光电检测电路设计

光电检测课程设计

2007年 3 月 11 日

2017年6 月 1 日

课

程光电检测课程设计题目保险柜防盗报警电路设计院系电气与电子工程学院专业班级电子科学与技术142

学生姓名刘裕 , 陆月 , 乔汉真 , 韩世林指导教师左绪忠

第1章概述 (1)

第2章基本原理与总体设计 (2)

2.1 光电报警器的总体设计 (2)

2.2 光电报警器原理介绍 (2)

第3章光电报警器电路设计 (4)

3.1 触碰开关模块设计 (4)

3.2 报警模块设计 (4)

3.3 数字显示模块设计 (5)

3.4 蜂鸣器的结构设计 (7)

第5章总结 (7)

参考文献 (8)

第1章概述

随着社会科学的不断进步和发展，人们生活水平得到很大的提高，对个人私有财产的保护越来越重视，因而对于防盗的措施提出了更高的要求。本设计就是为了满足现代生活防盗的需要而设计的应用于家庭、车库、仓库和保险柜等处进行防盗监控的无线防盗报警装置。目前市面上防盗装备主要有开关式电子防盗报警器、压力触发式防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器。本设计采用的是开关式防盗报警器。

第2章基本原理与总体设计

2.1保险柜防盗报警器的总体设计

本电路由3部分组成（见框图2.1）：电信号转换成数字信号系统，数字显示系统，555报警系统。通过通路是否被断来控制74LS248显示数字，同时由555报警器发出报警声。

芯片74LS248是驱动共阴数码管的译码器，所以在共阴数码管之前要加几个100欧的电阻，来避免对元器件的损坏。

报警器控制译码输出数码显现

开关触发

图2.1防盗报警器框图

2.2防盗报警器原理介绍

电路的工作原理（原理图见图 2.2），电路中的左侧为第一路，右侧电路为第二路电路，当两路电路都没有被破环的时候，电路是导通的，即两端电压都为高，然后经过74LS04与非门以后的总的电压为低，低电压与555的管脚4相连，RS使得555输出一直为低，不能驱动蜂鸣器响，故不会响铃，同时与非门端的的低电平信号与74LS248中的7脚输入的信号，输出的信号通过共阳数码管显示为0。

当其中一路被断后，电路处于断开状态，两个开关端的点平至少有一个为低，然后经过74LS01与非门以后的总的电压为高，高电压与555的管脚4相连，使得555能够正常工作，产生1.23KHZ的矩形脉冲，使蜂鸣器会响铃。同时74LS01上

端的的高、低电平信号与74LS248中的7脚输入的信号，输出的信号通过共阴数码管显示为1。

当两路都被阻断时候，经过74LS01与非门以后的总的电压为高，低电压与555的管脚4相连，使得555输出一直为矩形脉冲，驱动蜂鸣器响，故会响铃，同时与非门输出端端的的高电平信号与74LS248中的7脚输入的信号，输出的信号通过共阳数码管显示为1。

图2.2工作原理图

第3章防盗报警器电路设计

3.1 触碰开关模块设计

本模块由两个并行的开关组成，当其中的一个开关被破坏后，与非门输出高电平，为了保护电路，在开关前加上两个510欧的电阻。

图3.1.1触碰开关电路图

3.2 报警模块设计

考虑到间歇性声光报警电路可以采用555振荡电路实现，通过555定时器构成自激多谐振荡器产生的矩形脉冲来控制喇叭的间歇式的叫声。对于多谐振荡器可根据 T=0.7*(R 12+2R 13)*C1来确定间歇时间，导通时间为T 1=0.7*（R 12+R 13）*C1，充电时间T 2 =T- T 1 由电路图（3.2.1）可以算出导通时间为：T=0.7*（510K+2*20K ）*330uF=1.235K HZ

图3.2.1 报警器电路图

3.3数字显示模块设计

显示电路选择74LS248和共阴7段LEDS译码管。连接图见图3.3.1

图3.3.1 74LS248与共阴数码管的链接图

74LS48真值表

译码显示电路如下：实现7端为高电平则数码管显示1，若为低电平，则显示0。

芯片74LS248共阴数码管的译码器，所以在共阳数码管之前要加8个100欧的电阻，以保护数码管不被烧坏，倘若数码管显示的过与亮了就要增大电阻的阻值

3.4蜂鸣器的结构设计

压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.0~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。

图3.4.1 蜂鸣器

第4章总结

这次光电检测课程设计是一次综合性的实践过程，是对我们所学的光电检测技术的一次归纳总结。实验过程中碰到的刚开始不能正常显示并且运行的情况完全是粗心导致的，当时如果认真点的话就不会出现了，可能就是一下完成了。所以，通过实验意识到要从现在开始养成那种细心的好习惯。这对以后的课程设计甚至是毕业设计都非常有帮助。再者通过这次实习锻炼了自己的动手及查资料的能力。也体会到了成功带来了的喜悦。可以说是获益非浅。

再次反过来思考这个电路图，整个电路简单明了，不同的模块分别起到不同的左右，将它们连接的过程就是我们把书本上学习的知识与社会实践相结合的过程。虽然我们设计的保险柜防盗报警电路只是一个非常基础的电路，但是它蕴含的意义是不同的，非常感谢这种课程设计给我们一次锻炼的机会。

参考文献

[1] 杨兴瑶。实用电子电路500例。化学工业出版社。1996。

[2] 阎石。数字电子技术基础。高等教育出版社。1997。

光电转换原理

光纤系统光接收部分光电转换原理光接收机是光纤通信系统的重要组成部分，其作用是将来自光纤的光信号转换成电信号，恢复光载波所携带的原信号。图4.3.1-8给出了数字光接收机的组成框图。 1.光检测器光电检测器是光接收机的第一个关键部件，其作用是将由光纤传送来的光信号转换成电信号。光电检测器主要有PIN光电二极管和雪崩光电二极管APD两种。PIN管使用简单，只需10~20V 的反向偏压，但PIN管没有增益。APD管具有10~200倍的增益，可以提高光接收机的灵敏度，但需要几十伏以上的偏压，增益特性受温度的影响较严重 2、前臵放大器经光电检测器检测到的微弱的信号电流，流经负载电阻建立起信号电压后，由前臵放大器进行预放大。除光电检测器性能优劣影响光接收机的灵敏度之外，前臵放大器对光接收机的灵敏度有十分重要的影响。为此，前臵放大器必须是低噪声、宽频带的放大器。 3.主放大器主放大器用来提供高的增益，将前臵放大器的输出信号放大到适合判决电路所需的电平。前臵放大器的输出信号电平一般为mV量级，而主放大器的输出信号电平一般为1~3V。 4、均衡器光在光纤中传输时，由于将受到色散的影响，信号将发生畸变与展宽，使码元间相互影响，出现误码。均衡器的作用是对主放大器输出的失真的数字脉冲信号进行整形，使之成为最有利于判决、码间干扰最小的波形，通常为升余弦波 5、判决再生与定时提取判决即是用一判决电平与均衡器输出信号进行比较，当在判决时刻输出的电压信号比判决电平高，则判断为“1”码，否则判断为“0”码。这样，可在判决再生电路的输出端得到一个和发送端发出的数字脉冲信号基本是一致由矩形脉冲组成的数字脉冲序列。为了精确地确定“判决时刻”，就需要从信号码流中提取准确的定时信息用来标定，以保证和发送端一致。这个工作由“定时提取”电路来完成。 6、峰值检波器与AGC放大器

光电转换原理及电光转换原理

二、光电转换原理及电光转换原理 1．光电转换原理光电转换是靠摄像管来完成的，其结构如图1-4所示：图1-4 光电导摄像管 ⑴组成 ①电子枪灯丝用来加热阴极阴极发射电子栅极控制电子流的大小（第一阳极）加速极（A1），加有300V电压（第二阳极）聚焦极（A2）加有0-300V 的电压网电极与A2 连在一起，在靶前形成均匀减速电场，从而使电子束在靶面能均匀垂直上靶。 ②光敏靶光敏靶是由几层不同的半导体材料构成的，其厚度只有10-20μm。朝向景物的一侧是信号板也叫信号电极，它是喷涂在玻璃上的一层透明金属导电层，在信号板的另一侧，则蒸镀了一层具有内光电效应的光敏半导体材料。该材料在光的照射下电导率增加（即电阻减少），被摄景物各部分亮度不同，靶面上各部分的电导率相应变化，与较亮像素对应的靶单元电阻较小，而且各靶单元相互绝缘。于是图像上的不同亮度就变成了靶面上各单元的不同电导率（即电阻）。 ⑵工作过程当摄像管加上正常的工作电压时，阴极便向外发射电子，并在加速极和聚焦电场的作用下，形成很细的一束电子流射向靶面，如图1-5 所示。当电子束射向靶面某点时，便把该点对应的等效电阻R接入信号检，并与负载电阻RL、电源 E 构成一个回路。如下图，于是回路便有电流产生，即I=E/（RL +R1））当对应的像素发生变化时，R 便发生变化，于是I 也发生变化。I 流过负载RL 时，在RL 两端形成变化的电压VRL，由于这个电压反应了对应像素亮度随时间的变化，因而便为图像信号。当在偏转磁场的作用下，电子束按照从左到右，从上到下的规律扫描靶面上各像素点时，便把按平面分布的各个像素的亮度依次转换成按时间顺序传送的电信号，实现了图像的分解与光电转换。图1-5 光电转换原理示意图 ⑶图像信号的极性 ①正极性。被摄景物上的像素越亮，对应的信号电平越高，称正极性。 ②负极性。被摄景物上的像素越亮，对应的信号电平越低，称负极性。2．电光转换原理电光转换是靠显像管来完成的。其结构如下图1-6所示。图1-6显像管结构示意图 ⑴结构 ①电子枪灯丝阴极栅极加速极（第一阳极）二、四阳极（高压阳极）聚焦极（第三阳极） ②玻璃外壳

光电报警器电路设计

东北石油大学课程设计课程光电检测技术题目光电报警器电路设计院系电子科学学院专业班级应用物理07-2班学生姓名xxx 学生学号xxx 指导教师 2007年 3 月 11 日 2011年3 月10日

东北石油大学课程设计任务书课程光电检测技术题目光电报警器电路设计专业应用物理07-2 姓名xxx学号xxx 主要内容：通过报警器和光耦结合的小小的结合来设计一个光电报警器，并分析该报警器各个模块的构成和工作原理。基本要求： 1、设计光电报警器电路功能框图。 2、设计光嗲报警器的光电转换电路、报警控制电路、译码输出以及显示。 3、调试安装。 4、完成课程设计总结报告。主要参考资料： 1、阎石。数字电子技术基础。高等教育出版社。1997。 2、庞振泰、王采斐、屈宗明（译）.光电接口器件手册.清华大学出版社.1998 完成期限2011年3月10日指导教师专业负责人 2011年3 月10日

目录第1章概述 (2) 1.1 课题作用、实用价值 (2) 1.2 光电报警器的发展前景 (2) 第2章基本原理与总体设计 (4) 2.1 光电报警器的总体设计 (4) 2.2 光电报警器原理介绍 (4) 第3章光电报警器电路设计 (6) 3.1 光电转换模块设计 (6) 3.2 报警模块设计 (7) 3.3 数字显示模块设计 (9) 3.4 蜂鸣器的结构设计 (10) 第4章电路的安装调试 (11) 4.1 元器件的焊接 (11) 4.2 电路的调试 (11) 第5章总结 (12) 参考文献 (13)

第1章概述随着社会科学技术的迅速发展，报警器的应用非常广泛。在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了报警器电路。人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。而且安全性能也不是很好。光电报警就很好的改善了这点。如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。 1.1课题作用、实用价值本次设计的光电报警器是报警器和光耦结合的小小的结合，但它可以运用到各种生产线上，如纺纱工业的监测各个丝线的有无断点，并加以提示，也可以稍加改进，让其能够计数，记录生产进度，安全性能高，节约了人力资源，并且不易出错，还能运用到人力不能监测的环境。可见光电报警器的运用能延伸到各个行业。 1.2光电报警器的发展前景光电技术光电科技是一门结合光学、电子与电机之尖端技术，早期由于技术门槛高，偏重国防与航天领域之发展，并以雷射相关应用为主。近十余年来，光电相关技术突飞猛进，产品种类也不断推陈出新，其应用更是无远弗届，层面扩及通讯、信息、生化、医疗、工业、能源、民生等领域。展望光电报警器的未来，在轻量化、便携性、低耗能、高效益、整合强的特性下，将更深入各产业应用范围中。光电产品因应用广泛已成为众所瞩目之焦点，近来无论在通讯网路、多媒体信息化社会等炙手可热的应用领域上，光电产品都扮演着重要的角色，因此许多专业人士都预见到二十一世纪将是属于「光」的世纪。为此，无论日、美、欧

范例二红外线光电开关电路的设计与制作

江门市新会技工学校技能课教案编号：QD-19-06 流水号：5 电气自动化专业10G3 班共10 页授课老师：肖正光审阅签名：

新会高级技工学校毕业设计论文课题：红外线光电开关电路的设计与制作系部：电子信息系专业、班级：电气自动化设备安装与维修姓名： XXX 指导教师：完成时间： 2012.6.16

毕业设计论文任务书 1、题目红外线光电开关电路的设计与制作 2、内容要求：（1）、设计并制作一红外线光电开关电路，当光电管接收到红外发射光时，继电器控制所需驱动的电器设备工作。（2）、用Protel 99 SE完成电路原理图的绘制，并提出元件清单，购买关键元器件。（3）、完成线路板的设计。（4）、样机装配与调试。（5）、完成毕业大作业（综合实训）正文。 3、实施步骤： 1、查阅资料，拟定总体设计方案，IC规格书查询，芯片选型。约3天时间。 2、原理图的设计：①完成红外线光电开关电路的原理图的设计；②提交元件清单；完成关键元器件的选购，约4天时间。3、线路板的设计、制作与装配：①用Protel 99 SE完成线路板的设计，利用热转印方法制作线路板；约一周时间。4、完成样机的装配与调试，约2周时间。 5、完成毕业大作业（综合实训）正文。应包括如下内容：(1) 总体方案设计(2)各功能电路的描述、电路图； (3) 元件清单；(4)线路板的PCB图；(5) 利用热转印方法制作线路板的过程；(6)红外线光电开关的装配与调试；(7) 红外线光电开关实物照片；(8) 毕业大作业总结。约为3天的时间。 4、本毕业设计任务书于 2012 年 5 月 28 日发出，应于 2012 年 6 月 16 日完成，然后进行成绩评定。

课程设计光电脉搏检测电路设计报告

光电脉搏检测电路设计报告脉搏波的概述 1.脉搏波的定义脉搏波是以心脏搏动为动力源, 通过血管系的传导而产生的容积变化和振动现象。当心脏收缩时, 有相当数量的血液进入原已充满血液的主动脉内, 使得该处的弹性管壁被撑开,此时心脏推动血液所作的功转化为血管的弹性势能; 心脏停止收缩时, 扩张了的那部分血管也跟着收缩, 驱使血液向前流动, 结果又使前面血管的管壁跟着扩张, 如此类推。这种过程和波动在弹性介质中的传播有些类似, 因此称为脉搏波(pulse wave) 。 2.脉搏信息血液在人体内循环流动过程中，经历过心脏的舒张、内脏流量的涨落、血管各端点的阻滞、血管内波的折一反射以及血管壁的黏弹等过程。脉搏波不仅受到心脏状况的影响，同时要受到内环境调控功能器官(脏器) 状态所需血液参数以及系统状态参数等的影响。所以脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息，很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。 3.脉搏测量的意义脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象，包含了反映心脏和血管状态的重要生理信息。人体内各器官的健康状态、病变等信息将以某种方式显现在脉搏中即在脉象中。人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息。通过对脉搏波检测得到的脉波图含有出许多有诊断价值的信息，可以用来预测人体某些器脏结构和功能的变换趋势，如:血管几何形态和力学性质的变异会引起脉搏波波形和波速等性质的改变，而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件，脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现，通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。同时脉搏测量还为血压测量，血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。设计目的与意义 ?目的应用光电式传感器、放大滤波电路组成的脉搏测量电路通过示波器显示人体指端动脉脉搏信息 ?意义通过观测到的脉搏的次数、跳动的波形为临床提供部分诊断价值的信息，为人体某些器脏结构和功能的变换趋势提供生理参考信号系统设计 1.测量信号的特征

光电计数器的设计

景德镇陶瓷学院电子电路CAD课程设计课题名称光敏计数器所在院系机电学院班级13自动化2班学号201310320210 姓名董儒诚指导老师刘蜀阳时间2015年12月30日

光敏计数器设计一种自动计数的装置。在学习了脉冲数字电路的基础上，利用光线的通断来统计数目的光控计数器。其主要系统组成为：光电转换模块、整形模块、时序控制模块、计数译码模块和显示模块，通过对光电的转换，由时序逻辑电路控制，达到自动计数的功能目录前言 (1) 第一章设计要求 (2) 1.1 基本要求 (2) 1.2 提高要求 (2)

第二章系统组成及方案设计 (3) 2.1 系统组成 (3) 2.1 方案一 (3) 2.2 方案二 (4) 2.3 方案比较与选择 (5) 第三章单元电路的工作原理 (6) 3.1 光电转换电路 (6) 3.2 计数电路 (6) 3.3 报警电路 (8) 3.4 电路仿真 (10) 第四章组装及测试结果与分析 (10) 4.1 焊接是特别要注意的几点： (10) 4.2 测试 (10) 4.3 结果 (10) 第五章总结 (11) 附录一元件清单 (13) 附录二总电路图 (14) 参考文献 (15)

前言 21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。传感器是获取信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。基于光电效应的传感器，光电式传感器在受到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而光电式传感器是一种应用极广泛的重要敏感器件。光电计数器的设计是一种比较初级的利用光电传感器发出信号脉冲进行计数的一种简单光电系统。光电计数器可完成小型的计数功能，可应用于小教室和小餐厅等小容量的场所，进行相应的计数功能，具有很大的实用价值。工业生产中常常需要自动统计产品的数量，计数器在这里有其用武之地。数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的，通常分为接触式计数器和非接触式计数器两种。本次设计的光电计数器为非接触式计数器中的一种。在该光电计数器中，计数的过程其实是获取脉冲源的过程，首先遮挡物遮挡光电传感器产生一下降沿，拿掉遮挡物产生一个上升沿，使计数器得到一个脉冲进行计数。之后计数器输出一个信号输入到译码器中，由译码器控制数码管的显示，数码管最大显示99。计数范围为一百，可以预设计数数目，当计数达到设定后，停止计数并报警，可手动解除报警。整个电路的设计先借助于仿真软件proteus仿真，得到了预期的结果，而后依据仿真图在实验室焊接、调试，实现了预定的功能。 1

光照强度传感器及其变送电路设计

重庆工业职业技术学院毕业设计课题名称：单片机流水灯设计专业班级： 09电子301 学生姓名：魏玉玺指导教师：王雪萍二零一二年四月

光照强度传感器及其变送电路设计【摘要】光照强度传感器是现代工业和日常生活中经常出现的一种基于光强变化的检测器件，它可以检测出其接收到的光强的变化，主要使用各种光电元件来将光信号转换成电信号，再经信号取样电路、放大电路和模数转换电路处理，获取表示光照度的数字信号，再交由微处理器或ＤＳＰ处理。光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。本设计利用传感器设计的基本方法，设计制作一个可以感知外界光照度变化的传感器，以实现对光照度信号的测量。【关键词】：光照强度；传感器；变送电路

目录第一章绪论 (4) 引言 (4) 传感器的概述 (4) 第二章系统设计 (5) 光电传感器及敏感元件 (5) 光敏电阻器 (5) 光敏二极管.............................................................. . (5) 光敏晶体管 (6) 光电传感器概述 (6) 光电传感器工作原理 (6) 光照传感器的设计 (8) 设计方案一 (8) 设计方案二 (9) 方案比较 (10) 第三章变送电路硬件设计 (10) 变送电路简介................................................................................ (10) 热电阻二线制变送器的设计 (12) 信号采集电路 (13)

光电转换电路的设计与优化

光电检测技术与应用课程设计成绩评定表设计课题：光电转换电路的设计与优化学院名称：电气工程学院专业班级：测控1002班学生姓名：张春雨学号：201048770221 指导教师：张晓辉设计地点：31-518、E01-S304 设计时间：2013-06-24～2013-06-30 指导教师意见：成绩: 签名：年月日

光电检测技术与应用课程设计课程设计名称：光电转换电路的设计与优化专业班级：测控1002班学生姓名：张春雨学号：201048770221 指导教师：张晓辉课程设计地点：31-518 课程设计时间：2013-06-24～2013-06-30

光电转换电路的设计与优化摘要：通过对光电转换电路的前置放大及主放大电路设计的详细分析研究，给出了电路放大、滤波、降噪等优化处理方法．实现了将有用信号从噪声中分离并输出的目的．对光电转换电路从原理设计到最终制板过程中影响其性能参数及稳定性的因素进行了深入的探讨，提出了对电路器件选择、排列、布线以及降噪等方法的选择标准和依据．关键词：光电转换、前置放大、光电二极管正文：光电技术是将传统的光学技术与现代电子技术与计算机技术相结合的一种高新技术．以光电转换电路为核心的光电检测技术已经被广泛地应用到军事、工业、农业、环境科学、医疗和航天等诸多领域．所谓的光电转换是以光电二极管为基础器件，通过将照射于二极管上光通量的改变量转化为相应的光电流，再经过前置放大、主放大等后续电路进一步优化有用信号，最后实现与上位机与相应算法的连接．由此可见，任何光电检测系统中，光电转换电路的设计与优化都是重中之重，它性能的稳定以及相关参数的合理性将决定着整个检测系统的设计成败．一、光电转换一前置放大电路的设计光电二极管在受到光照时，会产生一个与照度成正比的小电流，因此是很好的光一电传感器．光电二极管可以在2种模式下工作，一是零

光电检测-报告

摘要设计了一种应用于微光夜视仪检测设备中低噪声的光电检测系统，分析了电路中产生的主要噪声，并提出了抑制方法。系统采用光敏二极管作为光电检测器件，并利用单片机实现了光照度的实时显示与超差报警以及与上位机的通信。关键词：单片机；光电检测电路；光电二极管ＡｂｓｔｒａcｔＡｌｏｗｎｏｉｓｅｌｉｇｈｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒａｎｉｇｈｔｖｉｓｉｏｎｔｅｓｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｗｅａｎａｌｙｚｅｔｈｅｎｏｉｓｅｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｓｔｕｄｙｈｏｗｔｏｃｈｅｃｋｔｈｅｍ．Ｉｎｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｉｓｕｓｅｄａｓｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｄｅｔｅｃｔｏｒ，ａｎｄａｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｄｉｓｐｌａｙｏｆｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ，ａｌａｒｍａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｐhｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ；ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ． 0 引言夜视技术在军事、工业、农业、科学研究、医药卫生等领域有着广泛的应用，特别是在军事方面的需求是夜视技术发展的原动力。在现代战争中，为了提升战争的突然性以及扩大战争的时间范围和空间范围，需要部队在星光或月光等微弱光照度情况下对战场进行侦查和监控，这就必须依靠夜视技术，所以，微光夜视仪设备的可靠性将直接影响到军队的战斗力。要确保每一个装备的夜视仪都是合格的，就对检测设备的技术指标提出了很高的要求。为模拟实际中的夜天光环境，在微光夜视仪检测设备中的光源要求色温为２８５６Ｋ，光照度的变化不超过±１０％。光应力源是否符合要求直接决定了整套系统工作的稳定性及判断结果的准确度，所以，为了保证检测设备的检测精度以及检测结果的准确性，要求对光源的照度变化进行实时监测。当光源变化超出规定范围时，能够及时报警，提示进行设备维修或光源的更换。１系统设计与工作原理系统主要包括：光电检测电路、光照度显示模块、超差报警模块、串口通信模块。具体原理是通过光电检测电路将采集到的外界自然光转换为相应的直流电压信号，再通过ＡＤＣ将电压信号转换为数字信号送入单片机，单片机将数据进行补偿算法获得精确的实际采样值，控制数码管显示实时光照度，一旦光照度不符合设计指标，则通过报警灯及蜂鸣器进行报警，同时，通过ＲＳ２３２串口与上位机进行通信。系统原理框图如图１所示。

光电脉搏信号检测电路设计

光电脉搏信号检测电路设计生物医学工程１班－唐维－3004202327 摘要：系统采用硅光电池做为光电效应手指脉搏传感器识取脉搏信号。信号经放大后采用低通放大器克服干扰。关键词：脉搏测量放大器二阶低通一、前言脉诊在我国已具有2600多年临床实践，是我国传统中医的精髓，但祖国传统医学采用“望、闻、问、切”的手段进行病情诊断，受人为的影响因素较大，测量精度不高。随着科学技术的发展，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法。利用血液是高度不透明的液体,光照在一般组织中的穿透性要比在血液中大几十倍的特点, 可通过传感器对脉搏信号进行检测,这种技术具有先进性、实用性和稳定性,同时也是生物医学工程领域的发展方向。本文将详细介绍一种光传导式的脉搏信号检测电路，并说明所涉及到的问题和方法。二、系统设计 1 系统目标设计及意义设计制作一个光电脉搏测试仪，通过光电式脉搏传感器对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号，并在显示器上显示所测的脉搏跳动波形，要求测量稳定、准确、性能良好。 2 设计思想（1）传感器：利用指套式光电传感器，指套式光电传感器的换能元件用硅光电池,由于心脏的跳动,引起手指尖的微血管的体积发生相应的变化（当心脏收缩时，微血管容积增大；当心脏舒张时,微血管容积减少），当光通过手指尖射到硅光电池时,产生光电效应,两极之间产生电压由于指尖的微血管内的血液随着心脏的跳动发生相应于脉搏的容积变化,因而使光透过指尖射到硅光电池时也发生相应的强度变化, 而非血液组织(皮肤、肌肉、骨格等)的光吸收量是恒定不变

的, 这样就把人体的脉搏(非电学量) 转换为相应于脉博的电信号, 方便检测。（2）按正常人脉搏数为60~80次/min ，老人为100~150次/min ，在运动后最高跳动次数为240次/ min 设计低通放大器。5Hz 以上是病人与正常人脉搏波体现差异的地方，应注意保留。（3）测量中考虑到并要消除的干扰有：环境光对脉搏传感器测量的影响、电磁干扰对脉搏传感器的影响、测量过程中运动的噪声还有50Hz 干扰。（4）由于透过指尖射到硅光电池的光强很小，输出短路电流约为0.1uA ～3 uA ，所以总共放大106倍以便于观察。传感器得到的脉搏信号极为微弱，很容易淹没在噪声及干扰信号之中，所以对取得的微弱信号先进行放大后再滤波。设计两极放大，因为三级放大个别电路板的零点漂移大得足以达到满幅，测量不准确。每个单级放大器的放大倍数不大于30，以免自激振荡。（5）所选的电阻参数要尽量精确， IC 选用偏置电流小、输入失调电压小的运算放大器，考虑到性价比，使用LM324。由于硅光电池的输出短路电流受光照变化较大，使得输出变化大，所以采用12V 双电源供电。 3 整体框图本系统共分为三个模块：方框图中各部分的作用是：（1）传感器：将脉搏的跳动转换为电压信号，放大104倍。（2）一级放大电路：对微弱信号进行放大，放大约20倍（3）二阶低通滤波电路：滤除干扰信号并进一步放大，再放大约20倍。 4 单元电路的设计

光电转换器特性的研究

实验简介传感器技术中很重要的一类称为光传感器。光传感器通常是指紫外到红外波长范围的传感器，其类型可分为量子探测器和热探测器两类。本实验将介绍常用的量子探测器或称光子探测器，它是利用材料的光电效应制作成的探测器，故也称为光电转换器。其主要参数有响应度（灵敏度）、光谱响应范围、响应时间和可探测的最小辐射功率等。光电转换器件主要是利用光电效应将光信号转换成电信号。自光电效应发现至今，光电转换器件获得了突飞猛进的发展，目前各种光电转换器件已广泛地应用在各行各业。常用的光电效应转换器件有光敏电阻、光电倍增器、光电池、PIN 管、CCD等。光电倍增器是把微弱的输入转换为电子，并使电子获得倍增的电真空器件。当光信号强度发生变化时，阴极发射的光电子数目相应变化，由于各倍增极的倍增因子基本上保持常数，所以阳极电流亦随光信号的变化而变化，此即光电倍增管的简单工作过程。由此可见，光电倍增管的性能主要由光阴极、倍增极及极间电压决定。光电阴极受强光照射后，由于发射电子的速率很高，光电阴极内部来不及重新补充电子，因此使光电倍增管的灵敏度下降。如果入射光强度太高，导致器件内电流太大，以至于电阴极和倍增极因发射二分解，就会造成光电倍增管的永久性波坏。因此，使用光电倍增管时，应避免强光直接入射。光电倍增管一般用来测弱光信号。光电池是把光能直接变成电能的器件，可作为能源器件使用，如卫星上使用的太阳能电池。它也可作为光电子探测器件。光电二极管有耗尽层光电二极管和雪崩光电二极管两种。半导体pn结区附近成为耗尽层，该层的两侧是相对高的空间电荷区，而耗尽层内通常情况下并不存在电子和空穴。只有当光照射pn结时才能使耗尽层内产生载流子（电子－空穴对），载流子被结内电场加速形成光电流。利用该原理制成的光电二极管称为耗尽层光电二极管。耗尽层光电二极管有pin层、pn层、金属－半导体型、异质型等

光电脉搏信号检测电路

医用电子设计报告光电脉搏信号检测电路医仪一班黄爽3004202313 一、设计目的与意义脉搏的概念：脉搏的广义内容包括心尖搏动波、动脉波和静脉波。其共同特点是频率甚低。动脉脉搏为一般所说的脉搏，由心脏节律性地收缩和舒张引起主动脉中的容积和压力发生改变，从而使动脉管壁出现振动而产生的。脉搏产生后沿管壁向全身动脉传播，在身体浅表有动脉通过的部位，都可触摸到脉搏。所以动脉波的测量相对来说比较方便。正常动脉波形如图。它由以下几个部分组成。上升支：在心室快速射血期，动脉血压迅速上升，管壁被扩张，形成脉搏波形中的上升支；下降支：心室射血的后期。射血速度减慢，进入主动脉的血量少于由主动脉流向外周的血量，故被扩张的大动脉开始回缩，动脉血压逐渐降低，形成脉搏波形中下降支的前段。随后，心室舒张，动脉血压继续下降，形成下降支的其余部分。因为心室舒张时室内压下降，主动脉内的血液向心室方向返流。这一返流使主动脉瓣很快关闭。返流的血液使主动脉根部的容积增大，并且受到闭合的主动脉瓣阻挡，发生一个返折波，因此在降中峡的后面形成一个短暂的向上的小波，称为降中波。老年人或者高血压病人由于血管顺应性较差，所以降中波不明显或者消失。血管弹性不良而硬化时，上升及下降段也均呈陡峭状。脉搏能反映心血管系统多方面的状态，如心跳的频率和节律、心脏的收缩力、血管充盈度、动脉管壁的弹性等等。所以脉搏的测定是一项重要的临床检查顶目。中医更将扪脉作为诊治疾病的主要方法。在中医现代化研究中，对脉搏的分析更为细致，可以分辨出迟脉、数脉、代脉、浮脉、弦脉、滑脉和涩脉等等。其中有以频率之不同而区分的（如迟脉、数脉），有以节律区分的（如结脉、代脉），有以深浅和形态区分的（如弦脉、滑脉、涩脉）等。这就要求在设计脉搏传感器时，要对其灵敏度、频响、拾取信号的方向等作认真的考虑。

光电检测器

光纤通信结课论文题目：光电检测器学院： xxxxxxxxxxx学院专业班级： xxxxxxxxxxx一班任课教师： xxxxxxxxxxxxxxxx 姓名： xxxx xxxxxx 学号： xxxxxxxxxxxxxxxx 日期： 2009年6月

光电检测器摘要光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高检测系统输出信号的信噪比。关键词光电二极管雪崩光电二极管光电检测光电效应信噪比正文一、概述光信号经过光纤传输到达接收端后，在接收端有一个接收光信号的元件。但是由于目前我们对光的认识还没有达到对电的认识的程度，所以我们并不能通过对光信号的直接还原而获得原来的信号。在他们之间还存在着一个将光信号转变成电信号，然后再由电子线路进行放大的过程，最后再还原成原来的信号。这一接收转换元件称作光检测器，或者光电检测器，简称检测器，又叫光电检波器或者光电二极管。常见的光检测器包括：PN光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。光检测器的要求：

光电转换及信号处理电路设计

光电转换及信号处理电路设计与CCD等探测器不同，PIN光电二极管对于探测目标输出信号是一个电流信号，而且在距离探测目标较远时照射到探测面的光信号很微弱，在预定电压偏置下输出电流会比较小，因而可以概括PIN的输出信号为一个微弱电流信号，对于PIN的输出信号处理，是一个微弱信号处理的过程。光电转换及信号处理模块图1 光电转换及信号处理模块整体设计示意图通常情况下，电流信号的采集和处理都是比较困难的，故首先需要对PIN 的信号进行电流到电压的转化。微弱电流信号转化而来的电压信号一般也是微弱信号，而且传输线耦合进去的交流噪声有可能会淹没目标信号，故为了提高信噪比，需要在采集之前对信号进行前置放大。由于被测信号也是可见光信号，在进行光电探测时很容易受到杂散光和PIN 自身暗电流的影响，导致噪声信号和目标信号一同被放大，在后续电路中不易消除，为了减少杂散光和PIN暗电流带来的噪声、背景噪声和元器件噪声，本光电信号处理电路设计了一个参考PIN光电转换电路，用来接收杂散光和背景噪声，参考PIN光电转换电路与探测信号PIN光电转换电路及的参数一致，前置放大电路的参数也一样，但是在实验过程中由于与目标光信号之间的光路被人为完全遮挡，故只能接收到杂散光信号和背景噪声信号。在后续的差分放大电路中通过信号同向相减，把系统噪声和背景噪声去除，保证了最终采集信号具有较高的信噪比。在最后的滤波电路设计过程中，考虑到被测目标光信号的调制频率不会超过200KHz，而空气和电路中存在着大量的高频噪声，为了保证即将进入数据采集

模块的信号有较高的信噪比，需要滤除掉高频噪声，于是需要根据被测信号频率的不同设计一款低通滤波器或者带通滤波器。综上所述，本光电转换和信号处理模块由光电转换电路、前置放大电路、差分放大电路和滤波电路四个部分组成，模块整体示意图如图4-1所示。 1 光电转换电路设计光电二极管的光探测方式有两种结构：一是光电导模式，在这种模式下，需给光电二极管加反向偏置电压，存在暗电流I d，由此会产生较大的噪声电流，有非线性，通常应用在高速场合；二是光电压模式，在这种模式下，光电二极管处于零偏状态，不存在暗电流I d，有较低的噪声，线性好，噪声低（主要是热噪声），适合于比较精确的测量[31]。在微弱信号检测中比较常用的是光电压模式，具体光电检测电路图如图2所示。图2 光电压模式PIN光电转换电路光电二极管工作于短路状态，极大地降低了暗电流的影响，从而使光电二极管得到最大SNR，进而使后续放大电路仅放大与光强成正比的电流。考虑到对目标光信号的探测频率不同，本文采用了两款响应率不同PIN光电二极管，用于探测低频光信号的PIN选择的是西门子（SIEMENS）公司的BPX65硅光敏二极管，用于探测高频光信号的高速PIN选择的是日本滨松的S5973硅光敏二极管。 BPX65具有频率响应范围广，暗电流小，高灵敏度等特点，最高工作温度可达125°，其主要特性参数如下所示：（1）光谱响应范围为350nm~1100nm，峰值波长850nm，适合白光测量；（2）暗电流I R≤5nA；（3）光谱灵敏度（Sλ）：0.55 A/W；（4）光敏面接收半角（Half angle）：±45°；（5）受光面积为1mm2，远小于传感器与探测目标的距离；

光电转换模块

光电转换模块 3.2.1光伏探测器的分类（1）光电池光电池是一种无需外加偏压就能将光能转换成电能的光伏探测器。光电池可以分为两大类：太阳能光电池和测量光电池。太阳能光电池主要用作电源，对它的要求是转换效率高、成本低，由于它具有结构简单、体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、在空间能直接利用太阳能转换电能的特点，因而不仅仅成为航天工业上的重要电源，还被广泛地应用于供电困难的场所和人们日常生活中。测量光电池的主要应用时作为光电探测用，即在不加偏置的情况下将光信号转换成电信号，对它的要求是线性范围宽、灵敏度高、光谱响应合适、稳定性好、寿命长，被广泛应用在光度、色度、光学精密计量和测验试中。光电池是用单晶硅组成的，在一块N 型硅片上扩散P 型杂质，形成一个扩散n p +结；或在P 型硅片扩散N 型杂质，形成p n +结，在焊上两个电极。P 端为光电池正极，N 端为负极，一般在地面上应用作光电探测器的多为n p +型。p n +型硅光电池具有较强的抗辐射能力，适合空间应用，作为航天的太阳能电池。（2）光电二极管随着光电子技术的发展，光信号在探测灵敏度、光谱响应范围及频率特性等方面要求越来越高。光电二极管的工作原理同光电池一样，都是基于P -N 结的光伏效应工作的。但是，它与光电池相比有所不同：掺杂浓度较低，电阻率较高，结区面积小，通常多工作于反偏置状态。因此，光电二极管的内建电场很强，结区较厚，结电容小，因而频率特性比光电池好，但其光电流比光电池肖达多，一般多为微安级。硅光二极管基本结构如下图所示：

图3-5 硅光二极管的结构硅光二极管是一个大面积的光电二极管，它被设计用于把射到它表面的光转化为电能，因此，可用在光电探测器和光通信等领域。特点：当它照射光时会流过大致与光量成正比的光电流. 用途：1.作传感器用时,可广泛用于光量测定和视觉信息,位置信息的测定等. 2.作通信用时,广泛用于红外线遥控之类的光空间通信,光纤通信等. 3.紫蓝硅光电池是用于各种光学仪器，如分光光度计、比色度计、白度计、亮度计、色度计、光功率计、火焰检测器、色彩放大机等的半导体光接收器；紫蓝硅光电池具有光电倍增管，光电管无法比拟的宽光谱响应，它特别适用于工作在300nm-1000nm光谱范围的各种光学仪器对紫蓝光有较高的灵敏度、器件体积小、性能稳定可靠，电路设计简单灵活，是光电管的更新换代产品。目前也有可以使用到190-1100nm的产品,但紫外能量弱一些,光谱带宽不能太小,已经有很多厂家在紫外可见分光光度计上用了。（3）其它光电二极管 A、PIN光电二极管在P-N结之间加一本征层（I层）,这种器件称为PIN光电二极管，又称耗尽层型光电二极管。只要适当控制本征层厚度，使它近似等于反偏压下耗尽层宽度，就可以使相应波长范围和频率相应得到改善。PIN硅光电二极管使常用的耗尽层光伏探测器。它是采用高阻纯硅材料及离子漂移技术形成一个没有杂质的本征层，左右其结构如下：厚度为500m

光电探测器设计报告

光电探测器设计报告设计人: 摘要：本报告主要叙述本小组设计的基于光电效应的、可用于探测入射光频率的光电探测器的设计原理、设计过程和所期望实现的功能, 以及对此设计产品性能的估计。一、设计原理比电效应是我们从中学就开始接触并且学习的知识，原理十分简单，但却有巨人的用处。因此，我们选择这个我们熟知的知识作为基本原理，在它的基础上完成我们所设想的功能。 1.光电效应及其规律由于我们对光电效应己经有了较为深入的了解，所以对其发现历史不再赘述，这里只叙述一下基本的4条规律。 /I 1可變電源 (1) 每一种金属在产生光电效应时都存在一个极限频率(或称截ll:频率)，即照射光的频率不能低于某一临界值。相应的波长被称作极限波长(或称红限波长)。当入射光的频率低于极限频率时，无论多强的光都无法使电子逸出。 (2) 光电效应中产生的光电子的速度和动能与光的频率有关，而与光强无关。反应初动能的是截止电压即初动能为 1 , Ehn = =叫

（3）光电效应的瞬时性。实验发现.即儿乎在照到金属时立即产生光电流。响应时间不超过lnso （4）入射光的强度只影响光电流的强弱，即只影响在单位时间单位面枳内逸出的光电子数冃。在光颜色不变的情况2入射光越强，饱和电流越人，即一定颜色的光，入射光越强, 一定时间内发射的电子数目越多。 2.爱因斯坦光电效应方程光子能量E = hv?逸出功为W,则由能量守恒町以得到 hv = - mVm + W 乙实验中 eU a = = hv — W 乙整理公式即可得到 W e v = T + h Ua 这就是我们想要探测的入射光频率。二、设计思路在我们做过许多次的实验电路图中，只要调节町变电源，使得电流表示数为零（即光电流为零），电压表所测得的电压就是我们需要的截止电压了。但是，电源的调节是于?动的，我们希望自己的产品是自动测量的。因此，我们可以将町变的直流电源变成-个交变电源，总有一个瞬间的电压可以使光电流为零，这时的电压就是我们所需要的截止电压。只需要添加某种电路，使其能够识别光电流为零并且及时做出反应, 触发其他的某些电路或若元件，使其及时记录并且显示截止电压和利用公式计算出的入射光频率即可。三、设计过程和产品结构 1.总体构想依据我们的设计思路，我们还需要使用数字电路课程和模拟电路课程中学过的知识。（1）基本光电效应电路。包含光电符和交变电压源。（2）施密特触发器电路。由于施密特触发器町以对正弦波做出整形和转换，町以用來检测比电流并且做出反应触发其他电路。（3）模数转换器。把截止电压的模拟信号转换成数字信号。（4）模拟运算器。用來将截止电压转换成频率。（5）译码、显示电路。用來显示截止电压和入射比频率给使用者。（6）复位、清零按钮。发出清零脉冲使电路复位。以F是我们此次设计产品的原理图:

光电控制电路

郑州科技学院《模拟电子技术》课程设计题目光控灯照明电路学生姓名专业班级轨道交通信号与控制学号院（系）指导教师完成时间目录

1课程设计的目的 (2) 2 设计的任务与要求 (3) 3 设计方案与论证 (4) 3.1 设计方案 (4) 3.2 实验论证 (5) 4 设计原理与功能说明 (5) 4.1 设计原理 (5) 4.2 功能说明 (7) 5 单元电路的设计 (9) 6 硬件的制作与调试 (9) 7 总结 (10) 参考文献 (11) 附录1：总体电路仿真图........ 错误！未定义书签。附录2：实物图.. (13) 附录3：元器件清单 (14) 1课程设计的目的 1.为促使其工程应用，巩固和加强电子技术理论的学习；提

高自身的电子技术实践技能，以及分析问题和解决问题的能力； 2.了解开展科学实践的程序和基本方法，并逐步形成严肃、认真、一丝不苟、实事求是的科学作风和一定的生产观、经济观和全局观； 3.学习掌握一般的软硬件的设计方法和运用资料的能力； 4.学会光控灯的电路设计方法和性能指标测试方法； 5.了解综合问题的程序设计掌握实时处理程序的编制和调试方法，掌握一般的设计步骤和流程，使我们以后搞设计时逻辑更加清晰。培养和锻炼在学习完本门课后综合应用所学理论知识，解决实际工程设计和应用问题的能力。 2 设计的任务与要求设计任务：设计一个光控灯电路元件，在光线照射的情况下灯泡不亮，在黑暗的情况下灯泡亮。设计要求 1.掌握一般电子线路的分析和设计的基本方法，要求选定设计方案，设计电路结构，画出总电路图，写出工作原理，用仿真软件进行必要仿真调试完成课程设计报告，电路中包含光敏电阻，三极管，二极管等，了解用光控灯控制的各种方法以及各自的优缺点，通过相互的比较确定设计方案，加以电路的分析，完成设计任务； 2.在老师的指导下根据设计任务的要求，完成设计方案。要求电路能够通过LED灯开关对光照强弱的感应控制灯的亮灭，电路能够实现白天时灯灭，天黑时灯自动点亮。

光电检测实验报告

光电检测技术课程设计光电脉搏检测电路题目: 小组人员姓名: 专业: 班级: 小组人员学号: 指导教师: 年月日

光电脉搏检测电路摘要：本电路由光电池、放大器等构成，实现对光电脉搏信号的提取和放大。采用目前效果较好光电池的电流转电压电路实现对脉搏的测量。整个电路的简化能够有效减小器件间匹配和级联引起的干扰，提高脉搏测量精度。在实验测试过程中，采用该光电式脉搏传感器对人体的脉搏进行实时测量，得到比较理想的脉搏波形，为实现脉搏信息的提取和分析提供了参考方案。一、系统设计 1．系统目标设计及意义设计制作一个光电脉搏测试仪，通过光电式脉搏传感器对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号，并在显示器上显示所测的脉搏跳动波形，要求测量稳定、准确、性能良好。 2．设计思想（1）传感器：利用指套式光电传感器，指套式光电传感器的换能元件用硅光电池,由于心脏的跳动,引起手指尖的微血管的体积发生相应的变化（当心脏收缩时，微血管容积增大；当心脏舒张时,微血管容积减少），当光通过手指尖射到硅光电池时,产生光电效应,两极之间产生电压由于指尖的微血管内的血液随着心脏的跳动发生相应于脉搏的容积变化,因而使光透过指尖射到硅光电池时也发生相应的强度变化, 而非血液组织(皮肤、肌肉、骨格等)的光吸收量是恒定不变的, 这样就把人体的脉搏(非电学量) 转换为相应于脉博的电信号, 方便检测。（2）按正常人脉搏数为60~80次/min，老人为100~150次/min，在运动后最高跳动次数为240次/ min设计低通放大器。5Hz以上是病人与正常人脉搏波体现差异的地方，应注意保留。（3）测量中考虑到并要消除的干扰有：环境光对脉搏传感器测量的影响、电磁干扰对脉搏传感器的影响、测量过程中运动的噪声还有50Hz干扰。（4）由于透过指尖射到硅光电池的光强很小，输出短路电流约为0.1uA～3 uA，所以总共放大106倍以便于观察。传感器得到的脉搏信号极为微弱，很容易淹没在噪声及干扰信号之中，所以对取得的微弱信号先进行放大后再滤波。设计两极放大，因为三级放大个别电路板的零点漂移大得足以达到满幅，测量不准确。每个单级放大器的放大倍数不大于30，以免自激振荡。

光电转换器故障判定

光电转换器故障判定 1、首先看光纤收发器或光模块的指示灯和双绞线端口指示灯是否已亮？ A、如收发器的光口（FX）指示灯不亮，请确定光纤链路是否交叉链接？光纤跳线一头是平行方式接收；另一头是交叉方式连接。 B、如A收发器的光口（FX）指示灯亮而B收发器的光口（FX）指示灯不亮，则故障在A收发器端：一种可能是：A收发器（TX）光发送口已坏，因为B收发器的光口（RX接收不到光信号；另一种可能是：A收发器（TX光发送口的这条光纤链路有问题（光缆或光芒跳线可能断了）。 C、双绞线（TP）指示灯不亮，请确定双绞线连线是否有错或连接有误？请用通断测试仪检测（不过有些收发器的双绞线指示灯须等光纤链路接通后才亮）。 D 有的收发器有两个RJ45端口：（To HUB表示连接交换机的连接线是直通线;（To Node）表示连接交换机的连接线是交叉线。 E、有的收发器侧面有MPF开关:表示连接交换机的连接线是直通方式；DTE 开关：连接交换机的连接线是交叉线方式。 2、光缆、光纤跳线是否已断判定方法 A、光缆通断检测：用激光手电、太阳光、发光体对着光缆接头或偶合器的一头照光；在另一头看是否有可见光？如有可见光则表明光缆没有断。 B、光纤连线通断检测：用激光手电、太阳光等对着光纤跳线的一头照光；在另一头看是否有可见光？如有可见光则表明光纤跳线没有断。 3、半/全双工方式是否有误判定方法有的收发器侧面有FDX开关：表示全双工；HD对关：表示半双工。 4、用光功率计仪表检测光纤收发器或光模块在正常情况下的发光功率：多模2Km -1Odb —18db 之间；单模20公里：-8db —15db之间；单模60公里：-5db —12db之间；假如在光纤收发器的发光功率在：-30db —45db之间，那么可以判断这个收发器有问题二、收发器常见故障判断方法光收发器种类繁多，但故障判断方法基本是一样的，总结起来光收发器所会出现的故障如下: