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TSL3301LF
102
×
1非线性光学传感器阵列
与模拟数字转换器
TAOS0078C
2007年4月
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102
×
1传感器元件组织
300点每英寸像素间距
高灵敏度
片内8位模数转换
三区可编程偏移（黑电平）和增益
高速串行接口
1 MHz的像素速率
单3 V至5.5 V电源
替代TSL3301
符合RoHS
SCLK 1
V
DD
2
SDIN 3
SDOUT 4
DIP封装
（ TOP VIEW ）
8 NC
7 GND
6 GND
5 NC
NC
无内部连接
描述
的TSL3301 -LF是一种高灵敏度的300 dpi的线性光学传感器阵列具有集成的8位模拟 - 数字
转换器。该阵列由102个像素，每个测量85
μm
（H ） 77
μm
（W）和间隔开的上85
μm
中心。相关联的每个像素是一个电荷积分器/放大器和采样保持电路。所有的象素都
同时集成周期和采样时间。该阵列被划分成三个34像素区域，每个区
具有可编程增益和失调的水平。数据通信是通过三线式串行完成
界面。
旨在用于高性能，对成本敏感的扫描仪应用中， TSL3301 -LF是基于线性
传感器阵列模具具有扩展功能，包括多模寻址和级联选项。请
联系TAOS为上模和多裸片封装的可用性的其他信息。
该
LUMENOLOGY
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公司
得克萨斯高级光电解决方案公司
克莱恩路1001号
S
300套房
S
普莱诺， TX 75074
S
(972) 673-0759
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www.taosinc.com
1
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终端功能
终奌站
名字
GND
SCLK
SDIN
SDOUT
V
DD
号
6, 7
1
3
4
2
I
I
O
I / O
地
系统时钟输入串行I / O和所有的内部逻辑。
串行数据输入。数据的时钟在SCLK的上升沿。
串行数据输出。数据同步输出在SCLK的下降沿。
正电源电压。
描述
详细说明
该TSL3301 -LF是102
×
1非线性光学阵列，板载A / D转换。它传达了一个串行
数字接口，工作在3 V至5.5 V范围内。该阵列被划分成三个34像素的区域（左，中，
和右） ，具有可编程的增益和偏移量（暗信号）校正每个区域。
该传感器由光电二极管102 ，也被称为象素，排列成线性阵列。光动能撞击
上的像素产生光电流，然后通过与相关联的有源积分电路集成
该像素。在积分期间，采样电容器连接到积分器通过输出
模拟开关。电荷在每个像素处积累的量正比于光强
(E
e
）在此象素上，并在积分时间（t
INT
） 。在最大增益编程，一个LSB对应于
大约300个电子。
积分，采样，输出，和由控制逻辑响应于所执行的积分复位
通过SDIN引脚输入的命令。数据在SDOUT引脚读出。操作的正常顺序由
像素复位（ RESET ）的，开始整合（ STARTInt ） ，整合期，整合的采样
（ SAMPLEInt ） ，和像素输出（ READPixel ） 。复位后，所有的集成商为零。开始融合释放
从复位状态的集成，并限定了积分周期的开始。取样积分
结束积分周期，并存储在一个采样和保持电路的每个像素中累积的电荷。
读取像素导致每个像素的采样值转换为8位数字格式，并输出
在SDOUT引脚。所有102像素的输出顺序，除非中止（ ABORTPixel ）命令中断
或重置一个
RESET
命令。
增益调节是通过3个5位的DAC ，每个所述的三个区域的控制。表1列出了增益
设置和相应的像素值。偏移量受影响的增益设置，并且可以具有被调整
增益后进行更改。
偏移校正是通过3个8位符号 - 幅度控制
DAC和在模拟域中执行事先
到数字的转换。有一个单独的偏置DAC为三个区域。代码0H
7FH对应
正偏移值和码80H - FFH对应负的偏移值。
偏移校正是成正比的增益设置。以最低的增益，一个失调DAC对应的LSB
至大约1/3 LSB器件输出的，并且在最大增益下，对有关设备的输出的最低位1 。
注意，增益和偏移寄存器是在中间状态在上电后，必须由所述控制器被设置
作为必需的。
符号大小是其中最显著位（MSB ）被用于表示该数的正负号的二进制表示，以
剩余位表示的幅度。为1的最高位表示为负数。
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1非线性光学传感器阵列
与模拟数字转换器
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表1.增益设置和结果
增益码
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
相对增益
1
1.02
1.05
1.07
1.09
1.12
1.15
1.18
1.21
1.24
1.27
1.31
1.34
1.38
1.43
1.47
2.17
2.22
2.27
2.33
2.38
2.44
2.50
2.56
2.63
2.70
2.78
2.86
2.94
3.03
3.13
％增加
增益码
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
相对增益
1.52
1.57
1.62
1.68
1.74
1.81
1.88
1.96
2.05
2.14
2.24
2.35
2.48
2.61
2.77
2.94
％增加
3.23
3.33
3.45
3.57
3.70
3.85
4.00
4.17
4.35
4.55
4.76
5.00
5.26
5.56
5.88
6.25
串行接口
串行接口遵循USART格式，起始位， 8个数据位，以及一个或多个停止位。数据同步
在同步在SCLK的上升沿同步输出，在SCLK的下降沿。停车位不
在输入所需的。当走出连续时钟数据（即读出像素）会有一个停止位
数据字之间。
接收和发送状态机是独立的，这意味着命令可以同时发
读出的数据。此功能允许在开始新的整合周期，同时读取数据。注意，这允许
未定义的条件，从而必须小心不发出命令，这将导致输出（如寄存器
读），而读出的数据。例如，发出寄存器读取命令，而读出的图像数据将
结果，在垃圾出。同样，它可以改变偏移和一个读出期间增益寄存器，其可
带来未知的结果。
它是没有必要有一个持续有效时钟，但最少5个时钟后的停止位是必需的
之后的任何命令已经发出，以确保相应的内部逻辑操作已经
完成。当读寄存器的内容，将有从完成的4时钟延迟
RegRead
该寄存器的内容之前命令输出（参见图5） 。当读出的像素值，将有
从建成一个44小时的延迟
READPixel
命令，直到所述第一象素数据被输出。当启动
集成（ STARTInt ） ，它必须有22个时钟来完成像素复位周期（见
成像
下文）。
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注册地址地图
该TSL3301 -LF包含七个寄存器，如表2所定义的数据，这些寄存器可以写入或
从使用该读
的RegWrite
和
RegRead
命令。三个寄存器控制的增益
模拟 - 数字转换器（ADC） 。该系统的其它三个寄存器允许的偏移进行调整。一起
增益和偏移寄存器用于最大化实现的动态范围。
表2.注册地址地图
地址
0x00
0x01
0x02
0x03
0x04
0x05
0x1F
注册说明
向左偏移（像素0-33 ）
左（ 0-33像素）的增益
偏移中心（像素34-67 ）
中心（像素34-67 ）增益
向右偏移（像素68-101 ）
右（像素68-101 ）增益
模式
注册宽度
8
5
8
5
8
5
8
偏移寄存器是8位的符号 - 幅度值和增益寄存器的5位值。编程
偏移校正被施加到采样的能量，然后将增益施加。 （即，增益会影响抵消
校正。 ）这些寄存器允许用户最大化动态范围可达到给定的系统中。
最后一个寄存器是模式寄存器。该寄存器的位选择睡眠模式，以及用于多芯片方案
数组和生产测试。注意，测试和多芯片方案并不适用于8引脚封装的器件。
用户应始终写零到生产测试和多芯片控制位。
7
0x1F
P2
6
0
5
0
4
SLP
3
P1
2
P0
1
C1
0
C0
模式
SLP =睡眠模式：
1
放置设备进入睡眠模式
0
在正常的操作模式将设备
C1 ， C0被保留（应写
0)
P2到P0是工厂测试位（应写
0)
图1.模式寄存器的位分配
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