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选择集成硅基光传感器

时间:2015-03-24  来源:扁平线圈电感厂家  点击:


尽管略有不同,但是LTV和LTC器件都可以被共同归类为光模拟信号转换(LTA)器件。因为除了光电二极管之外,LTA器件只需要很少的电路——电流放大器(CA)或者跨阻放大器(TIA),所以该种器件提供了比LTF或LTD器件更快的响应时间。LTA器件的速度可通过输出的上升和下降时间进行测量。如上所述,它不仅受偏置和光电二极管尺寸的影响,而且还与CA或者TIA的电容有关。


除了受光电二极管的限制,LTF器件还增加了电流到频率的转换时间。通常,转换会在电流转换到目标频率输出的一个周期内完成。因此,LTF器件响应产生1kHz波形的光强比响应产生1MHz波形的光强要慢。如果要测量极弱的光强,对这一点的考虑会非常重高频电感器要。


LTD器件的速度与LTA或者LTF器件有些不同,因为LTD器件通常不是连续地在输出总线上放置数据;并且通常只有在控制器发出请求时,它才提供数据。此时,数据才会被载入到数据寄存器。因而,转换速率由总线的速度决定。

光谱响应


了解应用的光谱感应要求,并使用具有合适的光谱响应的传感器与之匹配,这是一项重要的系统考虑。例如,使用近红外LED的接近探测器,需要只对近红外区域光谱能量进行响应的传感器。并且这个传感器一定不能对可见光区域的光能进行响应。要达到这样的目的,可以使用外部可塑封电感见光阻挡滤波器,或者选择带有集成滤波器的探测器。


如果应用需要只对可见光区域响应,也需要进行同样的考虑,比如色度测量。这需要滤除太阳以及其他光源的近红外能量,方法是使用外部或者集成的红外阻挡滤波器。这种类型的应用也需要红、绿和蓝(RGB)滤波器,外部的或者集成的都可以。

图1 传感类型与集成度

光学列模压电感


一些应用有时需要搜集空间信息。这时可以采用许多分立器件或者集成光学线性列阵来一体电感完成。


集成的光学线性列阵由许多像元或像素组成,它们通常排列在一条直线上。像素中心之间的距离被称为像素截距,通常以每英寸内的一体电感器点数(dpi)给出。


400dpi器件的像素截距是63.5μm。空间分辨率直接与dpi数值对应;dpi越大,空间分辨率越高。对于给定的dpi,像素集的数目决定了器件的有效长度;例如,400dpi 128像素的TAOS TSL 1401的有效长度大约为8mm。这些器件的输出可以是模拟的(通常是电压)或数字的。这些器件的速度由积分时间(光被允许照射器件的时间)和时钟速率决定。


对大多数应用而言,线性列阵是通过像素数、有效长度、分辨率和时钟速率来选择的。线性列阵是扫描型应用最理想的选择,但是它也适用于位置和边缘探测。

结束选择


一旦根据转换类型、速率以及光谱响应缩小了选择范围,最后的选择就要基于其他标准,比如封装类型、温度范围,当然还有成本。典型的工作温度范围是商用(0~70℃),工业用(-40~85℃),汽车(-40~105℃)以及军用(-55~125℃)


通常,成本与硅的尺寸成正比。并且,硅基尺寸越大,成本越高。光的应用倾向于更高的系统集成,见图1,集成度越高,传感器的复杂度越高,但各部件对应用所起的作用却越低。


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