اختصاصی از
فایل هلپ دانلود الکترونیک نوری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
دسته بندی : فنی و مهندسی _ برق مخابرات الکترونیک
فرمت فایل : Doc ( قابلیت ویرایش و آماده چاپ ) Word
قسمتی از محتوی متن ...
تعداد صفحات : 20 صفحه
مقدمه الکترونیک نوری، شاخه‌ای از الکترونیک است که در سال‌های اخیر به سرعت رو به توسعه گذاشته است.
این شاخه از الکترونیک، به ابزارهای نوری جدید، مانند دیودهای تشعشع نوری (LEDها)، حسگرهای نوری، کابل‌های فیبر نوری، لیزرها و .
.
.
پرداخته است.
شکل موجهای سیستم سیستم‌هایی که از پرتو نور مادون قرمز استفاده می‌کنند، غالباً در شرایطی مورد استفاده قرار می‌گیرند که در آن تابش نور IR در زمینه یا محیط اطراف (که معمولاً توسط منابع گرمایی مانند رادیاتورها، بلامپ‌های تنگستن، بدن انسان و .
.
.
تولید می‌شود) از قبل وجود دارد.
برای آنکه تابش زمینه‌ای متمایز شود و محدوده آشکارسازی موثر و مطلوبی نیز وجود داشته باشد، پرتوهای فرستنده معمولاً توسط فرکانس مدوله می‌شوند و گیرنده‌ها نیز مجهز به آشکارسازهای فرکانسی مزدوج با فرستنده می‌گردند.
در بیشتر مواقع پرتوهای فرستاده شده مانند شکل 1، از فرکانس پیوسته یا مدولاسیون فرکانسی باتون هجومی استفاده می‌کنند.
LEDهای مادون قرمز و آشکارسازهای نوری، ابزارهایی هستند که به سرعت عمل می‌کنند و بنابراین محدوده موثر یک سیستم با استفاده از پرتو نور IR به جای جریان میانگین اعمالی به LED توسط جریان حداکثری که به LED فرستننده اعمال می‌شود، تعیین می‌گردد.
در نتیجه اگر شکل موجهای شکل 1، در فرستنده‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که حداکثر جریان LED در آنها 100 میلی‌آمپر است.
محدوده‌های عملیاتی موثر در هر دو سیستم مشابه است، ولی جریان میانگین مصرفی LED در فرستنده فرکانس پیوسته در شکل 1، 50 میلی‌آمپر است، در حالی که برای سیستم باتون هجومی این جریان فقط 1 میلی‌آمپر است.
(به طرح مداری پیچیده‌تری نیاز دارد) پارامترهای عملیاتی سیستم با شکل موج تون هجومی نیاز به برخی ملاحظات خاص دارد.
چون این سیستم معمولاً بر اساس قواعد «نمونه‌برداری» عمل می‌کند.
به عنوان مثال این یک واقعیت است که اگر فردی به سرعت معمولی قدم بردارد، 200 میلی‌ثانیه طول می‌کشد تا از یک نقطه خاص عبور کند.
بنابراین در عمل نیازی نیست که یک سیستم دزدگیر آژیردار با استفاده از پرتو نور IR، به طور پیوسته روشن باشد.
چنین سیستمی باید برای دوره‌های تناوب تکراری کوتاه نمونه‌برداری کمتر از 200ms روشن شود.
دوره نمونه‌برداری باید نسبت به زمان تکرار، کوتاه و نسبت به دوره فرکانس تون، بلند باشد.
در نتیجه یک مورد مناسب که این توازن در آن برقرار شده باشد، استفاده از تون 20kHz است که دوره نمونه‌برداری یا هجوم در آن مانند شکل 1، 1ms و زمان تکرار آن 50ms می‌باشد.
شکل1: انواع مختلف شکل موجهای کدشده با پرتو نور IR با مقادیر پارامتری معمول شکل 2، شمای ظاهری و اتصالات این ابزار را شنان می‌دهد.
این ابزار، یک عدسی در درون خود دارد که خروجی نوری را به صورت پرتو تابشی با پهنای ْ60 کانونی می‌نماید.
در لبه‌های این پرتو نور، شدت سیگنال IR نصف این میزان در مرکز پرتو نور است.
شکل 2: شمای ظاهری و اتصالات مورد استفاده در LEDهای مادون قرمز از نوع LD271 , TIL 38 در شکل 3، جریان تحریک بیس ترانزیستور و خروجی Q2 از کلکتور Q1 گرفته می‌شود که امپدانس ورودی آن 5kΩ است (و به طور عمده توسط R1 تعیین می‌گردد) در نتیجه وقتی ورودی «صفر» است، Q1 خاموش است، در نتیجه Q2 و هردو LED مادون قرمز نیز خاموش هستند.
ولی وقتی ورودی «یک» می‌شود، Q1 از طریق مقاومت R3 به حد اشباع می‌رسد و در نتیجه LED1 (که یک LED استاندارد قرمز است)، Q2 و هر دو LED مادون قرمز را روشن می‌کند.
شکل 3: طبقه خروجی فرستنده IR «پرکاربرد» توجه شود که در حالت اخیر، ولتاژ دو سر LED، تقریباً 8/1 ولت است و حدوداً 6/0 ولت کمتر از این مقدار (1/2V) در دو سر R4 قرار می‌گیرد.
بنابراین، چون ولتاژ R4 توسط جریان امیتر Q2 تعیین می‌گردد و جریان‌های کلکتور و امیتر Q2 یکسان هستند.
مشاهده می‌شود که Q2 در این شرایط، مانند یک مولد جریان ثابت عمل می‌کند و جریان‌های تحریک LED مادون قرمز واقعاً مستقل از تغییرات ولتاژ تغذیه می‌باشند.
بنابراین حداکثر جریان تحریک LED تقریباً R4/1.
2V است و R4=1.
2/I (برحسب اهم) و I حدکثر جریان LED بر حسب آمپر است.
شکل 4، یک مولد موج مربعی 20kHz را نشان می‌دهد (این مولد توسط یک IC زمان‌سنج 555 ساخته شده است.
) که می‌تواند به طبقه خروجی شکل 3 اضافه شود تا یک فرستنده پرتو IR با تون پیچیده پوسته ایجاد کند.
در این حالت، R4 حداقل باید 6.
8Ω باشد تا حداکثر جریان LED را به کمتر از 200mA محدود سازد.
شکل 4: مولد «تون» موج مربعی 20KhZ شکل 5، مدار یک مولد تون هجومی را نشان می‌دهد (این مولد در فواصل زمانی 50ms، هجوم‌های یک میلی‌ثانیه‌ای با فرکانس 20kHz ایجاد می‌نماید) که می‌تواند به شکل 3 اضافه گردد و فرستنده تون هجومی ایجاد کند.
در اینجا، دو بخش از یک مدار مجتمع 4011B CMOS که یک مدار مجتمع با 4 دریچه AND دو ورودی است که به صورت یک مولتی‌ویبراتور آستابل نامتقارن بسته شده‌اند و تناوب‌های 49ms, 1ms تولید می‌کنند.
این شکل موج توسط طبقه سوم 40011B، میانگیر می‌شود و از طریق D2 به دریچه آستایل 20kHz که توسط «555» ساخته شده است، اعمال می‌گردد.
خروجی آستابل 55 از طریق طبقه چهارم 4011B معکوس می‌گردد و جهت اعمال به طبقه خروجی فرستنده آماده می‌شود.
شکل 5: مولد شکل موج با تون هجومی (هجوم‌های یک میلی‌ثانیه‌ای با فرکانس 20kHz در فواصل 50ms) توجه شود که در هنگام استفاده از مدار شکل 5، مقدار مقاومت R4 در شکل 3، می‌تواند بسیار کوچک و در حدود 2/2 اهم باشد تا حداکثر جریان‌های خروجی آن تقریباً 550mA شود، ولی در این شرایط مقدار جریان میانگین مصرفی فرستنده، کمی بیشتر از 6mA است.
این جریان می‌تواند توسط یک باتری یا تغذیه منشعب از خط تامین گردد.
یک تغذیه 9 ولتی DC مناسب که از خط قدرت منشعب شده است، در شکل 6 نشان داده شده است.
شکل 6: تغذیه 9 لتی DC منشعب از خط قدرتیک پیش‌تقویت‌کننده در گیرنده شکل 7، مدار عملی یک پیش‌تقویت‌کننده با بهره بالا و فرکانس 20kHz را نشان می‌دهد که برای استفاده در یک گیرنده مادون قرمز طراحی گردیده است.
در اینجا، در آشکارساز IR به طور موازی با هم و به شکل سری با مقاومت R1 بسته شده‌اند.
به گونه‌ای که سیگنال IR آشکارشده در دو سر این مقاومت قرار می‌گیرد.
این سیگنال، توسط اپ‌امپ‌های (op-amp) زنجیره‌ای IC1, IC2 تقویت می‌گردد که حداکثر بهره سیگنال آنها در حدود 17680 برابر (از طریق IC1، 83 برابر و از طریق IC2، 213 برابر) است ولی میزان بهره آنها از طریق RV1 کاملاً متغیر است.
پاسخ‌های این دو طبقه تقویت‌کننده روی فرکانس 20kHz متمرکز گردیده است و تضعیف درجه 3 در فرکانس‌های بالا از طریق C3 و خازن‌های داخلی ICها ایجاد می‌شود.
در مدار فوق، می‌توان از انواع مختلف دیودهای آشکارساز IR استفاده کرد.
این دیودها باید (به جای محفظه‌های شفاف) درون محفظه‌های تیره رنگی قرار گیرند که نور مادون قرمز را به راحتی ارسال می‌کنند و تداخل نور سفید محیطی را به شدت کاهش می‌دهند.
شکل 8، شکل ظاهری محفظه و موقعیت‌های صفحه حساس به نور IR را در سه دیود نوری IR پرکاربرد از این نوع نشان می‌دهد.
شکل 7: مدار پیش‌تقویت‌کننده در گیرنده مادون قرمز خروجی پیش‌تقویت‌کننده در شکل 7، می‌تواند از IC2 گرفته شود و مستقیماً به مدار آشکارساز شکل موج کد مناسبی اعمال گردد.
توجه شود که اگر سیستم پرتو نور Tx-Rx برای فواصل کمتر از 2 متر یا نزدیک به آن بکار رود، خروجی پیش‌تقویت‌کننده می‌تواند مستقیماً از IC1 گرفته شود و RV1 و کل مدار مربوط به IC2 می‌تواند از طرح پیش‌تقویت‌کننده حذف گردد.
شکل 8: شکل ظاهری محفظه و موقعیت‌های صفحه حساس به نور IR در سه نوع دیود نوری پرکاربرد IR مدار شکل 7 می‌تواند برای ساخت یک گیرنده کامل پرتو نور مادون مادون قرمز مستقیماً به هم وصل شوند.
چنین گیرنده‌ای می‌تواند به سیگنال‌های با تون پیوسته، واکنش نشان دهد و همچنین باید از طریق یک تغذیه 12 ولتی DC مناسب و تنظیم‌شده تغذیه گردد.
شکل 9، مدار یک واحد تغذیه مناسب منشعب از خط قدرت را نشان می‌دهد.
شکل 9: تغذیه 12 ولتی DC تنظیم شده منشعب از خط قدرت .
متن بالا فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است.شما بعد از پرداخت آنلاین فایل را فورا دانلود نمایید
بعد از پرداخت ، لینک دانلود را دریافت می کنید و ۱ لینک هم برای ایمیل شما به صورت اتوماتیک ارسال خواهد شد.
دانلود با لینک مستقیم
دانلود الکترونیک نوری