KR0117097Y1 - 광원 간섭을 제거한 센서회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 광원 간섭을 제거한 센서회로에 관한 것으로, 종래에는 비교기의 기준전압을 제너다이오드와 저항으로 설정하여 주광원이 아닌 주변광원에 의해서 오동작하여 제품의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다. 상기와 같은 문제점을 감안한 본 고안은 광트랜지스터를 이용한 외부광에 의해 기준전압을 설정하여 주광원이 아닌 주변광원에 의해서는 원하는 동작을 하지 않아 제품의 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라 여러 수광부에 이용할 수 있어 제품의 호환성을 향상시키는 효과도 있다.

Description

광원 간섭을 제거한 센서회로

제 1 도의 (a)는 종래의 제너다이오드를 사용한 센서회로도.

(b)는 종래의 저항을 사용한 센서회로도.

제 2 도는 본 고안의 광원 간섭을 제거한 센서회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

R₁₁-R_{12 :}저항 C₁₁-C₁₂: 콘덴서

PTR₁₁-PTR₁₂: 광트랜지스터CMP₁₁: 비교기

본 고안은 광원 간섭을 제거한 센서회로에 관한 것으로, 특히 광트랜지스터 주변의 광원으로 발생하는 노이즈를 제거하여 정확한 출력을 얻도록 한 광원 간섭을 제거한 센서회로이다.

제 1 도의 (a)는 제너다이오드를 기준전압으로 사용한 센서회로도서, 콜렉터에 전원단자(Vcc)가 인가되는 광원트랜지스터(PTR₁)의 에미터에는 비교기(CMP₁)의 비반전단자(+)가 접속됨과 아울러 접지저항(R₁)이 접속되고, 상기 비교기(CMP₁)의 반전단자(-)에는 전원단자(Vcc)가 저항(R₂)을 통하여 접속됨과 아울러 접지의 제너다이오드(ZD₁) 및 콘덴서(C₁)가 접속되어 구성되었으며, 제 1 도의 (b)는 기준전압을 저항으로 설정한 센서회로도로서, 전원단자(Vcc)가 콜렉터에 접속된 광트랜지스터(PTR₂)의 에미터에는 비교기(CMP₂)의 비반전단자(+)가 접속됨과 아울러 접지저항(R₃)이 접속되고, 상기 비교기(CMP₂)의 반전단자(-)에는 전원전압(Vcc)이 저항(R₄)을 통하여 접속됨과 아울러 접지저항(R₅)이 접속되어 구성되는 것으로, 그 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

제어신호가 인가되지 않을때 즉, 광원이었을 경우 광트랜지스터(PTR₁)의 콜렉터 전류(I_C)는 거의 흐르지 않는다. 따라서 광원트랜지스터(PTR₁)의 에미터의 전류도 거의 흐르지 않아 저항(R₁) 양단에 걸리는 전압은 I_Cx R₁ I_Ex R₁ 0과 같다. 이로인하여 0 V의 전압이 비교기(CMP₁)의 비반전단자(+)에 인가되고, 이때 상기 비교기(CMP₁)의 기준전압인 제너다이오드(ZD₁)의 양단전압이 비교기(CMP₁)의 반전단자(-)에 인가되어 비교기(CMP₁)의 전압이득이 무한대인 이유로 비교기(CMP₁)의 출력단자(V_O1)에는 0V 전압인 저전위 신호가 출력된다.

한편, 광트랜지스터(PTR₁)에 제어신호를 인가할 경우 즉, 광원이 있을 경우 광트랜지스터(PTR₁)의 콜렉터에 전원전압(Vcc)이 인가되고 베이스에 전류가 흘러 콜렉터에도 I_C= βI_B만큼의 전류가 흐른다. 여기서 β는 전류이득으로 표현된다.

이에따라, 광트랜지스터(PTR₁)의 콜렉터 전류에 의해 에미터에도 전류가 흘러 저항(R₁) 양단의 전압은 I_Ex RI_Cx R5V인 고전위 신호가 된다.

따라서, 이 고전위 신호는 비교기(CMP₁)의 반전단자(-)에 인가되는 기준전압인 제너다이오드(ZD₁)의 양단 전압보다 높아 출력단자(V₁)에는 5V전압인 고전위 신호가 출력된다.

또한, 제 1 도의 (b)인 저항을 사용하여 기준전압을 설정하는 센서회로의 동작과정도 제 1 도의 (a)인 제너다이오드를 사용한 센서회로와 동일하게 동작하나 기준전압원은 저항(R₄)(R₅)의 분압전압을 이용한다.

이상에서 설명한 바와같이 종래의 센서회로 즉 비교기의 기준전압을 제너다이오드와 저항을 사용할 경우 정확한 동작을 기대하기 어렵다. 그 이유는 외부 광원에 의한 간섭을 막지 못한다. 즉 광원인 제어신호가 없을때 광트랜지스터의 콜렉터 전류가 흐르지 않아야 함에도 불구하고 주광원이 아닌 다른 광원에 의해서도, 전류가 흐르게 되므로 센서회로의 오동작을 유발하여 제품의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여, 외부광에 의해 제어를 받는 광트랜지스터를 이용하여 기준전압원을 사용하므로 주광원이 아닌 주변광원에 의한 센서의 오동작을 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시키고자 한다.

제 2 도는 본 고안의 광원 간섭을 제거한 센서회로도로서, 전원단자(Vcc)를 광트랜지스터(PTR₁₁),(PTR₁₂)의 콜렉터에 접속하고 상기 광트랜지스터(PTR₁₁)의 에미터를 병렬접속되어 접지된 저항(R₁₁)과 콘덴서(C₁₁)에 접속하여, 이 접속점을 비교기(CMP₁₁)의 비반전단자(+)에 접속하고, 상기 광트랜지스터(PTR₁₂)의 에미터를 병렬접속되어 접지된 저항(R₁₂)과 콘덴서(C₁₂)에 접속하여, 이 접속점을 상기 비교기(CMP₁₁)의 반전단자(-)에 접속하여 구성한 것으로, 상기와 같이 구성된 본 고안의 광원 간섭을 제거한 센서회로의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

광트랜지스터(PTR₁₂)는 주광원에 직접 노출시키지 않거나 조금 노출되는 곳에 위치시켜 놓고 전원전압(Vcc)을 인가하면, 주광원이 아닌 외부광원을 받는 광트랜지스터(PTR₁₂)는 외부 광원에 의해 베이스전류(I_B12)가 흐르게 된다. 이때 저항(R₁₂) 양단의 전압은 I_E12x R₁₂가 되어 비교기(CMP₁₁)의 비반전단자(+)에 인가되는 저항(R₁₁)양단의 전압을 구하기 위한 에미터 전류를 I_E11 I_E12로 설정하면 저항(R₁₁)의 값이 저항(R₁₂)의 값보다 작게 설정되어야 한다. 이로 인하여 비교기(CMP₁₁)의 출력단자의 출력은 I_ER11I_ER12이 되어 저전위 신호가 된다.

또한, 주광원인 제어신호가 인가되면 광트랜지스터(PTR₁₁)의 베이스에 전류가 흘러 광트랜지스터(PTR₂)의 에미터 전류보다 많이 흐른다. 즉, 이때 광트랜지스터(PTR₁₂)는 주광원에 노출되지 않아 그 주광원에 의해서는 전류가 흐르지않고 외부광원 등에 의해서만 상대적으로 적은량의 전류가 흐른다. 따라서 저항(R₁₁),(R₁₂) 양단에 걸리는 전압은 I_E11x R₁₁I_E12x R₁₂가 되어 비교기(CMP₁₁)의 출력단자(V₀)에는 고전위 신호가 출력된다.

결국, 비교기(CMP₁₁)의 출력단자(V₀)에는 주변 광원이 아닌 주광원에 의해서만 고전위 신호가 출력된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 고안은 외부로부터의 주광원과 주변광원이 함께 입력되면 그 광원에 의한 비교기의 출력을 사전에 막아 주광원만 처리할 수 있게 하여 정확한 동작을 할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 주광원에 의해 온오프 제어를 받는 제1수광부와, 주변광에 의해 온오프 제어를 받는 제2수광부와, 상기 제1수광부의 출력을 입력으로 하고 상기 제2수광부의 출력을 기준전압으로 입력받아 상기 입력받은 두신호를 비교하여 결과를 출력하는 비교기로 구성하여 된 특징으로 하는 광원 간섭을 제거한 센서회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2수광부는 주광원이 직접 수광되지 않는 곳에 위치하는 포토트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 광원간섭을 제거한 센서회로.