到PFILT引腳，形成產生輸出電壓VPFILT的積分電路，由內部電壓電流轉換器所提供的電流通過這個積分電路以特定時間常數進行充放電動作。

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制數字形式，這些二進碼可以在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同時也連接到滯環比較器的輸入，當滯環比較器的輸入到達預先設定的參考閥值電壓VTH時，會在輸出產生邏輯高電平到低電平的變化，否則會產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在DOUT引腳上以數字輸出呈現，由于DOUT是一個開集引腳，因此需要在DOUT上連接一個上拉電阻R2到電源Vcc。

DOUT數字輸出引腳可以連接到微控制器、LED或開關，以便提供是否感應到物體的狀態。

APDS-9700擁有ENB引腳，可以讓使用者在器件不需工作時關閉芯片以節省功耗，當ENB引腳為高電平時，器件將關閉，當ENB引腳為低電平時器件將啟動并回復正常工作，這些動作可以使用狀態機實現，而動作的順序則可以通過微控制器編程進行控制。