可编程彩色光/频转换器TCS230及其应用

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:890

摘要：tcs230可编程彩色光／频率转换器是为高分辨率彩色传感器提供pwm数字接口的首款集成器件，该器件在单芯片上集成了可配置的硅光电二极管阵列和一个电流／频率转换器。文中详细介绍了tcs230的基本结构、主要性能及应用信息。

关键词：tcs230；光／频率转换器；可编程；彩色传感器

１　概述

ｔｃｓ２３０是ｔａｏｓ公司最新推出的业界首款带数字兼容接口的ｒｇｂ彩色光／频率转换器，它内部集成了可配置的硅光电二极管阵列和一个电流／频率转换器，其结构框图如图１所示。ｔｃｓ２３０输出为占空比５０％的方波，且输出频率与光强度成线性关系。该转换器对光响应范围为２５００００～１，典型输出频率范围为２ｈｚ～５００ｋｈｚ，用户可通过两个可编程引脚来选择１００％、２０％或２％的输出比例因子。ｔｃｓ２３０的输入输出引脚可直接与微处理器或其他逻辑电路连接。通过输出使能端ｏｅ将输出置于高阻状态可使多个器件共享一条微处理器输入线。

ｔｃｓ２３０可编程彩色光／频率转换器将红、绿和蓝滤波器集成在单芯片上，因此无需ａｄｃ就可实现每彩色信道１０位以上的分辨率。芯片内含一个交叉连接的８×８光电二极管阵列，其中每１６个二极管提供一种色彩类型，共有红、蓝、绿和清除全部光信息四种类型，可最大限度地降低入射光幅射的不均匀性。所有同颜色的１６个光电二极管都是并联连接，工作时通过可编程的引脚来动态选择色彩，以此来增加精确度和简化光学电路。该芯片采用８引脚ｓｏｉｃ表面贴封装，适用于色度计的测量应用。

ｔｃｓ２３０的主要特点如下：

●可完成高分辨率的光照度／频率转换；

●色彩和满度输出频率可编程调整；

●可直接与微处理器通讯；

●单电源工作，工作电压范围：２．７ｖ～５．５ｖ；

●具备掉电恢复功能；

●５０ｋｈｚ时非线性误差的典型值为０．２％；

●稳定的２００ｐｐｍ／℃的温度系数。

２ｔｃｓ２３０的引脚功能

ｔｃｓ２３０的引脚排列如图２所示，各管脚的功能描述见表１所列。

表1 tcs230管脚功能

３ｔｃｓ２３０的主要参数

３．１电学特性参数

ｔｃｓ２３０在ｔａ＝２５℃ｖｄｄ＝５ｖ条件下的电学特性如表２所列。其中，满度输出频率是指传感器在没有饱和时的最大输出频率。

表2 tcs230的电学特性参数

３．２工作特性参数

ｔｃｓ２３０的工作特性参数如表３所列。其中，饱和度是指满度输出频率与光灵敏度之比；照明响应度ｒｖ可通过发光功率值由光灵敏度计算得出；非线性度定义为输出频率ｆｏ偏离０和满度频率之间直线的程度，可表示为满度频率的百分比。所有测试均采用发光二极管做光源，以小角度入射辐射光进行测量。

表3 tcs230的工作特性参数

４　应用设计

４．１光电二极管的选择

光电二极管的类型（蓝色、绿色、红色、清除）选择可通过控制两个逻辑输入ｓ２和ｓ３来实现，具体方法如表４所列。

表4 光电二极管类型选择

表5 输出频率分频比例选择

４．２输出频率分频设定

输出频率分频比由两个逻辑输入ｓ０和