หลักการทำงานของออปติคัลเซนเซอร์ วงจรพื้นฐานของเซนเซอร์ออปติคัลแสดงในรูปที่ 2-2.1(a) ขั้วบวกของ LED เชื่อมต่อกับสายไฟ VCC ผ่านตัวต้านทาน RE และแคโทดต่อสายดิน กระแสไฟตรงไปข้างหน้า IF ไหลผ่าน LED และปล่อยแสงอินฟราเรดซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตา ตัวเก็บประจุของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายเชื่อมต่อกับสายไฟ VCC ผ่านตัวต้านทาน RL และตัวปล่อยต่อสายดิน นอกจากนี้ ตัวรวบรวมจะต้องเชื่อมต่อกับขั้วอินพุตของตัวเปรียบเทียบหรือ IC ของสเตจถัดไป อุปกรณ์ตรวจจับและเปล่งแสงถูกจัดเรียงตามที่แสดงในรูป 2-2.1(b) เมื่อแผ่นตัดแสง กล่าวคือ เป้าหมายที่จะตรวจจับได้เข้ามาระหว่างตัวปล่อยและตัวตรวจจับ ทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายจะปิดลงและศักยภาพที่ตัวสะสมจะเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน เมื่อถอดทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้นและศักย์ของตัวสะสมจะลดลง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตรวจพบการมีอยู่ของสารและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยไม่ต้องสัมผัส โดยปกติ สัญญาณนี้จะถูกป้อนเข้าสู่วงจรการประมวลผลสัญญาณที่ประสบความสำเร็จในขั้นต่อไป เพื่อควบคุมฟังก์ชันอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ
รูป 2-2.1 – หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ออปติคัล
ขั้นตอนการออกแบบสำหรับวงจรออปติคัลเซนเซอร์ ขั้นแรก หาค่า RE และ RL ในรูป 2-2.1(a) เมื่อแรงดันไปข้างหน้าของ LED เป็น VF กระแส IF ที่ไหลไปยัง LED จะได้รับจาก: (1) IF=(VCC-VF) / RE และจำเป็นต้องปฏิบัติตาม (2 ) IF=IF (MAX) (Ta=TOPR (MAX)) จาก (1) และ (2), RE ถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้: (3) IF=(VCC-VF) / IF (MAX) เท่าที่ทำได้ ดังที่เห็นในรูปที่ 2-2.2 ยิ่ง IF มีขนาดใหญ่เท่าใด เอาต์พุต IE แบบออปติคัลก็จะยิ่งมากขึ้น ดังนั้น จึงจำเป็นต้องคำนวณ IF (MIN) โดยคำนึงถึงความผันผวนของการสูญเสีย IF และ IE ที่อนุญาตหลังจากตัดสินใจ RE ค่าที่เหมาะสมของ RL: รับค่าขีดจำกัดบนของ RL ในรูป 2-2.1(b) เมื่อมีแผ่นตัดแสงอยู่ภายใน IL ของภาพถ่ายที่เกิดจากการปล่อยแสงจาก LED จะไม่ไหลไปยังทรานซิสเตอร์ภาพถ่าย แต่เป็นภาพถ่ายรั่ว IL ปัจจุบัน 'และกระแสมืด, Id, กระแสเท่านั้น ศักยภาพของตัวรวบรวม VOH ในขณะนี้คือ: VOH=VCC – RL x (Id +IL') อย่างไรก็ตาม ถือว่ากระแสอินพุต/เอาต์พุตไปยัง/จากสเตจถัดไปสามารถละเลยได้
รูป 2-2.2
เนื่องจาก Id เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วด้วยอุณหภูมิแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นดังแสดงในรูปที่ 2-1.5 สมมติว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตระดับสูงของสเตจถัดไปคือ VIH จำเป็นต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขต่อไปนี้: VIH< voh="" ที่="" ta="Topr" (max)="" rl="(VCC" –="" vih)="" (id="" +="" il="" จากนั้นหาค่าขีดจำกัดล่างของ="" rl="" เมื่อแผ่นตัดแสงไม่อยู่ภายในทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายจะได้รับแสง="" และกระแสไฟ="" il="" และ="" id="" ที่กล่าวถึงข้างต้น="" +="" il'="" จะไหลไปยังทรานซิสเตอร์ภาพถ่าย="" โดยปกติ="" เว้นแต่:="" il="Id" +="" il'="" จะแยกแยะการมีอยู่ของแผ่นตัดแสงจากจุดชมวิวได้ยาก="" ของอัตราส่วน="" s/n="" ศักย์สะสม="" vol="" ในขณะนี้คือ="" (4)="" vol="VCC" –="" rl="" (il="" +="" id="" +="" il')="" สมมติว่าแรงดันไฟขาเข้าระดับต่ำไปยังสเตจถัดไปคือ="" vil'="" จำเป็นต้องเป็นไปตาม="" (5)="" vil=""> VOL Formulas (4) และ (5) ต้องเป็นไปตามค่าขีดจำกัดล่างของ IL ค่าขีดจำกัดล่าง IL (MIN) คือ: IL (MIN) )=CTR (ต่ำสุด) x Dt x DTa x Dn
รูป 2-1.5
Dt: ปัจจัยการเสื่อมสภาพของ CTR ระหว่างการทำงาน (รูปที่ 2-1.7) DTa: การแปรผันของอุณหภูมิ CTR (รูปที่ 2-1.6) Dn: การแปรผันของ CTR จากฝุ่นและสิ่งสกปรก จากสูตร (4) และ (5), RL=(VCC – VIL ) / (IL(MIN) + Id + IL') ยิ่ง RL เล็กลง เวลาเปลี่ยนก็จะสั้นลง วิธีรับลักษณะการมีเพศสัมพันธ์ของอุปกรณ์เปล่งแสงและรับแสง ดังต่อไปนี้ ลักษณะการมีเพศสัมพันธ์ของอุปกรณ์เปล่งแสงและตรวจจับจะถูกคำนวณเป็นการออกแบบเบื้องต้นเพื่อดูว่าสามารถใช้งานได้หรือไม่ จากนั้นเป็นขั้นตอนที่สอง วิธีการตรวจสอบการทำงานจริง ฯลฯ จะถูกนำเสนอ ลักษณะการออกแบบเบื้องต้นของคัปปลิ้งของผลิตภัณฑ์ตัวแทนแสดงไว้ในรูปที่ 2-4.1 ~ 2-4.3 ไดอะแกรมลักษณะเฉพาะดังกล่าวจะแตกต่างกันบ้างขึ้นอยู่กับการรวมกันของอุปกรณ์เปล่งแสงและตรวจจับ โดยทั่วไปเมื่อ d> 1 ซม. ขึ้นไปในวิธีการคำนวณต่อไปนี้ สามารถรับลักษณะเหล่านี้ได้คร่าวๆ โดยไม่ต้องตรวจสอบทีละรายการ
(ซ้าย) รูปที่ 2-4.1 – ลักษณะการมีเพศสัมพันธ์ของ TLN108 และ TPS601A (ขวา) รูปที่ 2-4.2 – ลักษณะการมีเพศสัมพันธ์ของ TLN105B และ TPS703
รูป 2-4.3 – ลักษณะการมีเพศสัมพันธ์ของ TLN107A และ TPS608A
ขั้นแรก อ่านค่าความเข้มการแผ่รังสี IE (MIN) ของอุปกรณ์เปล่งแสงและ IL กระแสไฟ (MIN) ของอุปกรณ์ตรวจจับแสงตามเงื่อนไขที่แสดงในเอกสารข้อมูล เนื่องจากความเข้มของการแผ่รังสี IE (mW/sr) เทียบเท่ากับอุบัติการณ์การแผ่รังสี EO (mW/cm2) ที่แผ่ออกมาบนพื้นที่ 1 cm2 ที่ระยะทาง 1 ซม. การตกกระทบการแผ่รังสีที่หาได้ E (ตามจริง) ที่ระยะทาง d ซม. ได้มาจากสูตรต่อไปนี้: E (ตามจริง) ~ IE/d2 (mW/cm2) สมมติว่าอุบัติการณ์การแผ่รังสีของอุปกรณ์ตรวจจับแสงที่สภาวะความไวในการตรวจจับแสงคือ E กระแสไฟ IL (จริง) ในสถานะคู่จะได้ดังนี้: IL (ตามจริง)=IL x(E (ตามจริง) / E) เมื่อกระแสไฟที่ได้รับมีขนาดเล็กมากและยากต่อการออกแบบวงจรระยะหลัง ให้เพิ่มกระแสตรงไปข้างหน้า IF ของอุปกรณ์เปล่งแสงหรือเพิ่มความเข้มของการแผ่รังสี IE (mW/sr ) โดยพัลส์ไปข้างหน้าปัจจุบัน ตัวอย่าง ทำการตรวจสอบภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้: Emitter: IE(MIN)=1 mW/sr at IF=20 mA Detector: IL(MIN)=20 μA at E=0.1 mW/cm2, VCE=3V Distance between Emitter และเครื่องตรวจจับ: d=1.5 ซม. E (จริง) (ต่ำสุด)=IE / d2=1 x (1/1.52)=0.44 mW/cm2 (MIN) IL (จริง) (MIN) ~ (E (จริง) / E) x IL (MIN)=(0.44 / 0.1) x 20 μA=88 μA เนื่องจาก IL (จริง) (MIN) คือ 88 μA จึงไม่สามารถขับ TTL โดยตรง แต่สามารถเชื่อมต่อ C-MOS IC ได้ จากนั้น ขณะที่โหลดบนอุปกรณ์รับแสงจะถูกกำหนดตามแรงดันไฟฟ้า ความเร็วในการเปลี่ยนจะขึ้นอยู่กับค่าโหลดอย่างมาก และจำเป็นต้องตรวจสอบล่วงหน้า วงจรการใช้งานของโฟโต้เซนเซอร์ วงจรการใช้งานของไฟ LED อินฟราเรด เนื่องจาก Po เอาต์พุตกำลังของอุปกรณ์อินฟราเรดขึ้นอยู่กับกระแสไฟ LED ไปข้างหน้า IF สถานะเปิด-ปิดของเอาต์พุตสามารถแก้ไขได้ด้วยการควบคุมกระแสไฟไปข้างหน้า มีการอธิบายวิธีการให้แสงที่เป็นตัวแทน เช่น ไฟ DC ฯลฯ และข้อควรระวังในการออกแบบ แสดงในรูปที่ 3-1.1 เป็นวงจรพื้นฐานสำหรับการให้แสงสว่างเมื่อใช้พลังงาน DC IF ในกรณีนี้แสดงโดยสูตรต่อไปนี้: IF=(VCC – VF) / R VCC : แรงดันไฟจ่าย VF : แรงดันไปข้างหน้าของ LED IF : กระแสส่งต่อที่ไหลไปยัง LED PHO Lighting Circuit DC
(ซ้ายไปขวา) รูป 3-1.1 – ยูนิตไดรฟ์ DC รูปที่ 3-1.2 – วงจรไดรฟ์กระแสคงที่ รูป 3-1.3 – วงจรไดรฟ์แบบ Multi LED
แสดงในรูปที่ 3-1.2 เป็นวงจรที่ครอบคลุมการเปลี่ยนแปลงของ VF ของ LED พร้อมทรานซิสเตอร์ IF ในวงจรนี้แสดงโดยสูตรต่อไปนี้ IF=(VB – VBE) / R3 VB : แรงดันเบส VBE : แรงดันเบสถึงอิมิตเตอร์ R3 : ความต้านทานอีซีแอล นอกจากนี้ ยังสามารถลดการพึ่งพาอุณหภูมิของเอาต์พุตได้ด้วยการตั้งค่าอย่างเหมาะสม VBE และ VB ในวงจรนี้ เมื่อพลังงานเอาต์พุตไม่เพียงพอหรืออุปกรณ์รับแสงอยู่ไกลเกินไป เป็นไปได้ที่จะทำให้วงจรสมบูรณ์ผ่านการเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนานดังแสดงในรูปที่ 3-1.3 ในกรณีนี้ IF=(VCC – nVF) / R (การเชื่อมต่อแบบอนุกรม) IF=(VCC – VF) / R (การเชื่อมต่อแบบขนาน) การขับด้วยไฟฟ้ากระแสสลับที่แสดงในรูปที่ 3-1.4 เป็นวงจรพื้นฐานสำหรับการให้แสง AC แบบครึ่งคลื่น . โดยทั่วไป มีสองวิธีในการขับรถ ทั้งคู่ใช้ไดโอดป้องกันเพื่อป้องกัน LED จากแรงดันย้อนกลับ ใน (a) ไดโอดป้องกันนี้เป็นชนิดแรงดันย้อนกลับที่สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของ VCC และใน (b) แรงดันย้อนกลับของไดโอดป้องกันควรเป็นสองเท่าของแรงดันไปข้างหน้าของ LED อินฟราเรด
ในวงจรข้างต้น จะใช้ค่าคงที่ R ที่เหมาะสมกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดตามแรงดันไฟฟ้า VCC นอกจากนี้ R ถูกเลือกเพื่อจำกัดค่าพิกัดของ IF กระแสไฟไปข้างหน้าของ LED อินฟราเรด ณ จุดที่แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย VCC มีค่าสูงสุด
รูป 3-1.4 – วงจรไดรฟ์ AC
การขับแบบพัลส์ มีข้อดีหลายประการเมื่อเปลี่ยนสัญญาณออปติคัลเป็นไฟมอดูเลตแบบพัลส์ มีการพิจารณาสิ่งต่อไปนี้: เมื่ออัตราส่วนหน้าที่ของสัญญาณมอดูเลตแบบพัลส์มีขนาดเล็ก เอาต์พุตแสงในทันทีของอุปกรณ์เปล่งแสงจะเพิ่มขึ้น สัญญาณออปติคัลจะถูกแยกแยะจากแสงโดยรอบและช่วยให้มั่นใจได้ถึงการปรับปรุงอัตราส่วน S/N เมื่อใช้แบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงาน การใช้พลังงานของอุปกรณ์จะลดลง ดังนั้นจึงยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้ RC coupling กับขั้นตอนต่อไปในส่วนรับแสงจะเป็นไปได้ และสามารถหลีกเลี่ยงผลกระทบของกระแสมืดที่เพิ่มขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้ ระบบขับเคลื่อนพัลส์นี้ได้รับการออกแบบร่วมกับ TTL หรือ C-MOS และ Tr เป็นต้น ในวงจรที่แสดงในรูปที่ 3-1.5 จำเป็นต้องใส่ใจกับคุณสมบัติทางไฟฟ้าของ IOL ของอุปกรณ์ TTL หรือ C-MOS เนื่องจากกระแสน้ำขนาดใหญ่เกินไปไม่สามารถใช้เพื่อตอบสนอง IF< ไอโอแอล="" ในการใช้กระแสไฟที่สูงขึ้น="" จำเป็นต้องใช้บัฟเฟอร์="" ic="" ที่มีความจุกระแสไฟขาออกสูง="" ดังแสดงในรูปที่="" 3-1.6="" หรือเพื่อติดตั้งทรานซิสเตอร์ภายนอก="" แสดงคุณลักษณะ="" iol="" และ="" vol="" ของ="" ttl,="" c-mos="" และบัฟเฟอร์="" ic="">
รูปที่ 3-1.5
วงจรการใช้งานของวงจรพื้นฐานของโฟโต้ทรานซิสเตอร์ วงจรพื้นฐานสำหรับโฟโต้ทรานซิสเตอร์จะแสดงในรูปที่ 3-2.1 ความต้านทานโหลด RL ถูกเลือกโดยพิจารณาลักษณะอุณหภูมิกระแสมืดของทรานซิสเตอร์ภาพถ่าย หาก RL มีขนาดใหญ่เกินไป ทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายอาจถูกเปิดโดยกระแสมืดที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อ Photo Transistor TPS601A ทำงานที่อุณหภูมิ Ta=100°C กระแสไฟมืดอาจกลายเป็นประมาณ 100 μA เมื่อ RL ถูกตั้งไว้ที่ 50 kW ที่ VCC=5V, TPS601A จะถูกเปลี่ยนเป็นสถานะ ON โดยสมบูรณ์โดยการเพิ่มขึ้นของกระแสมืด
รูป 3-2.1 – วงจรพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ภาพถ่าย
วงจรอคติของโฟโต้ทรานซิสเตอร์พร้อมเทอร์มินอลฐาน ผลกระทบของ RBE ของตัวต้านทานเบสต่ออีซีแอลต่อกระแสไฟมืดและกระแสไฟแสดงในรูปที่ 3-2.2 (a) และ (b) โดยปกติ กระแสมืดของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายจะมีขนาดเล็กเท่ากับหลาย nA ที่อุณหภูมิปกติ และเป็นไปได้ที่จะลดกระแสมืดลงได้อีกโดยการใส่ตัวต้านทาน RBE ระหว่างฐานและตัวปล่อยเพื่อเลี่ยงกระแสรั่วไหลผ่านตัวสะสมไปยังจุดเชื่อมต่อฐาน หาก RBE มีขนาดเล็กเกินไป hFE ที่ชัดเจนของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายจะลดลงและไม่สามารถรับ IL กระแสไฟที่ต้องการได้ ดังนั้น RBE ที่มากกว่า 1 MW จึงเหมาะสม
รูป 3-2.2 (a) – ลดกระแสมืดโดย RBE / รูปที่ 3-2.2 (b) – การเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟโดย RBE
นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดจุดทำงานของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมโดยใช้ขั้วต่อฐาน ความเป็นเส้นตรงของลักษณะกระแสไฟส่องสว่างในกรณีนี้ได้รับการปรับปรุงอย่างมากเมื่อเทียบกับกรณีที่กระแสไบแอสฐานเป็นศูนย์ นอกจากนี้ยังมีวิธีอคติประเภทตกเลือดดังแสดงในภาพที่ 3-2.4 ซึ่งปรับปรุงความเสถียรทางความร้อนที่จุดปฏิบัติการกระแสตรงในการทดลอง 2 ~ 10 MW ถือว่าเหมาะสมสำหรับค่า RB นี่คือการใช้ IL กระแสไฟเกือบทั้งหมดของโฟโตไดโอดที่ตัวสะสมและจุดเชื่อมต่อฐานกับฐานของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายโดยการเพิ่มอิมพีแดนซ์ที่ฐาน
รูปที่ 3-2.4 (b) – วิธีอคติประเภท Bleeder
วงจรชดเชยอุณหภูมิ IL กระแสไฟและ Id กระแสมืดของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระแสมืดจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามที่แสดงในเอกสารข้อมูลทางเทคนิคแต่ละรายการ ดังนั้น เพื่อให้ได้การทำงานที่เสถียรที่อุณหภูมิแวดล้อม 50 ~ 60°C การชดเชยอุณหภูมิสำหรับกระแสมืดและกระแสไฟฟ้าภาพถ่ายของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายจึงมีความจำเป็น วงจรที่แสดงในรูปที่ 3-2.5 ใช้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบที่คงไว้โดย VF แรงดันไปข้างหน้าของไดโอด เมื่อใช้โฟโต้ทรานซิสเตอร์ที่ไม่มีขั้วต่อฐาน วิธีการชดเชยแรงดันไฟขาออกคือการลดความต้านทานโหลดของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายโดยใช้เทอร์มิสเตอร์ดังแสดงในรูปที่ 3-2.6
รูป 3-2.5 - วงจรชดเชยอุณหภูมิโดยใช้ไดโอดต้านทาน
รูป 3-2.6 – วงจรชดเชยอุณหภูมิโดยใช้เทอร์มิสเตอร์
วงจรเครื่องขยายเสียงพื้นฐานที่แสดงในรูปที่ 3-2.7 (a) คือการเชื่อมต่อดาร์ลิงตันโดยใช้ทรานซิสเตอร์ NPN และรูปที่ 3-2.7 (b) คือการเชื่อมต่อดาร์ลิงตันโดยใช้ทรานซิสเตอร์ PNP ในทั้งสองวงจร กระแสไฟจะเพิ่มขึ้นเป็นเท่า hFE และกระแสไฟขาออกไอซีจะกลายเป็น hFE IL
รูป 3-2.7 – วงจรแอมพลิฟายเออร์สำหรับโฟโต้ทรานซิสเตอร์
รูปที่ 3-2.8 แสดงตัวอย่างวงจรพื้นฐานที่ใช้การขยายสัญญาณโดยแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน
รูป 3-2.8 – วงจรแอมพลิฟายเออร์พร้อมเทอร์มิสเตอร์ทำงาน
การปรับปรุงความเร็วการสลับ เมื่อการขยายแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นโดยการเพิ่มอิมพีแดนซ์ของโหลดเนื่องจากกระแสไฟของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายมีขนาดเล็ก คุณลักษณะความเร็วในการสลับอาจลดลงเป็นผลย้อนกลับ มีวิธีแก้ไขหลายวิธีในการรับคุณลักษณะความเร็วสวิตชิ่งซึ่งค่อนข้างไม่ขึ้นกับขนาดของโหลดโดยการแปลงอิมพีแดนซ์ผ่านวงจรที่ใช้ทรานซิสเตอร์ PNP (รูปที่ 3-2.9 (a)) หรือการเชื่อมต่อแบบเรียงซ้อนของทรานซิสเตอร์ NPN (รูปที่ 3- 2.9 (ข)). วิธีการทดสอบใช้ได้กับวงจรตรวจจับแสงแบบมอดูเลตแบบพัลส์ความเร็วสูงสำหรับสวิตช์ไฟฟ้าภาพถ่าย/เครื่องอ่านเทปความเร็วสูง
รูปที่ 3-2.9 – ตัวอย่างการปรับปรุงลักษณะความถี่
ทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายการใช้งานแบบแอนะล็อกมีความไวสูงกว่าโฟโตไดโอดเนื่องจากมีการติดตั้งฟังก์ชันการขยายเสียงภายใน อย่างไรก็ตาม ความไวจะผันผวนอย่างมากขึ้นอยู่กับความแตกต่างของปัจจัยการขยายสัญญาณ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้เพื่อแก้ไขความไวหรือซื้อผลิตภัณฑ์ซึ่งถูกเลือกไว้ล่วงหน้าสำหรับระดับความไวเฉพาะ
รูป 3-2.14
แสดงในรูปที่ 3-2.14 (a) เป็นวงจรควบคุมกระแสของแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ กระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายจะควบคุมฐานของทรานซิสเตอร์สเตจถัดไปซึ่งอีซีแอลต่อสายดิน ความผันผวนของความไวแสงของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายถูกควบคุมโดยตัวต้านทานป้อนกลับ RE ในวงจรอีซีแอล แสดงในรูปที่ 3-2.14 (b) เป็นวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าของแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ กระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายสร้างแรงดันไฟฟ้าสำหรับควบคุมทรานซิสเตอร์ระยะหลังโดยใช้ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ ทรานซิสเตอร์เป็นตัวติดตามและความผันผวนระหว่างทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายแต่ละตัวได้รับการแก้ไขโดยตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ RA ดังนั้นเวลาเปลี่ยนของทรานซิสเตอร์ภาพถ่ายจึงเปลี่ยนโดย RA วงจรการใช้งานของโฟโต้ไดโอด เมื่อใช้ร่วมกับไฟ LED อินฟราเรด โฟโต้ไดโอดจะถูกใช้ในสองวิธี แบบดิจิทัลเพื่อตรวจจับการมีอยู่ของแสงและอนาล็อกเพื่อตรวจจับปริมาณของแสง การใช้งานดิจิตอล เนื่องจากความเร็วในการตอบสนองนั้นรวดเร็ว โฟโต้ไดโอดจึงเหมาะสำหรับการสลับความเร็วสูง ในทางกลับกัน เนื่องจากกระแสไฟมีขนาดเล็ก จึงจำเป็นต้องใช้ FET ที่มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูง ดังแสดงในรูปที่ 3-3.1 (a) หรือวงจรที่มีกำลังขยายสูง ดังแสดงในรูปที่ 3-3.1 ( ข) ในการเพิ่มกำลังขยายจะใช้แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน เมื่อต้องการการตอบสนองความเร็วสูง จำเป็นต้องเลือกแอมพลิฟายเออร์สำหรับการใช้งานความเร็วสูงที่เหมาะสม
รูป 3-3.1 – วงจรแอมพลิฟายเออร์ของไดโอด phoro (การใช้งานดิจิทัล)
ความสว่างในการใช้งานแบบอะนาล็อกและลักษณะกระแสไฟฟ้าของโฟโต้ไดโอดนั้นมีความใกล้เคียงกับเชิงเส้นมากกว่าของโฟโต้ทรานซิสเตอร์และโฟโต้ไดโอดที่สามารถกล่าวได้ว่าเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้ง่ายในการใช้งานแบบแอนะล็อก สำหรับการใช้งานประเภทนี้ มีการขยายเชิงเส้นและการขยายลอการิทึม
รูป 3-3.2 – วงจรแอมพลิฟายเออร์ของโฟโต้ไดโอด (การใช้งานแอนะล็อก)
วงจรการใช้งานของโฟโต้เซนเซอร์ชนิด Reflective โฟโต้เซนเซอร์ชนิด Reflective มีให้เลือก 2 แบบ; ประเภทโฟกัสและประเภทไม่โฟกัส ควรเลือกประเภทที่เหมาะสมตามการใช้งาน ดังสามารถเห็นได้จากคุณลักษณะของตำแหน่งการตรวจจับพื้นฐานตามลำดับที่แสดงไว้ในรูปที่ 3-5.1 และ 3-5.2 ลักษณะการตรวจจับตำแหน่งพื้นผิวขอบสีดำและสีขาวของประเภทโฟกัสนั้นคมชัดกว่าประเภทที่ไม่มีโฟกัส ดังนั้นประเภทโฟกัสจึงเหนือกว่าประเภทที่ไม่ใช่โฟกัสสำหรับแอปพลิเคชันการตรวจจับบาร์โค้ด อย่างไรก็ตาม ประเภทที่ไม่มีโฟกัสขนาดเล็กจะมีประสิทธิภาพสำหรับการตรวจจับวัตถุ
รูป 3-5.1 – ตัวอย่างลักษณะตำแหน่งการตรวจจับประเภทไม่โฟกัส
รูปที่ 3-5 – วงจรตรวจจับพื้นฐานของโฟโต้เซนเซอร์ชนิดสะท้อนแสง
เนื่องจากจำเป็นสำหรับประเภทการสะท้อนของเซ็นเซอร์ภาพถ่ายในการส่งสัญญาณดิจิทัลถึงการมีอยู่ของวัตถุที่ตรวจพบ วงจรตัวเปรียบเทียบจึงถูกเชื่อมต่อที่ขั้นตอนการส่งออกถัดไปของเซ็นเซอร์ภาพถ่ายประเภทการสะท้อนกลับดังแสดงในรูปที่ 3.5-4
รูป 3-5.4 วงจรเชื่อมต่อโฟโต้เซนเซอร์แบบสะท้อนแสงกับตัวเปรียบเทียบ
การออกแบบแอปพลิเคชันของเซ็นเซอร์ภาพถ่ายประเภทสะท้อนแสงยากกว่าเซ็นเซอร์ภาพถ่ายประเภทส่งสัญญาณ เนื่องจาก:
ปัจจัยสะท้อนของสารสะท้อนต่างกัน
สามารถควบคุมระยะห่างของสารสะท้อนแสงได้อย่างง่ายดาย
ทั้งพื้นผิวที่เปล่งแสงและตรวจจับอยู่บนระนาบเดียวกันและอ่อนไหวต่อผลกระทบของแสงภายนอก และกระแสไฟรั่วจะเพิ่มขึ้น
ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่าควรออกแบบเซ็นเซอร์รับภาพประเภทเกียร์หากเป็นไปได้
