CN210089854U - 一种光强检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光强检测电路，所述光强检测电路包括：光传感模块，用于接收光信号，并将该光信号转变成电信号；运算放大模块，用于对所述光传感模块输出的电信号进行放大处理；微控制器，用于根据所述运算放大模块处理后的电信号确定所述光信号的强度。本实用新型通过光传感模块产生一个与光信号强度成正比例的电流信号，并通过所述运算放大模块对电流信号进行放大，转换成电压信号，所述微控制器接收该电压信号，并根据所述电压信号检测出该光信号的强度。本实用新型所述电路能够实现对光信号强度的实现检测，且检测准确性和检测效率高，有利于厂商实现高质量高效率的生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号检测技术领域，具体涉及一种光强检测电路。
背景技术
随着科学技术的发展，越来越多的电器设备均通过遥控器来进行控制。现有的遥控器大多为红外遥控器，红外遥控器是一种无线发射装置，通过将按键信息进行编码，再由红外二极管发射红外光信号；被控制的电器设备通过红外接收器将接收的红外光信号转变成电信号，再由处理器进行解码，解调出相应的指令从而执行所需的操作。遥控器在出厂前，需要对遥控器输出的光强进行性能检测，以保证产品品质。
现有的检测遥控器红外光强的方法是通过光强芯片输出IIC信号给微控制器来实现的。IIC通信时先要向从设备发送时钟信号，并需要等待从设备应答后再向从设备发送数据信号，IIC通信不能实时检测光强，有可能因遥控器按下按键速度过快而导致不能检测到完整的光强，此外IIC的传输速率较低。可见，现有技术对于遥控器红外光强的检测准确性差，且检测效率低，不利于厂商高质量高效率的生产。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光强检测电路。
为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：一种光强检测电路，包括：
光传感模块，用于接收光信号，并将该光信号转变成电信号；
运算放大模块，用于对所述光传感模块输出的电信号进行放大处理；
微控制器，用于根据所述运算放大模块处理后的电信号确定所述光信号的强度。
可选的，所述运算放大模块包括：
运算放大器和反馈电阻；
其中，所述光传感模块的输出端与所述运算放大器的反相输入端相连接；所述反馈电阻的一端与所述运算放大器的输出端相连接，另一端与所述光传感模块的输出端相连接；
所述运算放大器的输出端与所述微控制器电连接。
可选的，所述反馈电阻为可编程电阻器；
所述可编程电阻器包括用于输入控制信号的控制端口，所述控制信号用于控制所述可编程电阻器的阻值，所述控制端口与所述微控制器电连接，以便所述微控制器控制所述可编程电阻器的阻值。
可选的，所述可编程电阻器的型号为TPL0102；
所述微控制器通过IIC通信方式来控制所述可编程电阻器的阻值。
可选的，所述光传感模块和所述运算放大模块的个数为多个，所述微控制器通过一个IIC数据总线分别与多个所述运算放大模块中的所述可编程电阻器连接；
其中，所述光传感模块和所述运算放大模块一对一适配。
可选的，所述运算放大模块还包括：
与所述反馈电阻相并联的电容。
可选的，所述光传感模块为工作在光伏模式下的光电二极管。
可选的，所述光电二极管的阳极作为所述光传感模块的输出端，分别与所述运算放大器的反相输入端和所述反馈电阻的另一端相连接；所述光电二极管的阴极接地。
可选的，所述运算放大器的型号为AD8605。
可选的，所述光信号为红外光信号。
本实用新型采用以上技术方案，所述光强检测电路包括：光传感模块，用于接收光信号，并将该光信号转变成电信号；运算放大模块，用于对所述光传感模块输出的电信号进行放大处理；微控制器，用于根据所述运算放大模块处理后的电信号确定所述光信号的强度。本实用新型通过光传感模块产生一个与光信号强度成正比例的电流信号，并通过所述运算放大模块对电流信号进行放大，转换成电压信号，所述微控制器接收该电压信号，并根据所述电压信号检测出该光信号的强度。本实用新型所述电路能够实现对光信号强度的实现检测，且检测准确性和检测效率高，有利于厂商实现高质量高效率的生产。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型光强检测电路实施例一提供的结构示意图；
图2是本实用新型光强检测电路实施例二提供的结构示意图。
图中：1、光传感模块；2、运算放大模块；3、微控制器；4、运算放大器；5、反馈电阻。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
图1是本实用新型光强检测电路实施例一提供的结构示意图。
如图1所示，本实施例所述的检测电路包括：
光传感模块1，用于接收光信号，并将该光信号转变成电信号；
运算放大模块2，用于对所述光传感模块1输出的电信号进行放大处理；
微控制器3，用于根据所述运算放大模块2处理后的电信号确定所述光信号的强度。
进一步的，所述运算放大模块2包括：
运算放大器4和反馈电阻5；
其中，所述光传感模块1的输出端与所述运算放大器4的反相输入端相连接；所述反馈电阻5的一端与所述运算放大器4的输出端相连接，另一端与所述光传感模块1的输出端相连接；
所述运算放大器4的输出端与所述微控制器3电连接。
进一步的，所述运算放大模块2还包括：
与所述反馈电阻5相并联的电容C3。
进一步的，所述光传感模块1为工作在光伏模式下的光电二极管。所述光电二极管的阳极作为所述光传感模块1的输出端，分别与所述运算放大器4的反相输入端和所述反馈电阻5的另一端相连接；所述光电二极管的阴极接地。
在实际工作中，本实施例所述的电路在检测红外遥控器发出的光强时，首先通过光电二极管接收遥控器发出的红外光信号，所述光电二极管产生一个与红外光信号强度成正比例的电流信号Ip，并通过所述运算放大器4对电流信号进行放大，转换成电压信号，将运算放大器4视为理想运放，根据理想运放的虚断特性，从而Vout＝Ip*Rf；所述微控制器3接收该电压信号，并根据所述电压信号计算出该红外光强信号的强度。
本实施例采用光电二极管接收光信号，现有的检测遥控器红外光强的方法是通过光强芯片，通过光强芯片的方法不能实时检测光强，而采用光电二极管的方法检测的速度比光强芯片的速度快。光电二极管有光伏和光导两种模式，光伏模式：光电二极管处于零偏置状态，不存在暗电流，低噪声，线性度好，因而使用于精密领域；而光导模式需要在光电二极管添加上反向偏置电压，因加入反向偏置电压所以电路存在暗电流，而且产生噪声电流，线性度低。因本实施例测量光信号需要较高的线性度精度，所以光伏模式更适合检测光强度。本实施例采用光电二极管的光伏模式，与现有采用光强芯片的方法相比，响应速度更快，有利于实现实时检测光强。
本实施例采用以上电路能够实现对光信号强度的实时检测，且检测准确性和检测效率高，有利于厂商实现高质量高效率的生产，保证出厂遥控器的功能正常，从而有利于保证用户的使用体验。
图2是本实用新型光强检测电路实施例二提供的结构示意图。
如图2所示，本实施例所述的检测电路包括：
光传感模块1，用于接收光信号，并将该光信号转变成电信号；
运算放大模块2，用于对所述光传感模块1输出的电信号进行放大处理；
微控制器3，用于根据所述运算放大模块2处理后的电信号确定所述光信号的强度。
进一步的，所述运算放大模块2包括：
运算放大器4和反馈电阻5；
其中，所述光传感模块1的输出端与所述运算放大器4的反相输入端相连接；所述反馈电阻5的一端与所述运算放大器4的输出端相连接，另一端与所述光传感模块1的输出端相连接；
所述运算放大器4的输出端与所述微控制器3电连接。
所述反馈电阻5为可变电阻器，进一步的，所述反馈电阻5为可编程电阻器；
所述可编程电阻器包括用于输入控制信号的控制端口，所述控制信号用于控制所述可编程电阻器的阻值，所述控制端口与所述微控制器3电连接，以便所述微控制器3控制所述可编程电阻器的阻值。
进一步的，所述可编程电阻器的型号为TPL0102；
所述微控制器3通过IIC通信方式来控制所述可编程电阻器的阻值，从而能够控制所述运算放大模块2的放大倍数，有利于对光强的检测，比如，对于一些发射红外光强较弱的遥控器，可将所述运算放大模块2的放大倍数调大，对于一些发射红外光强较强的遥控器，可将所述运算放大模块2的放大倍数调小，以利于对光强的计算。
所述微控制器3通过IIC通信方式来控制TPL0102可编程电阻器的阻值，具体的，所述微控制器3的时钟信号输出端MCU_I2CSCL与所述TPL0102的SCL端口相连，所述微控制器3的数据信号输出端MCU_I2CSDA与所述TPL0102的SDA端口相连，所述微控制器3通过数据信号输出端MCU_I2CSDA来控制TPL0102可编程电阻器的阻值，从而实现调整所述运算放大模块2的放大倍数。
所述微控制器3的时钟信号输出端MCU_I2CSCL还通过电阻R1(10kΩ)与所述TPL0102的VDD端口相连，在所述TPL0102的VDD端口与SDA端口之间还连接有电阻R2(10kΩ)，所述TPL0102的VSS端口通过电容C2(0.1uF)外接3.3v电源。
进一步的，所述光传感模块1为工作在光伏模式下的光电二极管。所述光电二极管的阳极作为所述光传感模块1的输出端，分别与所述运算放大器4的反相输入端和所述反馈电阻5的另一端相连接；所述光电二极管的阴极接地。
进一步的，所述运算放大模块2还包括：与所述反馈电阻5相并联的电容C3。所述运算放大模块2具有来自反馈电阻Rf、放大器的输入噪声电流与放大器的输入噪声电压。因放大电路对噪声的抑制非常重要，在反馈电阻5上并联电容C3，能减少噪声与振荡，又可以较好的满足信号带宽，电容C3一般取值在0-0.5pF。信号带宽f＝1/(2π*Rf*C3)，由此可知，Rf的阻值太大会严重影响信号带宽。
所述运算放大器4的电源正极输入端外接3.3v电源，所述运算放大器4的电源正相输入端还通过电容C1(0.1uF)接地；所述运算放大器4的电源负极输入端和正相输入端均接地。
进一步的，所述运算放大器4的型号为AD8605，AD8605为低噪声元件，更适合检测红外光信号的强度。
本实施例在实际工作中，所述微控制器3可以预先根据所述红外遥控器发出红外光信号的强度范围设置可编程电阻器的阻值，以实现调整运算放大模块2的放大倍数，然后通过光电二极管接收遥控器发出的红外光信号，所述光电二极管产生一个与红外光信号强度成正比例的电流信号Ip，并通过所述运算放大器4对电流信号进行放大，转换成电压信号，将运算放大器4视为理想运放，根据理想运放的虚断特性，从而Vout＝Ip*Rf；所述微控制器3接收该电压信号，并根据所述电压信号计算出该红外光强信号的强度。也可以是，所述微控制器3按照默认值来设置可编程电阻器的阻值，然后所述微控制器3接收所述运算放大器4输出的电压信号，如果电压信号大小不合适，所述微控制器3再对可编程电阻器的阻值进行重新设置，以获得合适范围的电压值，从而在保证计算精度符合要求的情况下，计算出该红外光强信号的强度。
进一步的，所述光传感模块1和所述运算放大模块2的个数为多个，所述微控制器3通过一个IIC数据总线分别与多个所述运算放大模块2中的所述可编程电阻器连接；
其中，所述光传感模块1和所述运算放大模块2一对一适配。
即当检测多个遥控器输出的红外光信号强度时，可通过一个微控制器3的一个IIC总线分别连接多个运算放大模块2，以实现一个微控制器3通过一个IIC总线控制多个运算放大模块2的放大倍数，其中，多个运算放大模块2的放大倍数相同，以上方式可以减少微控制器IO口的使用数量，也有利于提高检测效率。
本实施例采用以上电路能够实现对光信号强度的实时检测，且能够调整运算放大模块2的倍数，检测准确性和检测效率高，有利于厂商实现高质量高效率的生产，保证出厂遥控器的功能正常，从而有利于保证用户的使用体验。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种光强检测电路，其特征在于，包括：
光传感模块，用于接收光信号，并将该光信号转变成电信号；
运算放大模块，用于对所述光传感模块输出的电信号进行放大处理；
微控制器，用于根据所述运算放大模块处理后的电信号确定所述光信号的强度。
2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述运算放大模块包括：
运算放大器和反馈电阻；
其中，所述光传感模块的输出端与所述运算放大器的反相输入端相连接；所述反馈电阻的一端与所述运算放大器的输出端相连接，另一端与所述光传感模块的输出端相连接；
所述运算放大器的输出端与所述微控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述反馈电阻为可编程电阻器；
所述可编程电阻器包括用于输入控制信号的控制端口，所述控制信号用于控制所述可编程电阻器的阻值，所述控制端口与所述微控制器电连接，以便所述微控制器控制所述可编程电阻器的阻值。
4.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述微控制器通过IIC通信方式来控制所述可编程电阻器的阻值。
5.根据权利要求4所述的检测电路，其特征在于，所述光传感模块和所述运算放大模块的个数为多个，所述微控制器通过一个IIC数据总线分别与多个所述运算放大模块中的所述可编程电阻器连接；
其中，所述光传感模块和所述运算放大模块一对一适配。
6.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述运算放大模块还包括：
与所述反馈电阻相并联的电容。
7.根据权利要求2至6任一项所述的检测电路，其特征在于，所述光传感模块为工作在光伏模式下的光电二极管。
8.根据权利要求7所述的检测电路，其特征在于，所述光电二极管的阳极作为所述光传感模块的输出端，分别与所述运算放大器的反相输入端和所述反馈电阻的另一端相连接；所述光电二极管的阴极接地。
9.根据权利要求2至6任一项所述的检测电路，其特征在于，所述运算放大器的型号为AD8605。
10.根据权利要求2至6任一项所述的检测电路，其特征在于，所述反馈电阻的型号为TPL0102。
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Cited By (2)
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| CN113624338B (zh) * | 2021-08-23 | 2024-06-11 | 深圳市杰芯创电子科技有限公司 | 一种用于智能家居的光电检测芯片及方法 |
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