光电传感电路及光电传感器的制作方法

    专利查询2025-03-04  7


    本发明涉及光电传感,尤其涉及一种光电传感电路及光电传感器。


    背景技术:

    1、目前,光线接收系统在许多领域得到了广泛应用,如自动化检测、光通信、传感器和安全监控等。发光二极管与光电二极管组成的光接收系统是常见的配置,其通过发光二极管发射光信号,光电二极管接收反射或透射的光信号来实现信息传递或监测。然而,实际应用中,由于环境光干扰、温度变化、器件老化等因素,光线接收系统的稳定性往往难以保证,造成信号波动,影响系统的准确性和可靠性。

    2、现有的解决方案多依赖于调节发光源的强度或增加滤波电路来减少环境光干扰。然而,这些方法在一定程度上提高了系统的抗干扰能力,但在实际操作中,仍然存在稳定性不佳、反应速度慢、成本高等问题,尤其是在复杂环境下,光源的发射强度难以保持恒定,导致光电二极管接收到的信号时常波动,从而降低了系统的检测精度。


    技术实现思路

    1、本发明实施例提供一种光电传感电路及光电传感器,以解决上述技术问题。

    2、本发明实施例第一方面提供一种光电传感电路,包括:

    3、驱动模块,其连接发光二极管,用于驱动所述发光二极管发射光信号;

    4、反馈模块,其连接所述驱动模块,用于将所述光信号转换成第一电信号,并输出给所述驱动模块;

    5、光接收模块,用于将所述光信号转换成第二电信号,并对所述第二电信号进行放大后输出第三电信号;

    6、控制模块以及信号输出模块,所述控制模块分别连接所述驱动模块、反馈模块、所述光接收模块以及所述信号输出模块,用于控制所述驱动模块按照预设频率驱动所述发光二极管、控制所述反馈模块调节所述发光二极管的亮度以及接收所述第三电信号并根据所述第三电信号控制所述信号输出模块输出信号。

    7、可选的,所述驱动模块包括第一开关模块、滤波模块、第一运算放大模块、第二开关模块以及三极管,所述反馈模块包括第三开关模块、第四开关模块以及第一光电二极管;

    8、所述第一开关模块的一端接收电源电压,所述第一开关模块的另一端连接所述滤波模块的输入端,所述滤波模块的输出端连接所述第一运算放大模块的第一输入端,所述第一运算放大模块的第二输入端连接所述第三开关模块的一端,所述第三开关模块的另一端连接所述第四开关模块的一端,所述第四开关模块的另一端连接所述第一光电二极管的阳极,所述第一运算放大模块的输出端连接所述第二开关模块的一端,所述第二开关模块的另一端连接所述三极管的基极,所述三极管与所述发光二极管形成第一电流支路;

    9、所述控制模块分别连接所述第一开关模块的控制端、所述第二开关模块的控制端、所述第三开关模块的控制端以及所述第四开关模块的控制端,所述控制模块通过控制所述第一开关模块和所述第二开关模块使所述发光二极管按照预设频率发光,以及通过控制所述第三开关模块和所述第四开关模块调节所述发光二极管的亮度。

    10、可选的,所述滤波模块包括第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容以及第二十六电容;

    11、所述第十四电阻的一端为所述滤波模块的输入端,所述第十四电阻的另一端分别连接所述第十五电阻的一端和所述第二十四电容的一端,所述第十五电阻的另一端分别连接所述第十六电阻的一端和所述第二十六电容的一端,所述第十六电阻的另一端分别连接所述第十七电阻的一端和所述第二十五电容的一端,所述第十七电阻的另一端和所述第二十三电容的一端共接为所述滤波模块的输出端,所述第二十三电容的另一端、第二十四电容的另一端、第二十五电容的另一端以及第二十六电容的另一端共接于地。

    12、可选的,所述光接收模块包括第二光电二极管、第一放大模块以及第二放大模块;

    13、所述第二光电二极管的输出端连接所述第一放大模块的输入端,所述第一放大模块的输出端连接所述第二放大模块的输入端;

    14、所述第二光电二极管将光信号转换成第二电信号,所述第一放大模块对所述第二电信号进行一级放大,所述第二放大模块对经过一级放大后的第二电信号进行二级放大后输出第三电信号。

    15、可选的,所述第一放大模块包括第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第九电阻、第十一电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第八电容、第十二电容、第十五电容、第十七电容、第二十二电容以及第二十八电容;

    16、所述第九电阻的一端连接第一电压,所述第九电阻的另一端分别连接所述第十一电阻的一端和所述第二十二电容的一端,所述第二十二电容的另一端接地,所述第十一电阻的另一端和所述第十五电容的一端共接为所述第一放大模块的输入端,所述第十五电容的另一端分别连接所述第五电阻的一端、所述第八电容的一端以及所述第二运算放大器的反相输入端,所述第五电阻的另一端连接所述第六电阻的一端,所述第二运算放大器的电源端与所述第十二电容的一端共接并接收第一电压,所述第十二电容的另一端接地,所述第二运算放大器的同相输入端分别连接所述第二十八电容的一端、所述第二十三电阻的一端以及所述第二十四电阻的一端,所述第二十四电阻的另一端连接所述第二十五电阻的一端,所述第二十五电阻的另一端接地,所述第二十八电容的另一端和所述第二十三电阻的另一端共接于地,所述第二运算放大器的输出端、所述第六电阻的另一端以及所述第八电容的另一端共接为所述第一放大模块的输出端。

    17、可选的,所述第二放大模块包括第三运算放大器、第五开关模块、第六开关模块、第一电阻、第三电阻、第八电阻、第十三电阻、第一电容、第三电容、第六电容、第十三电容、第十七电容以及第二十九电容;

    18、所述第十七电容的一端连接所述第一放大模块的输出端,所述第十七电容的另一端连接所述第十三电阻的一端,所述第十三电阻的另一端分别连接所述第一电阻的一端、所述第三电容的一端、所述第三电阻的一端、所述第六电容的一端、所述第八电阻的一端以及所述第三运算放大器的反相输入端,所述第三运算放大器的同相输入端分别连接所述第二十九电容的一端和所述第二十五电阻的一端,所述第二十九电容的另一端接地,所述第三运算放大器的输出端分别连接所述第五开关模块的一端、所述第六开关模块的一端、所述第六电容的另一端以及所述第八电阻的另一端,所述第三运算放大器的电源端和所述第十三电容的一端共接后接收第一电压,所述第十三电容的另一端接地,所述第五开关模块的另一端连接所述第一电阻的另一端,所述第五开关模块的电源端与所述第一电容的第一端共接后接收所述第一电压,所述第一电容的另一端接地,所述第六开关的另一端分别连接所述第三电容的另一端和所述第三电阻的另一端。

    19、可选的,所述光接收模块还包括第七开关模块、第十八电容、第三十电容、第三十一电容、第十九电阻、第二十二电阻、第二十七电阻、第三二极管以及第五二极管;

    20、所述第十八电容的一端连接所述第三运算放大器的输出端,所述第十八电容的另一端、所述第七开关模块的一端、第十九电阻的一端、所述第三二极管的阳极以及所述第五二极管的阴极共接为所述光接收模块的输出端,所述第七开关模块的另一端分别连接所述第二十七电阻的一端和所述第三十一电容的一端,所述第二十七电阻的另一端接收第二电压,所述第十九电阻的另一端接地,所述第三十一电容的另一端接地,所述第七开关模块的控制端连接所述第二十二电阻的一端,所述第二十二电阻的另一端接地,所述第七开关模块的电源端和所述第三十电容的一端共接后接收第一电压,所述第三十电容的另一端接地,所述第三二极管的阴极接收第二电压,所述第五二极管的阳极接地。

    21、可选的,所述信号输出模块包括第三十九电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十五电阻、第六三极管、第七二极管以及第八稳压管;

    22、所述第三十九电阻的一端为所述信号输出模块的输入端,所述第三十九电阻的另一端分别连接所述第四十二电阻的一端和所述第六三极管的基极,所述第四十二电阻的另一端接地,所述第六三极管的集电极分别连接所述第七二极管的阴极和所述第八稳压管的阴极,所述第七二极管的阳极为所述信号输出模块的输出端,所述第八稳压管的阳极接地,所述第六三极管的发射极连接所述第四十三电阻的一端,所述第四十三电阻的另一端连接所述第四十五电阻的一端,所述第四十五电阻的另一端接地。

    23、可选的,所述信号输出模块还包括第三十一电阻、第四十一电阻以及第七三极管;

    24、所述第四十一电阻的一端连接所述第六三极管的发射极,所述第四十一电阻的另一端连接所述第七三极管的基极,所述第七三极管的集电极和所述第三十一电阻的一端共接为所述信号输出模块的过流检测端,所述第三十一电阻的另一端接收第三电压,所述第七三极管的发射极接地。

    25、本发明实施例第二方面提供一种光电传感器,包括:第一方面所述的光电传感电路和发光二极管。

    26、本发明实施例的技术效果为:通过驱动模块的精确光源控制、反馈模块的实时光强调节、光接收模块的高效信号放大处理、控制模块的智能管理和信号输出模块的信号传输,形成了一个闭环控制系统,各模块相互配合,使得光电传感电路能够在不同环境下保持稳定的光信号传输和接收能力。


    技术特征:

    1.一种光电传感电路,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的光电传感电路,其特征在于,所述驱动模块包括第一开关模块、滤波模块、第一运算放大模块、第二开关模块以及三极管,所述反馈模块包括第三开关模块、第四开关模块以及第一光电二极管;

    3.如权利要求2所述的光电传感电路,其特征在于,所述滤波模块包括第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容以及第二十六电容;

    4.如权利要求1所述的光电传感电路,其特征在于,所述光接收模块包括第二光电二极管、第一放大模块以及第二放大模块;

    5.如权利要求4所述的光电传感电路,其特征在于,所述第一放大模块包括第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第九电阻、第十一电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第八电容、第十二电容、第十五电容、第十七电容、第二十二电容以及第二十八电容;

    6.如权利要求5所述的光电传感电路,其特征在于,所述第二放大模块包括第三运算放大器、第五开关模块、第六开关模块、第一电阻、第三电阻、第八电阻、第十三电阻、第一电容、第三电容、第六电容、第十三电容、第十七电容以及第二十九电容;

    7.如权利要求6所述的光电传感电路,其特征在于,所述光接收模块还包括第七开关模块、第十八电容、第三十电容、第三十一电容、第十九电阻、第二十二电阻、第二十七电阻、第三二极管以及第五二极管;

    8.如权利要求1所述的光电传感电路,其特征在于,所述信号输出模块包括第三十九电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十五电阻、第六三极管、第七二极管以及第八稳压管;

    9.如权利要求8所述的光电传感电路,其特征在于,所述信号输出模块还包括第三十一电阻、第四十一电阻以及第七三极管;

    10.一种光电传感器,其特征在于,包括:权利要求1至9任意一项所述的光电传感电路和发光二极管。


    技术总结
    本发明公开一种光电传感电路及光电传感器,光电传感电路包括驱动模块、反馈模块、光接收模块、控制模块以及信号输出模块,驱动模块驱动发光二极管发射光信号;反馈模块将所述光信号转换成第一电信号,并输出给驱动模块;光接收模块将光信号转换成第二电信号,并对第二电信号进行放大后输出第三电信号;控制模块控制驱动模块按照预设频率驱动发光二极管、控制反馈模块调节发光二极管的亮度以及接收第三电信号并根据第三电信号控制信号输出模块输出信号。本技术方案中各模块相互配合,使得光电传感电路能够在不同环境下保持稳定的光信号传输和接收能力。

    技术研发人员:请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
    受保护的技术使用者:深圳深浦电气有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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