自验错式线阵光电门控制电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种自验错式线阵光电门控制电路，该装置由上下两对独立的光电门控制网络组成，每一对光电门分作红外光源模块和接收模块两部分，红外光源模块和接收模块共同联接成光强度闭环自动调节网络，同时每一个接收模块以逻辑或结构输出检测电平，两对光电门的输出各自经过反相二值化电路后，以线与逻辑电路合并输送至D触发器，将D触发器二分频后的脉冲电压输送后续电路处理。本实用新型专利技术的有益之处是具有上下固定间距的两对光电门输出信号经过D触发器二分频后，比对两对光电门检测效果，判断出光电门检测结果是否存在错误，即具备自验错能力。

Control circuit of self error checking linear array optical switch

【技术实现步骤摘要】
自验错式线阵光电门控制电路
本技术自验错式线阵光电门控制电路涉及的内容属于电子
，是一种光电转换控制技术。
技术介绍
电子数粒机是当今行业中普遍使用的电子设备，虽然电子数粒的技术已经十分成熟，但行业中为了追求数粒速度，会受到各种因素的干扰难免存在数粒错误。目前市场上尚没有称得上是零误差的电子数粒机，也就无法检验现有数粒机数粒准确性，如何核定数粒机工作时的误差率就成为了技术难点。因此，需要有一种针对数粒机进行校验的装置，即100％准确的电子数粒机。影响数粒准确性的因素很多，对于光电式电子数粒机而言，突出的是光电门对颗粒的检测能力。通过光电门的被计数颗粒必须相互分离，间隔足够的距离逐个通过，否则，紧靠着的两个颗粒通过光电门会被误视为一个物体计数，造成计数错误；还有光电门的灵敏度问题，光电门是通过光敏器件感知照度大小而输出电平变化，不同规格的光敏器件有不同的感知范围，需要创造合适的工作条件；还有光电门的抗干扰能力也是一个问题，比如异常阴影干扰产生错误计数，为此光电门通道应当封闭、遮光，并具备较大的容差能力。另外，数字式电子计数器自身的高可靠性是准确数粒的基础，保证电子计数器工作状态良好是准确计数的前提条件。以当今的技术条件，尽管容易处理好数字式电子计数器自身的工作状态，但是其它因素的干扰仍然存在，数粒错误还是不可避免，要实现零误差数粒必需鉴别这些可能出现的偶然性错误，并输出错误报告。如果设置了偶然性错误的有效鉴别措施，在未出现错误报告的情况下才是正确的数粒结果。本技术中设计的光电门中加入了自验错功能，可以有效鉴别各种因素造成的偶然性错误。
技术实现思路
本技术自验错式线阵光电门控制电路是电子数粒机的核心部件，从技术层面上看，具有以下特征：自验错式线阵光电门控制电路由上下两对独立的光电门控制网络组成，如附图1所示，两对光电门控制电路结构完全一致；每一对光电门分作红外光源模块和接收模块两部分，如附图2和附图3所示，红外光源模块中每一组中各红外发光二极管串联成一条支路，连接至工作电源与驱动三极管集电极之间，红外光源模块和接收模块共同联接成光强度闭环自动调节网络，同时每一个接收模块以逻辑或结构输出检测电平，两对光电门的输出各自经过反相二值化电路后，以线与逻辑电路合并输送至D触发器，将D触发器二分频后的脉冲电压输送后续电路处理。所述自验错式线阵光电门控制电路的光强度闭环自动调节网络由接收模块中光敏管阵列平均低电平逻辑与网络D1～D7、R27～R33、R2和红外光源模块中以运算放大器IC3为核心元件的压控电流源组成，接收模块与红外光源模块之间采用排线连接，压控电流源的基准电压由红色发光二极管D32稳压后提供给运算放大器IC3反相输入端，如附图2所示。所述自验错式线阵光电门控制电路最终由D触发器二分频后输出计数脉冲电压。自验错式线阵光电门控制电路所产生的有益效果：具有上下固定间距的两对光电门输出信号经过D触发器二分频后，最终输出一定宽度的高电平脉冲，从而可以统计颗粒数，比对两对光电门检测效果，判断出光电门检测结果是否存在错误，即具备自验错能力。收模块中光敏管阵列光电平输出网络不是采用简单的逻辑与结构，而是采用了平均低电平逻辑与网络。因为发光二极管所发射的光线存在不均匀性，光敏管的灵敏度也有不一致性，致使同一阵列中各只光敏管的输出电压存在差异，例如输出电压差异量达到2.0V。因光敏管被遮挡后的阴影电平为高电平，光强自适应负反馈的原则是保证光电门无遮挡时输出端都处于低电平。简单获取方法是用二极管组成线与结构，取线阵光敏管中最低电位进行反馈，完全消除受遮挡时阴影电平对负反馈的影响。光强度控制电路的基准反馈电压是1.8V，能够控制至光敏管的最低亮电平电位为1.2V，则由差异性造成的光敏管的最高亮电平电位可达3.2V。一般电位整形电路的电位分离中心值取为4.5V，这里只有留出1.3V的容差值，工作的可靠性不够高。本专利技术的光电门负反馈电路中，取光敏管阵列的亮电压，逻辑与后再经过电阻阵列，如附图3中的D1～D7、R27～R33、R2阵列和D17～D23、R35～R41、R12阵列。经过电阻阵列后输出反馈电压，能够起到取阵列电压平均值的效果，正常情况下光敏管的平均亮电平被控制在0.6V，可以减少发光二极管和光敏管性能差异带来的不利影响。由于二极管组成逻辑与结构，使电路具有限电压反馈功能，光敏管输出端超出0.6V的电压不参与反馈。实测光敏管的最低输出电平是0.13V(饱和压降)，按照2V差异值，光敏管输出的最高亮电平不超过2.13V，相比4.5V分离值留出了2.37V容差值，工作的可靠性大提高。自适应处理后光电门始终工作在较灵敏状态。所谓从两次检测的时间差上实现自验错功能，是将上下两层的计数脉冲电压输入同一个初始状态为零的二进制计数器，颗粒下落过程中经过上下两层光电门的时间差决定了该二进制计数器输出高电平脉冲的宽度。正常情况下上层光电门计数脉冲使二进制验错计数器置高电平，下层光电门计数脉冲使二进制验错计数器恢复至低电平，高电平宽度等于这一时间差。如果下层光电门无计数脉冲电压输出，则不能清除验错脉冲电压，就要等下一颗粒进入光电门后再清除验错脉冲电压，必定使得验错脉冲宽度过长。如果高电平宽度过大，则说明存在检测错误，应当发出错误报告，并废弃之前的数粒结果。采用这一方法验错简单有效，其前提条件是上下两层光电门的间距明显小于两颗相邻颗粒间的空间间距，但两层光电门间距应明显大于被计数颗粒长度。将每一个光电门中所有发光二极管串联成一条支路使用，是为了降低光电门的整体工作电流。在闭环结构自动调节二极管发光强度的方案中，发光二极管的工作电流受光敏管灵敏度的影响，光敏管灵敏度越高，发光二极管的工作电流越小。如果光敏感器件选用亿光PT17-21C型光敏三极管，且光源模块与接收模块相距40mm时，发光二极管实际工作电流约为3mA，光电门的整体工作电流较小。附图说明附图1是自验错式线阵光电门控制电路的组成框图。附图2是自验错式线阵光电门控制电路的红外光源模块电路。图中Da1～Da6是光电门A的发光二极管阵列，Db1～Db6是光电门B的发光二极管阵列，P2b是红外光源模块的连接端口。附图3是自验错式线阵光电门控制电路的接收与处理模块电路。图中P2是连接红外光源模块的端口，P1是外部连接端口，Q1～Q7是光电门A的光敏管阵列，Q8～Q14是光电门B的光敏管阵列。具体实施方式下面结合本技术的附图，对本技术的实施作进一步说明。自验错式线阵光电门控制电路中串联的红外发光二极管数量和光敏管数量由光电门宽度确定，在本测试模型中光电门宽度定为20mm，因而采用6个圆头红外发光二极管串联成线阵光源，7个0805封装的贴片式光敏三极管排列成线阵作为光电转换。若光电门宽度有所变化，红外发光二极管和光敏管的个数可以随之改变。因发光管实际所需的驱动电流较小，电流调整三极管Qa1、Qb1可以选用S901、S903、S904、C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自验错式线阵光电门控制电路，其特征在于：由上下两对独立的光电门控制网络组成，两对光电门控制电路结构完全一致；每一对光电门分作红外光源模块和接收模块两部分，红外光源模块中每一组中各红外发光二极管串联成一条支路，连接至工作电源与驱动三极管集电极之间，红外光源模块和接收模块共同联接成光强度闭环自动调节网络，同时每一个接收模块以逻辑或结构输出检测电平，两对光电门的输出各自经过反相二值化电路后，以线与逻辑电路合并输送至D触发器，将D触发器二分频后的脉冲电压输送后续电路处理。/n

【技术特征摘要】
1.自验错式线阵光电门控制电路，其特征在于：由上下两对独立的光电门控制网络组成，两对光电门控制电路结构完全一致；每一对光电门分作红外光源模块和接收模块两部分，红外光源模块中每一组中各红外发光二极管串联成一条支路，连接至工作电源与驱动三极管集电极之间，红外光源模块和接收模块共同联接成光强度闭环自动调节网络，同时每一个接收模块以逻辑或结构输出检测电平，两对光电门的输出各自经过反相二值化电路后，以线与逻辑电路合并输送至D触发器，将D触发器二分频后的脉冲电压输送后续电路处理。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱香君，陈庭勋，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33