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Maxim推出超低功耗数字环境光传感器

新品抢鲜中国仪表网2011年02月24日 09:40人气:4451

  Maxim在2011年移动通信世界大会上展示了带有独特的自适应增益设置电路的数字环境光传感器(ALS)ICMAX44007/MAX44009。这两款IC采用公司专有的BiCMOS技术设计,在2mmx2mmx0.6mm微型封装内集成了两个光传感器、一个ADC和所有必备的数字功能。这种集成特性能够在提供业内最佳性能的同时,节省宝贵的电路板空间。
  
  MAX44007/MAX44009的功耗仅为最接近的竞争产品的百分之一,可大大延长电池使用寿命。器件提供独特的中断功能,可持续测量光强,并在测量值超出门限值时向微控制器进行报告。该功能减少了I²C通信的次数,进一步降低了功耗。
  
  MAX44007/MAX44009非常适合用于平板电脑、笔记本电脑、智能电话、TV、数字照明管理系统和光强监测等应用。
  
  传感器之外的影响因素
  
  光检测系统中,光通信路径的任何改变都将导致不同的测量结果。产生这种改变的因素包括:传感器在电路板上的位置、传感器顶部与玻璃表面的距离容差、覆盖在传感器表面的玻璃的传输特性等等。如果在计算时将每个传感器的器件差异也纳入考虑范围,则读数误差有可能高达50%,从而引发误触发操作,导致生产良率过低。
  
  采用MAX44007/MAX44009一体化集成方案后,总增益误差最大值仅为15%。除具有极为精确的光测量精度外,Maxim光传感器采用的数字通信方式可有效抑制通信接口的寄生效应。上述特性可实现稳定、可靠的光测量,确保较高的生产良率。
  
  真实复现人眼的光学反应
  
  采用电子元件复现人眼的光学反应十分困难。传统的光传感器将各种波长的环境光都纳入测量范围,这些设计不可避免地受到人眼看不见的紫外线和红外线的影响,从而导致环境光测量读数不准确,影响亮度调节精度。该问题在具有不同频谱的光源下尤为突出,例如,白炽灯的红外成分要远远高于荧光灯。
  
  Maxim的BiCMOS技术在器件中集成了两个光电二极管和一个滤光器,可有效抑制紫外线和红外线,使MAX44007/MAX44009在各种环境设置中均可很好地复现人眼的光学反应,精确地测量可见光。先进的算法能够校准不同光源之间的光谱偏差,实现高精度流明响应。
  
  此外,还可在6.25ms至800ms范围内调节传感器的ADC积分时间,默认的积分时间为100ms,可有效抑制50Hz/60Hz噪声。
  
  提高黑色玻璃条件下的测量性能
  
  手持设备常常在传感器顶部使用彩色或黑色玻璃,这对光传感器的性能提出了诸多挑战,因为黑色玻璃对不同光源(具有不同的光发射频谱)的响应特性不同。这些不同的光谱与玻璃的光谱特性共同作用时,通常会导致测量误差。
  
  MAX44007具有两个不同的光传感器:一个是可见光和红外光电二极管、另一个是红外光电二极管。设计人员可以将已知的黑色玻璃响应特性纳入影响光传感器测量结果的考虑因素,实现优异的精度和灵敏度性能(低至0.025流明)。
  
  提高动态范围和精度
  
  环境光传感器的动态范围应尽可能宽,以支持宽频谱范围的各种光照条件,从直射的太阳光到全黑环境。即使在数字光传感器中,增益也必须设置在特定值,以实现各种光照条件下的不同工作模式。这种附加的配置需求增大了设计复杂度、延缓了上市时间。
  
  MAX44007/MAX44009集成了自适应增益设置电路,可自动选择最佳的增益范围。该功能将设计人员从极为耗时的手动设置工作中解放出来,同时还减轻了应用处理器或微控制器的工作负荷。此外,自适应增益设置电路能够提供极宽的动态范围,MAX44009的光强测量范围为0.045流明至188,000流明,动态范围大于4,000,000比1。简而言之,该技术能够在各种环境光条件下实现最为精确的流明测量。
  
  降低功耗和设计复杂度
  
  MAX44007/MAX44009的设计能够满足极为苛刻的电源预算要求。IC极低的工作电流(0.65µA)甚至比许多竞争产品的关断电流还要低,极低的1.7V至3.6V电源电压范围在业内处于领先水平。Maxim的方案在工作时的功耗仅为1.1µW,是最接近的竞争产品(124µW)的百分之一。
  
  作为一项附加优势,器件的低电源电压特性允许电源电压和I²C接口使用同一个1.8V电源。由于只需单路电源电压,可有效降低功耗和设计复杂度。器件还提供一个地址引脚,允许在同一个I²C总线上挂接两个传感器。
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