一种光电采样控制电路的结构制造技术

一种光电采样控制电路的结构，由光电发射管、光电采样管、采样控制、施密特缓冲器等组成，其特征是在现有技术的带开关功能的光电采样电路中，增加了光电接收管Ｑ２（２）偏置电源的接收控制开关（６），该接收电路的输入及输出是光电发射管Ｑ１（１）关闭，接收控制信号的状态是前一个采样点的状态而定；光电发射管Ｑ１开，接收控制信号是高，Ｑ２偏置。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及使用光电耦合器对特定信号进行采样的电路结构。
技术介绍
目前，光电采样电路被广泛的应用于各种测量电路中，主要完成将位置、速度等物理量转化成电信号的功能。光电采样电路主要由光电发射电路和接收电路组成，发射电路发射用于探测的光线，如红外线，接收电路根据收到的光线的强弱，产生不同的电信号来完成对被测物理量的测量。由于光电发射管一般需要比较大的电流驱动(如红外发射管一般需要几十毫安的电流)，往往使得整个电路的平均功耗难以下降；同时光电发射管连续工作于导通的模式，也使得其寿命受到影响；另一方面，由于光电接收管由截止状态进入饱和状态，一般需要比较长的时间，这使得其输出波形的斜率较大，若该波形直接输出至后级的数字处理电路，会引起数字电路误触发，导致电路工作不正常，一般需要在光电接收管的输出与后级的数字电路中接入施密特特性的缓冲器。在电路设计中，由于光电发射管功率与光电接收管的开关速度相互矛盾，往往难以两者兼顾。
技术实现思路
本技术的目的是设计出一种结构简单、功耗小、电路工作稳定可靠的光电采样控制电路结构。为了解决光电采样电路设计中功耗及可靠性的问题，本技术提供一种光电采样控制电路的结构和与之相配合的控制信号时序，在有效的降低光电发射管的平均功耗、延长光电发射管的寿命的同时，也保证了接收电路的可靠性。本技术主要包括对光电采样电路结构的改进，及与之相配合的控制信号时序。本技术解决其技术问题所用的方案是在光电发射管部分，控制发射管进行周期性的开关，其周期与接收部分的采样频率相同；接收部分在光电发射管打开后，经过一定时间的延迟，再采样光电接收管的输出；同时为了在发射管周期性开关的状态下，也能够使插入的施密特缓冲器能够起到预期的抗干扰作用，对接收管在发射管关闭时的状态也进行了控制，在发射管关闭时，接收端的状态由其前一次采样的结果决定。结合现有技术，对本技术技术方案详述如下在现有技术的采样电路(图1)中，光电发射管Q1处于连续导通状态，光电接收管Q2被偏置，由接收到光线的强弱来控制Q2的开关，Q2的输出经过施密特缓冲器驱动输出。该电路的主要问题是系统平均功耗大，光电发射管Q1的使用寿命较短。在现有技术的带开关功能的光电采样电路(图2)中，光电发射管Q1由采样控制信号控制，该电路的输入及输出的波形如图3示。当采样控制为低时，开关闭合，其开关频率与采样的周期相同；光电接收管Q2被偏置，由接收到光线的强弱来控制Q2的开关，Q2的输出经过施密特缓冲器驱动输出。由于Q1周期性的开关，无论被测物理量的状态如何(如移动的物体对接收管的遮挡程度)，在每次采样的过程中，Q2必然经历一段没有光线输入的过程，对应其输出，必然在Q1关断时变高。这就使得在每次的采样过程中，当Q1打开，Q2的输出只会出现由高到低的变化，这种Q2输出的单向性，使得后面的施密特缓冲器的特性无法有效的应用，其作用只是将原先的翻转电平做了移动。该电路的主要问题是输出端的干扰信号较多，后级的数字处理电路容易出现误触发。在本技术光电采样电路(图4)中，电路在图2的基础上增加了对光电接收管Q2的偏置电源的控制(接收控制)，当接收控制信号为高时，开关闭合，该电路的输入及输出的波形如图5示。在光电发射管Q1关闭(即采样控制信号为高)的时候，接收控制信号的状态由前一个采样点的状态决定，在Q1打开(即采样控制信号为低)时，接收控制信号为高，为Q2提供偏置。这样的控制信号，避免了由于Q1的开关造成的Q2输出波形的脉动，保证了Q2输出端的波形与在Q1连续导通状态下的波形(图中的虚线)相符，这使后面的施密特缓冲器的特性能够正常的应用，提高了电路的抗干扰特性。本技术对发射管Q1及对接收管Q2的控制可以是通过专用集成电路(如FM2306)实现，也可通过单片机编程实现。无论是专用集成电路还是单片机的实现方式，本领域的技术人员按照本技术均能实施。本技术的效果是，通过对光电发射管的周期性开关，在不影响采样结果的同时，缩短了发射管的导通时间，降低了系统平均功耗并延长发射管的寿命；接收部分通过对光电接收管在发射管关闭时状态的控制，实现了接收端的施密特缓冲器在发射端周期性开关状态下的仍能够有效工作。附图说明图1是现有技术的光电采样电路结构的示意图。图2是现有技术的带开关功能的光电采样电路结构的示意图。图3是图2示意图的控制时序波形图。图4是本技术光电采样电路结构的示意图。图5是图4示意图的控制时序波形图。图6是本技术实施例的电路结构的示意图。上述图中1是光电发射管Q1，2是光电接收管Q2，3是施密特缓冲器，4是采样控制，5是光电接收管输出，6是接收控制，7是采样输出，8是专用电路或单片机MCU。具体实施方式本技术的光电采样电路结构，应用于一多费率电能表专用集成电路，其产生所需要的采样控制信号及接收控制信号，完成对机械电能表表盘转动的采样。在图6中，光电发射管Q1(1)直接由芯片(FM2306)驱动，在采样控制信号(4)为低时导通；光电接收管Q2(2)直接由芯片(FM2306)驱动，在接收控制信号(6)为高时，Q2(2)被偏置；为提高抗干扰特性，在芯片的传感器输入端内置了施密特缓冲器(3)。另外也可通过单片机(MCU)(8)或其它的逻辑电路，产生该本技术的光电采样电路的信号(7)。权利要求1.一种光电采样控制电路的结构，由光电发射管、光电采样管、采样控制、施密特缓冲器等组成，其特征是在现有技术的带开关功能的光电采样电路中，增加了光电接收管Q2(2)偏置电源的接收控制开关(6)，该接收电路的输入及输出是光电发射管Q1(1)关闭，接收控制信号的状态是前一个采样点的状态而定；光电发射管Q1开，接收控制信号是高，Q2偏置。2.根据权利要求1所述的光电采样控制电路的结构，其特征是Q2偏置电源的接受控制是专用集成电路。3.根据权利要求1所述的光电采样控制电路的结构，其特征是Q2偏置电源的接收控制是单片机。专利摘要本技术是一种光电采样控制电路的结构。现有技术中该电路结构存在系统平均功耗大、光电发射管寿命短、电路工作不稳定等诸多不足。本技术在现有技术的基础上增加了对光电接收管Q2的接收开关，即光电发射Q1关闭时，接收控制信号的状态由前一个采样点的状态而定，光电发射管Q1开时，接收控制信号是高、Q2偏置。本技术降低了系统平均功耗并延长了发射管的寿命，并使电路工作稳定有效。文档编号G01S7/48GK2697666SQ02283500公开日2005年5月4日 申请日期2002年12月24日 优先权日2002年12月24日专利技术者马庆容 申请人:上海复旦微电子股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马庆容，
申请(专利权)人：上海复旦微电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：