مقاله کامل در مورد الكترونيك نوري

مقدمه
الكترونيك نوري، شاخه‌اي از الكترونيك است كه در سال‌هاي اخير به سرعت رو به توسعه گذاشته است. اين شاخه از الكترونيك، به ابزارهاي نوري جديد، مانند ديودهاي تشعشع نوري (LEDها)، حسگرهاي نوري، كابل‌هاي فيبر نوري، ليزرها و … پرداخته است.
شكل موج‌هاي سيستم
سيستم‌هايي كه از پرتو نور مادون قرمز استفاده مي‌كنند، غالباً در شرايطي مورد استفاده قرار مي‌گيرند كه در آن تابش نور IR در زمينه يا محيط اطراف (كه معمولاً توسط منابع گرمايي مانند رادياتورها، بلامپ‌هاي تنگستن، بدن انسان و … توليد مي‌شود) از قبل وجود دارد. براي آنكه تابش زمينه‌اي متمايز شود و محدوده آشكارسازي موثر و مطلوبي نيز وجود داشته باشد، پرتوهاي فرستنده معمولاً توسط فركانس مدوله مي‌شوند و
گيرنده‌ها نيز مجهز به آشكارسازهاي فركانسي مزدوج با فرستنده مي‌گردند.
در بيشتر مواقع پرتوهاي فرستاده شده مانند شكل 1، از فركانس پيوسته يا مدولاسيون فركانسي باتون هجومي استفاده مي‌كنند.
LEDهاي مادون قرمز و آشكارسازهاي نوري، ابزارهايي هستند كه به سرعت عمل مي‌كنند و بنابراين محدوده موثر يك سيستم با استفاده از پرتو نور IR به جاي جريان ميانگين اعمالي به LED توسط جريان حداكثري كه به LED فرستننده اعمال مي‌شود، تعيين مي‌گردد.
در نتيجه اگر شكل موجهاي شكل 1، در فرستنده‌هايي مورد استفاده قرار مي‌گيرد كه حداكثر جريان LED در آنها 100 ميلي‌آمپر است. محدوده‌هاي عملياتي موثر در هر دو سيستم مشابه است، ولي جريان ميانگين مصرفي LED در فرستنده فركانس پيوسته در شكل 1، 50 ميلي‌آمپر است، در
حالي كه براي سيستم باتون هجومي اين جريان فقط 1 ميلي‌آمپر است. (به طرح مداري پيچيده‌تري نياز دارد)
پارامترهاي عملياتي سيستم با شكل موج تون هجومي نياز به برخي ملاحظات خاص دارد. چون اين سيستم معمولاً بر اساس قواعد «نمونه‌برداري» عمل مي‌كند. به عنوان مثال اين يك واقعيت است كه اگر فردي به سرعت معمولي قدم بردارد، 200 ميلي‌ثانيه طول مي‌كشد تا از يك نقطه خاص عبور كند.
بنابراين در عمل نيازي نيست كه يك سيستم دزدگير آژيردار با استفاده از پرتو نور IR، به طور پيوسته روشن باشد. چنين سيستمي بايد براي دوره‌هاي تناوب تكراري كوتاه نمونه‌برداري كمتر از 200ms روشن شود. دوره نمونه‌برداري بايد نسبت به زمان تكرار، كوتاه و نسبت به دوره فركانس تون، بلند باشد. در نتيجه يك مورد مناسب كه اين توازن در آن برقرار شده باشد، استفاده از
تون 20kHz است كه دوره نمونه‌برداري يا هجوم در آن مانند شكل 1، 1ms و زمان تكرار آن 50ms مي‌باشد.
شكل1: انواع مختلف شكل موج‌هاي كدشده با پرتو نور IR با مقادير پارامتري معمول
شكل 2، شماي ظاهري و اتصالات اين ابزار را شنان مي‌دهد. اين ابزار، يك عدسي در درون خود دارد كه خروجي نوري را به صورت پرتو تابشي با پهناي ْ60 كانوني مي‌نمايد. در لبه‌هاي اين پرتو نور، شدت سيگنال IR نصف اين ميزان در مركز پرتو نور است.

شكل 2: شماي ظاهري و اتصالات مورد استفاده در LEDهاي مادون قرمز از نوع LD271 , TIL 38
در شكل 3، جريان تحريك بيس ترانزيستور و خروجي Q2 از كلكتور Q1 گرفته مي‌شود كه امپدانس ورودي آن 5kΩ است (و به طور عمده توسط R1 تعيين مي‌گردد) در نتيجه وقتي ورودي «صفر» است، Q1 خاموش است، در نتيجه Q2 و هردو LED مادون قرمز نيز خاموش هستند. ولي وقتي ورودي «يك» مي‌شود، Q1 از
طريق مقاومت R3 به حد اشباع مي‌رسد و در نتيجه LED1 (كه يك LED استاندارد قرمز است)، Q2 و هر دو LED مادون قرمز را روشن مي‌كند.

فایل : 25 صفحه

فرمت : Word