[發明專利]基于運算放大器的光感檢測電路

有效

• 申請號: 201710040665.9
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106936412B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 韓志剛;池增奇;陰智昊;肖偉華
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H03K3/3565
• 分類號: H03K3/3565;H03F3/60
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發明公開了一種基于運算放大器的光感檢測電路，包括一個光敏二極管、一個NMOS管、五個電阻、三個電容、兩個運算放大器和一個施密特觸發器。本發明根據光敏管的電壓特性，在光敏管光照情況發生變化時，通過耦合電容產生電壓信號，經運算放大器放大，施密特觸發器整形后輸出。本發明用于檢測光照是否發生變化，電路具有檢測精度高、低功耗的特點。

技術領域

本發明涉及一種基于運算放大器的光感檢測電路。

背景技術

傳統的光感檢測電路通過比較器將光敏二極管的電壓與參考電壓進行比較，在光敏二極管被遮擋時，輸出檢測信號。這種檢測方法在檢測行人通過時，如果同時受到某靜止物體遮蔽，檢測結果將受到干擾。

發明內容

本發明所要解決現有技術的不足，提供一種檢測交流信號的基于運算放大器的光感檢測電路。本發明中的基于運算放大器的光感檢測電路通過耦合電容，只檢測交流信號，即可以避免靜止物體遮蔽造成的干擾，在檢測行人通過時提高了檢測的精確度。

為此，本發明還公開了所述光感檢測電路的檢測交流光信號的方法。

為解決上述技術問題，本發明給出以下技術方案：

一種基于運算放大器的光感檢測電路，其特征在于，包括一個光敏二極管、一個NMOS管、五個電阻、三個電容、兩個運算放大器和一個施密特觸發器。

光敏二極管的正端接輸入電壓Vin，負端接節點P1；

NMOS管的漏極接電阻R1的一端，柵極接控制信號CE，源極與襯底相接，均接地；

電阻R1的一端接節點P1，另一端接NMOS管的漏極；

電阻R2的一端接節點P2，另一端接地；

電阻R3的一端接節點P3，另一端接節點P2；

電阻R4的一端接節點P4，另一端接地；

電阻R5的一端接節點P5，另一端接節點P4；

電容C1的一端接節點P1，另一端接地；

電容C2的一端接節點P1，另一端接運算放大器A1的同相輸入端；

電容C3的一端接節點P5，另一端接節點P4；

運算放大器A1的同相輸入端接電容C2的一端，反相輸入端接節點P2，輸出端接節點P3；

運算放大器A2的同相輸入端接節點P3，反相輸入端接節點P4，輸出端接節點P5；

施密特觸發器A3的輸入端接節點P5，輸出端接輸出Vout；

電阻之間滿足R3/R2＝6/1，R5/R4＝320/1。

本發明基于運算放大器的光感檢測電路的工作檢測方法為：

輸入電壓Vin約為5V，光敏二極管在有無光照時壓降不同，因此流過光敏二極管的電流不同。僅當光敏二極管收到的光照情況發生變化時，光敏二極管上產生交流電流。耦合電容C2能濾除流過光敏二極管的直流電流，只有光敏二極管上的交流電流可以通過耦合電容C2。

電阻R1為限流電阻，防止流過光敏二極管上的電流過大而燒毀光敏二極管；電容C1用于濾去電路噪聲；NMOS管N1的柵極受外部CE引腳控制，當CE＝1時，電路工作，當CE＝0時，電路待機。

光敏二極管上的交流電流可以通過耦合電容C2后，在運算放大器A1的同相輸入端產生約1mV的電壓；反之，當耦合電容C2上無電流時，運算放大器A1的同相輸入端的電壓為0V。兩級運算放大器A1和A2都是同相比例運算電路連接。

電容C3起高通濾波作用，可避免高頻振蕩，消除自激，起到相位補償的作用。