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德國西克SICK色彩傳感器解決方案
閱讀：359 發(fā)布時間：2022-7-4
德國西克SICK色彩傳感器解決方案：
1.具有濾色器的分立型光電二極管
感測色彩的傳統(tǒng)做法是采用把三至四個光電二極管組合在一塊芯片上的結(jié)構，而將紅,、綠,、藍濾色器置于光電二極管的表面(通常將兩個藍濾色器組合在一起以補償硅片對于藍光的低靈敏度)。獨立的跨阻抗放大器將每個光電二極管的輸出饋送到具有8～12 位典型分辨率的A/D 轉(zhuǎn)換器中。A/D 轉(zhuǎn)換器的輸出隨后被饋送至一個微控制器或其他類型的數(shù)字處理器中,。
這種方法的主要優(yōu)點是靈活性高，因為能夠使放大器的增益和帶寬以及A/D 轉(zhuǎn)換器的速度和分辨率適合具體應用的要求,，從而可以對設計進行調(diào)整以實現(xiàn)性能與成本的折中,。為獲得這種靈活性所付出的代價是增加了設計復雜性，另外也使模擬電路的電路板布局變得非?？量?。該方案的主要應用包括：工業(yè)控制中需要短暫響應時間的高速過程檢驗，或因光照條件不定而要求隨意調(diào)節(jié)增益和速度的應用,。
2.集成光-電壓轉(zhuǎn)換器
另一種方法是將用于單一色彩譜帶的一個光電二極管,、濾色器和跨阻抗放大器組合在一塊芯片上。與分離型實現(xiàn)方案一樣,，三個元件的輸出被饋送到一個外部三通道A/D 轉(zhuǎn)換器中,，接著進行數(shù)字處理。Texas Advanced Optoelectronic Solutions(TAOS)公司推出的TSLR257,、TSLG257 和TSLB257(見圖1)就是這些元件的實例,。
這種方法所需的元件數(shù)量比分立型光電二極管的要少，由于對噪聲敏感的模擬電路位于芯片之上,，因此壓縮了電路板的占用空間,，降低了安裝成本，并且簡化了設計和電路板布局,。缺點是傳感器的增益和靈敏度不能動態(tài)地改變,。該方法的應用實例包括：具有定義明確的光照條件、空間約束條件,、靈敏度要求的系統(tǒng)或那些對面市時間或設計周期有著較高要求的系統(tǒng),。
3.集成光-頻率轉(zhuǎn)換器
第三種方法是將光強度直接轉(zhuǎn)換為頻率分別與每個紅、綠,、藍通道的紅,、綠、藍光分量的強度成正比的一個脈沖序列,。給微處理器或另一個數(shù)字處理器提供一個直接接口就可以無需增設A / D 轉(zhuǎn)換器,。TAOS 公司的TCS230 就是此類器件的一個實例。它把紅,、綠和藍傳感器- 濾波器組合(和一個沒有濾波器的額外“干凈"傳感器)劃分為柵格狀,，從而將元素擴散到整個感測區(qū)域，因此不再需要光擴散器,。將每種顏色的光電二極管并聯(lián)起來最終可使任何不均勻的照度達到平衡,。
該方案取消了跨阻抗放大器和A/D轉(zhuǎn)換器，處理器只是簡單地測量周期或計算一個周期內(nèi)來自傳感器的脈沖數(shù)。傳感器和數(shù)字處理器之間的直接接口還提供了高水平的抗噪聲度,，為將傳感器放置在遠處創(chuàng)造了條件,。
RGB- 頻率轉(zhuǎn)換法的局限性會在光強度較低的應用中顯現(xiàn)出來。光強度較低,，產(chǎn)生的頻率也會隨之降低,，從而增加了轉(zhuǎn)換時間。該方案的應用實例包括：空間因素至關重要的便攜式系統(tǒng)和需要以低成本來實現(xiàn)更高分辨率的系統(tǒng),。
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