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天南地北客
发表于: 2018-9-11 21:13:22 | 显示全部楼层

在本篇文章中,我们将主要介绍ADI公司的ADPD10x系列,它为您提供了高度集成的IC如何简化光学应用的示例。


在之前的文章中,我们研究了德州仪器的超声波控制器。该IC详细处理信号产生、接收和处理高频声音信号所涉及的所有细节,总体目标是成为方便的超声波测量。


在本篇文章中,我们将讨论一种可被视为TI部件光学等效物的IC。 ADI将其描述为光度计前端。让我们了解一下这个名称:“光度计(photometric)”是指涉及光强度的测量,“前端(front end)”表示芯片提供与信号生成、信号接收以及生成可由微控制器或DSP使用的数据所需的任何信号处理相关的功能。

CCTB_ADPD10x_1.jpg


如何使用?

这里的基本光学功能非常简单:LED产生光,光电二极管接收反射光。那么这种方法究竟能让您测量什么呢?


ADPD10x数据表提到了医疗应用、工业监控和环境光测量:

●    脉搏血氧仪是测量氧饱和度的便捷方法;它使用通过指尖或其他适当的身体部位血液的光学信号。此外,数据表的第30页讨论了围绕ADPD105和绿色LED构建的基于手腕的心率测量设备:

CCTB_ADPD10x_2.jpg

●    我没有任何光度测量工业系统的经验,我真的不确定这项技术究竟是如何使用的,但我可以想象使用光学信号监测玻璃透明度或某些制造的不透明度的装配线系统液体。

●    至于环境光测量,我不明白你为什么要使用ADPD10x设备,除非你的设计中已经有一个因为其他原因并且不想添加其他组件。在所有其他情况下,对于像测量背景照明水平一样简单的东西,ADPD10x似乎有些过于强大。


时隙

ADPD10x器件使用“双时隙(dual time slot)”工作模式。这里的想法是芯片的功能 - 光传输、光接收、信号处理 - 包含在两个时隙之一内。这两个时隙(称为时隙A和时隙B)顺序操作,此外,时隙与单独的数据路径一起工作,使得时隙A和时隙B可以具有它们自己的设置。


下图说明了顺序时隙排列以及每个时隙内包含光脉冲的方式:

CCTB_ADPD10x_3_2.jpg


我认为这种时隙安排在典型的光度测量应用环境中具有多种优势,但我对这些应用程序的了解不足以做出自信的断言。


干扰

任何旨在用于正常人类环境的光学系统都需要为其他光源干扰的影响做好准备 - 除非它仅用于在新月48小时内在农村地区的夜间使用。


并且这种干扰不仅仅是接收器饱和或DC偏移的问题,可以通过使用AC耦合电路来消除。各种情况都可能导致光瞬变,荧光灯会产生非稳态干扰。


ADPD10x器件具有可帮助您应对这些复杂情况的功能。部件描述表明芯片提供“由于环境光引起的调制干扰导致的信号偏移和损坏的抑制”。


这听起来是件好事,但说实话,我不确定它究竟是什么意思。实际上,“干扰”这个词在整个文档中只出现一次(意味着该引用中的实例是唯一的一个),所以在这一点上我并不相信数据表充分阐述了这个断言。然而,第43页确实提到了“双样本对模式”,它在背景照明“不恒定”的情况下很有用。同一页面还讨论了背景照明值和检测饱和度。


评估电路板

ADPD10x器件有两种封装形式:第一个是QFN,ADI将其称为LFCSP。第二个是WLCSP。


幸运的是,有一个评估电路板

CCTB_ADPD10x_4.jpg


评估板与GUI软件配合使用,可以轻松启动和运行ADPD105。

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