用接近檢測傳感器檢測更遠的目標

摘要：本文討論通過紅外LED提高MAX44000接近檢測傳感器驅動電流的幾種方式，包括非常簡單到比較復雜的各種方法，使用戶能夠檢測距離接近檢測傳感器相距更遠的目標。

關鍵詞：接近檢測傳感器；MAX44000；發射功率

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.6.018

傳感器通過脈沖驅動紅外發射二極管并檢測反射信號的幅值實現監測。信號的幅值越大，目標越接近傳感器。典型配置（圖1）中，傳感器上方沒有玻璃時，器件的有效范圍大約為13cm（80%灰板），這種情況下，限制因素之一是芯片發射器的輸出功率。有限的發射功率制約了傳感器能夠檢測的范圍，并影響某些特性的實現，例如（人）存在檢測。幸運的是，可以通過一些簡單方法提高MAX44000的性能。

提高發射器輸出功率的最簡單方式是通過FET或其它類型的晶體管驅動LED。圖2所示為實施方案，電路中，MAX44000的DRV引腳驅動pMOSFET打開和關閉，進而驅動流經發射器的電流。電流值由R5設定。

可通過更加精確地設置流過發射器的電流，進一步改善電路，如圖3所示。這種情況下，簡單的運放電流源設置流經LED的電流。圖中，在運放同相輸入端施加電壓，該電壓轉換為電流（本例中，檢測電阻R5為1Ω，1V電壓產生的電流為1A。）該電壓可來自于固定源，例如電壓基準，亦可來自于數/摸轉換器（DAC）。

然而，紅外發射器必須以脈沖方式工作，為了實現與MAX44000的最佳組合，增加了一級電路。模擬開關將設置電壓送至運放電流驅動器。常閉輸入連接至地，常開輸入連接至相應電壓。通過將上拉電阻連接至控制引腳，就有可能將模擬開關從NC輸入切換至NO輸入。

該方法僅僅是提高發射器輸出功率的方式之一，也可使用其它類似的Maxim器件。其它方法包括在DRV上使用上拉，向控制器發送電壓信號，該信號將DAC輸出在0V和所需電流對應的電壓之間切換。

提高發射功率的效果很明顯：流經LED的電流更大，意味著能夠支持更遠的檢測范圍。圖4所示為利用圖2電路增大范圍的示意圖。在 30cm（或大約1英尺）距離，400mA及以下產生信號的計數值大約為10：非常接近噪底。將電流增大至750mA，同樣距離下可獲得的信號計數值為32，無需鏡頭或其它光學聚焦裝置。