ИК-приемники на основе микросхем

April 27, 2011 by admin Комментировать »

В последние 10 лет появилось много оптоэлектронных микросхем, которые ориентированы на выполнение конкретных задач. Их применение позволяет заменить громоздкие узлы, ранее собиравшиеся из дискретных компонентов, всего одним миниатюрным модулем, что очень удобно при изготовлении.

В системах дистанционного управления на ИК-лучах довольно часто применяют специально разработанные модули, называемые еще ИК-ресиверами (IR Receiver). В них фотоприемник и усилитель объединены в одном корпусе, имеющем всего три вывода. Материал корпуса является одновременно и оптическим фильтром, который защищает фотоприемник от воздействия дневного света. Ведущими компаниями мира выпускается довольно много типов таких микросхем, часть из которых показана на рис. 7 (в этих сериях есть варианты исдругим конструктивным исполнением выводов, например для поверхностного монтажа, но они менее распространены).

Внутренняя структура таких модулей у всех производителей одинаковая — она показана на рис. 8 (в описаниях к этим микросхемам обычно приводится упрощенная, менее наглядная картинка). На фотодиоде VD происходит преобразование информационного сигнала из оптического в электрический. Далее он буферным каскадом усиливается, фильтруется (для повышения помехоустойчивости) и формируется в прямоугольные импульсы с крутыми фронтами на выходе. Эти импульсы сразу можно подавать на вход всех распространенных цифровых микросхем.

Система автоматической регулировки (АРУ) компенсирует фоновую засветку фотодиода. Калибровка АРУ сделана в паузах между импульсами, поэтому микросхема не реагирует на непрерывную помехудаже на рабочей частоте.

Благодаря интегратору и компаратору с гистерезисом в схеме обеспечивается защита от появления неконтролируемых выходных импульсов. В исходном состоянии, пока нет ИК-сигнала — выходной транзистор закрыт и на выходе будет напряжение, близкое к питанию. ‘При низком уровне фильтрации питающего напряжения все производители рекомендуют подавать его на эти микросхемы через R1-C1 цепочку, показанную на рисунке.

Отличия между микросхемами разных серий заключаются в назначении выводов (см. табл. 10 и 11), а также внутреннем выходном сопротивлении (обычно оно бывает не менее 22 кОм). Допyc-

Рис. 7. Внешний вид ИК-фотомодулей: а — в стандартном корпусе PM1 (standard), б — миниатюрное исполнение, корпус PM2 (small size)

 

Рис. 8. Блок-схема внутренней структуры микросхем ИК-модулей

кается подключать между выходом и +Us дополнительный внешний резистор сопротивлением не менее ЮкОм.

В обозначении типа часто первые буквы — международный код производителя, а на месте знаков xx стоят цифры тактовой частоты приходящих ИК-импульсов, в кГц (только для 36,7 кГц указывается округленное значение — 37). Далее в обозначении могут быть различные буквы и цифры, которые являются признаком конструктивного исполнения. Исключением из этого легко запоминаемого правила являются модули, выпускаемые японскими фирмами (Sharp, Panasonic и некоторые другие).

Основные параметры фотомодулей разных типов приведены в табл. 12 и 13.

^                                   Таблица 12. Микросхемы в корпусе PM1

Примечание ктаблице

Модули TS0P1100 выпускаются с болееширокополосным фильтром, имеющим.полосу33…57кГц.

Таблица 13. Микросхемы в миниатюрном корпусе PM2

Примечание ктаблице

* В документации информация не приводится.

** Модули TS0P18xx фирмы Vishay выпускаются сдвумя вариантами назначения выводов.


Общими для всех этих модулей являются следующие технические параметры:

о Фотоприемник предназначен для работы с излучением длиной волны 950 нм (рис. 9, а); о Имеется внутренний полосовой фильтрдля выделения принимаемой частоты (рис. 9, б); о Фотомодули выполнены по МОП-технологии и их выход совместим с КМОП и ТТЛ микросхемами; о Специальный внутренний экран защищает от воздействий

внешнихэлектрическихполей; о Потребляемая мощность не более 50 мВт (для З-вольт-

овых — 30 мВт); о При работе приемного модуля (с излучающим ИК-диодом, управляемым импульсным током до 0,3…1,5 А) дальность действия может составлять 10…35 м.

Рис. 9. Зависимостьчувствительности (при 25°С): а — от длины волны ИК-излучения (спектральная характеристика); 6— как функция нормированной частоты (амплитудно-частотная

характеристика)

 

Рис. 10. Типовая схема включения микросхем

Как видно из габлиц, незначительно отличаются энергетические характеристики и быстродействие. Последний параметр важен в случае применения этих модулей для организации цифрового ИК-канала связи. В большинстве случае модули с одинаковой конструкцией корпуса и частотой фильтра — взаимозаменяемы. То есть:

>     TSOP1736 = ILMS5360 = GP1U52X = SFH506-36;

>     TSOP1836 – ILOP1836 = SFH5110-36 = TSOP4836.

Дополнительная литература

1.       Иванов В. И. идр. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник. — M.: Энергоатомиздат. 1988.

2.       Пароль H. В., Кайдалов С. А. фоточувствительные приборы и их применение: Справочник. — M.: Радио и связь. 1991.

 

Источник: Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 6. — M / СОЛОН-Пресс, 2005. 240 с.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты