依据高精度光电方位活络勘探器（PSD）的作业原理及输出特性，本文介绍了一套根据单片机技能的PSD输出信号数字收集电路的规划方案。经过Atmega16型单片机操控AD1674模/数转化、AD7501多路转化等完成对PSD输出模拟信号的数字化转化和收集。电路结构简略、本钱低价、体积较小，广泛适用于各实验室的PSD输出信号收集模拟实验。
0 导言
PSD作为一种精细的光电方位传感器，具有活络度高、呼应时间短、方位分辨率高、光谱呼应规模大等特色，因而被广泛应用于现代光电检测技能中，尤其是高精度、高速度的数据收集技能中。如安在极短的呼应时间内完成多数据的收集，成了收集PSD输出数据的要害。本文根据单片机技能，规划搭建了一套高速的PSD输出数据收集及操控电路，经过在实验室条件下对PSD输出数据进行收集，然后为后续的PSD定位精度以及抗干扰研讨奠定理论基础。
1 PSD的作业原理
光电方位灵敏器材PSD（PosiTIon SensiTIve Detector）是一种根据横向光电效应、接连散布的半导体方位勘探器材，能快速、精确给出入射光点在光敏面上的方位，即PSD输出的信号与光点在光敏面上的方位有关。如图1所示，外表P+层为感光面，两头各有一信号输出电极。中心为I层，底层的公共电极用于加反向偏压。当光线入射到光敏面上时，因为与结面平行的横向电场效果，光生载流子构成向两头电极活动的电流X1 和X2，且总电流X0 = X1 + X2.
当入射光斑与两电极的间隔发生改变时，两电极的输出电流也随之改变，然后完成了方位丈量功用。
如图2 所示，假如PSD 的面电阻是均匀的，且阻值R1 和R2 远大于负载电阻RL，则R1 和R2 的值仅取决于光点的方位，即：
式中：L 为PSD 中点到信号电极的间隔；x 为入射光点到PSD中点的间隔。
将X0 = X1 + X2 代入式（1），即可得到光点坐标：
明显上式与入射光强X0 无关，这便是一维PSD 的定位原理。二维PSD的基本原理与一维PSD相同，仅仅计算公式不同。
2 PSD 的选取
本文选取的是瑞典SiTek公司出品的SPC01光电方位传感器。它是一款二维双面分流型PSD，选用PSD运用厚膜技能制作，将PSD 传感器与处理电路集合为一体，处理电路只要前置扩大、加法器和减法器，其处理电路框图如图3所示。
将输出电压Diff X、Diff Y 和Sum X、Sum Y 与二维方位的联系式为：
因而，收集目标为Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 四个输出量，经过对四输出量的收集，便可运用原理运算来完成PSD在二维坐标下的方位数据。
3 数据收集及操控电路
根据单片机的PSD 数据收集及操控电路由Atmega16单片机、AD1674模/数转化芯片、AD7501多路转化开关、MAX232 串行通讯芯片等组成，其电路框图如图4所示。
（点击查看大图）
3.1 多路转化开关
AD7501 是一个8 通道多路转化开关，其功用是经过三个二进制的地址线来挑选一个有用的输入。其详细衔接联系如图5所示。
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