基于單片機的光電檢測研究

　　3　關鍵技術 　　

　　3．1　編碼技術／激光調制技術 　　

　　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是將編碼技術與激光調制技術結合起來進行綜合編譯。此處選取AT89C51作為控制模塊，他使用廣泛，具有穩定性好、性價比高等一些突出的優點，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程如下：首先在單片機內設定，當檢測到一組二進制碼時，若是“1”，便通電40μs，若是“0”時，便斷電40μs，然后規定當檢測完此組二進制數碼時，進行循環執行。這樣，這一電脈沖便形成一周期脈沖。當用戶鍵入的數字為1998時，那么其二進制編碼便是11111001110。那么單片機便控制發出如圖2所示的脈沖信號時序控制信號?？紤]到接收端也是用單片機，因此還有一個通信協議。這里采用這種方法，一般情況都是低電平，當要發射時先發射4組10μs的信號。此信號發射完才開始發射控制信號。

　　3．2　光電檢測器件的選取 　　

　　目前，光電檢測技術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來進行比較選取。

　　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足此系統的需求，他具有較好的線性特性、外加電壓小、暗電流小、體積小、最穩定以及價格低等一些優點，他的輸出電流小，光敏面積小，可以通過設計前置放大電路以及裝光學器材來增大其受光面積。故選擇光電二極管作為此系統的光電檢測器件，進行檢測電器的連結時要注意光電二極管正常工作于反偏狀態下，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要在負載上取到最大功率輸出時，要求滿足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過大又會引起高頻截止，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，要滿足保證所需檢測靈敏度前提下獲得最好的線性不失真和頻率不失真。因此可根據上述分析來設計檢測電路。