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强背景光下微弱信号检测讨论

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zhanhe|  楼主 | 2017-7-26 12:01 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
微弱信号检测, 发射管, 电路, 放大器, 传感
有一个圆盘转动机构，上边有孔位，用来放置透明小杯子。现设计一个电路用来检测孔位处是否有小杯子。选用的传感器是对射式红外管，一个发射一个接收。因为杯子透明，在有杯子和没有杯子时，接收管电流变化很小，还有外界的自然光也会对检测带来一定的影响。现在的想法是想对发射管进行斩波控制，即一亮一灭。在发射管关断时，放大器输出一个信号，在发射管打开时，放大器又输出一个信号，将两个信号取差放大后输入比较器，输出数字信号显示杯子的有无。用模拟电路怎么实现或者有没有其他更好的办法来检测，欢迎大家来讨论。

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沙发
lornheart| | 2017-7-26 13:28 | 只看该作者
个人建议如下：
1.如果用红外发射检测转动机构，首先转动速度不能太多，即频率不能太高。
2.红外收阳光照射影响很大。
基于以上，我觉得可以考虑用吹风的方式，即有杯子时不通风，没有时通风，可以用压力传感器试试。

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板凳
zhanhe|  楼主 | 2017-7-26 13:40 | 只看该作者
lornheart 发表于 2017-7-26 13:28
个人建议如下：
1.如果用红外发射检测转动机构，首先转动速度不能太多，即频率不能太高。
2.红外收阳光照射 ...

谢谢你的建议，设备转速比较低

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地板
宇容创行| | 2017-7-26 14:14 | 只看该作者
信号调制一下

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5楼
zhanhe|  楼主 | 2017-7-26 15:36 | 只看该作者
宇容创行 发表于 2017-7-26 14:14
信号调制一下

不知道您说的调制是怎么调制，我现在的方案就是把发射管通入脉冲信号

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6楼
Jack315| | 2017-7-26 16:03 | 只看该作者
或可考虑下超声波传感器

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7楼
宇容创行| | 2017-7-26 16:37 | 只看该作者
10几年前 这些方案用的是 lm567

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8楼
fzyuan| | 2017-7-26 18:23 | 只看该作者
对于透明杯子，入射红外光不要垂直于杯面。
你所说的“一亮一灭”也就是“调制”。调制光接收回来之后进行同步检波就可以实现很好的抗干扰性能。
当然，还要注意不可让电路在“强环境光”下饱和。

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9楼
dog_xin| | 2017-7-27 07:15 | 只看该作者
加滤光片，不用调制，但发射电流必须恒流的脉冲方式

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10楼
zhanhe|  楼主 | 2017-7-27 16:59 | 只看该作者
fzyuan 发表于 2017-7-26 18:23
对于透明杯子，入射红外光不要垂直于杯面。
你所说的“一亮一灭”也就是“调制”。调制光接收回来之后进行 ...

非常感谢你的提议。做实验过程中发现的现象是，光照在杯子的两个侧壁时信号变化较大，光在杯子中心通过时，信号变化没有侧壁大。其实调制后可将背景光的影响消除掉，若果信号经过AD变换送入CPU处理，还是比较容易检出的，我的想法是想用模拟电路实现

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11楼
zhanhe|  楼主 | 2017-7-27 17:00 | 只看该作者
king5555 发表于 2017-7-26 18:44
对射角度要偏差一些在20~45度之间调试。而发射电流也不固定，由接收強度而自动调整，致使接收強度为恆定， ...

这个也是一种思路，比较新颖。谢谢你的提议

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12楼
fzyuan| | 2017-7-28 07:23 | 只看该作者
zhanhe 发表于 2017-7-27 16:59
非常感谢你的提议。做实验过程中发现的现象是，光照在杯子的两个侧壁时信号变化较大，光在杯子中心通过时 ...

纯模拟电路很难实现同步检波，成本很高；
当然简单的调制后进行交流放大，也可以实现。

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13楼
zhanhe|  楼主 | 2017-7-28 09:04 | 只看该作者
fzyuan 发表于 2017-7-28 07:23
纯模拟电路很难实现同步检波，成本很高；
当然简单的调制后进行交流放大，也可以实现。 ...

能否说下你的方案实现过程

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14楼
gaoxe| | 2017-7-28 10:44 | 只看该作者
反射+差分

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15楼
六方晶碳| | 2017-7-28 11:42 | 只看该作者
用点状光斑激光器，点状光斑照射光探测器，环境光没有激光光斑强，如果有太阳光直射，光电探测器前面加窄带光谱率光片即可；并不需要同步检波啥的

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16楼
fzyuan| | 2017-7-28 15:14 | 只看该作者
zhanhe 发表于 2017-7-28 09:04
能否说下你的方案实现过程

我的方案是采用单片机控制的，不能满足你”要用模拟电路“的要求。
一片C8051F411检测12个杯子，响应时间240ms。
几乎全数字方案，没有放大器（运放），平均每个点2.5元的成本。
调制（需三极管驱动LED），采样（采样电阻获取光电管接收到的信号），AD转换，软件进行同步检波，识别

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17楼
zhanhe|  楼主 | 2017-7-28 17:04 | 只看该作者
fzyuan 发表于 2017-7-28 15:14
我的方案是采用单片机控制的，不能满足你”要用模拟电路“的要求。
一片C8051F411检测12个杯子，响应时间 ...

谢谢耐心指导

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18楼
HHDZXZ| | 2017-7-28 18:51 | 只看该作者
AD630就OK

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19楼
golden_fish| | 2017-7-28 20:28 | 只看该作者
可以在圆孔旁边再开一个小孔，同样安装对射管，通过调理后，两个传感器的输出值送入比较器，本人猜得，不见得可行 ：）

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20楼
golden_fish| | 2017-7-28 20:33 | 只看该作者
如果按照调制的的思路的话，可以用通道选择器件，分时将传感器输出电平“分时存储”到电容中，同时进行比较。电路比较复杂。

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