Maxim在2011年移動(dòng)通信世界大會(huì)上展示了帶有獨(dú)特的自適應(yīng)增益設(shè)置電路的數(shù)字環(huán)境光傳感器(ALS) IC MAX44007/MAX44009。這兩款I(lǐng)C采用公司專有的BiCMOS技術(shù)設(shè)計(jì)，在2mm x 2mm x 0.6mm微型封裝內(nèi)集成了兩個(gè)光傳感器、一個(gè)ADC和所有必備的數(shù)字功能。這種集成特性能夠在提供業(yè)內(nèi)最佳性能的同時(shí)，節(jié)省寶貴的電路板空間。

MAX44007/MAX44009的功耗僅為最接近的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的百分之一，可大大延長(zhǎng)電池使用壽命。器件提供獨(dú)特的中斷功能，可持續(xù)測(cè)量光強(qiáng)，并在測(cè)量值超出門限值時(shí)向微控制器進(jìn)行報(bào)告。該功能減少了I²C通信的次數(shù)，進(jìn)一步降低了功耗。

MAX44007/MAX44009非常適合用于平板電腦、筆記本電腦、智能電話、TV、數(shù)字照明管理系統(tǒng)和光強(qiáng)監(jiān)測(cè)等應(yīng)用。

傳感器之外的影響因素

光檢測(cè)系統(tǒng)中，光通信路徑的任何改變都將導(dǎo)致不同的測(cè)量結(jié)果。產(chǎn)生這種改變的因素包括：傳感器在電路板上的位置、傳感器頂部與玻璃表面的距離容差、覆蓋在傳感器表面的玻璃的傳輸特性等等。如果在計(jì)算時(shí)將每個(gè)傳感器的器件差異也納入考慮范圍，則讀數(shù)誤差有可能高達(dá)50%，從而引發(fā)誤觸發(fā)操作，導(dǎo)致生產(chǎn)良率過低。

采用MAX44007/MAX44009一體化集成方案后，總增益誤差最大值僅為15%。除具有極為精確的光測(cè)量精度外，Maxim光傳感器采用的數(shù)字通信方式可有效抑制通信接口的寄生效應(yīng)。上述特性可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的光測(cè)量，確保較高的生產(chǎn)良率。

真實(shí)復(fù)現(xiàn)人眼的光學(xué)反應(yīng)

采用電子元件復(fù)現(xiàn)人眼的光學(xué)反應(yīng)十分困難。傳統(tǒng)的光傳感器將各種波長(zhǎng)的環(huán)境光都納入測(cè)量范圍，這些設(shè)計(jì)不可避免地受到人眼看不見的紫外線和紅外線的影響，從而導(dǎo)致環(huán)境光測(cè)量讀數(shù)不準(zhǔn)確，影響亮度調(diào)節(jié)精度。該問題在具有不同頻譜的光源下尤為突出，例如，白熾燈的紅外成分要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熒光燈。

Maxim的BiCMOS技術(shù)在器件中集成了兩個(gè)光電二極管和一個(gè)濾光器，可有效抑制紫外線和紅外線，使MAX44007/MAX44009在各種環(huán)境設(shè)置中均可很好地復(fù)現(xiàn)人眼的光學(xué)反應(yīng)，精確地測(cè)量可見光。先進(jìn)的算法能夠校準(zhǔn)不同光源之間的光譜偏差，實(shí)現(xiàn)高精度流明響應(yīng)。

此外，還可在6.25ms至800ms范圍內(nèi)調(diào)節(jié)傳感器的ADC積分時(shí)間，默認(rèn)的積分時(shí)間為100ms，可有效抑制50Hz/60Hz噪聲。

提高黑色玻璃條件下的測(cè)量性能

手持設(shè)備常常在傳感器頂部使用彩色或黑色玻璃，這對(duì)光傳感器的性能提出了諸多挑戰(zhàn)，因?yàn)楹谏�玻璃�?duì)不同光源(具有不同的光發(fā)射頻譜)的響應(yīng)特性不同。這些不同的光譜與玻璃的光譜特性共同作用時(shí)，通常會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。

MAX44007具有兩個(gè)不同的光傳感器：一個(gè)是可見光和紅外光電二極管、另一個(gè)是紅外光電二極管。設(shè)計(jì)人員可以將已知的黑色玻璃響應(yīng)特性納入影響光傳感器測(cè)量結(jié)果的考慮因素，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的精度和靈敏度性能(低至0.025流明)。

提高動(dòng)態(tài)范圍和精度

環(huán)境光傳感器的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)盡可能寬，以支持寬頻譜范圍的各種光照條件，從直射的太陽光到全黑環(huán)境。即使在數(shù)字光傳感器中，增益也必須設(shè)置在特定值，以實(shí)現(xiàn)各種光照條件下的不同工作模式。這種附加的配置需求增大了設(shè)計(jì)復(fù)雜度、延緩了上市時(shí)間。

MAX44007/MAX44009集成了自適應(yīng)增益設(shè)置電路，可自動(dòng)選擇最佳的增益范圍。該功能將設(shè)計(jì)人員從極為耗時(shí)的手動(dòng)設(shè)置工作中解放出來，同時(shí)還減輕了應(yīng)用處理器或微控制器的工作負(fù)荷。此外，自適應(yīng)增益設(shè)置電路能夠提供極寬的動(dòng)態(tài)范圍，MAX44009的光強(qiáng)測(cè)量范圍為0.045流明至188,000流明，動(dòng)態(tài)范圍大于4,000,000比1。簡(jiǎn)而言之，該技術(shù)能夠在各種環(huán)境光條件下實(shí)現(xiàn)最為精確的流明測(cè)量。

降低功耗和設(shè)計(jì)復(fù)雜度

MAX44007/MAX44009的設(shè)計(jì)能夠滿足極為苛刻的電源預(yù)算要求。IC極低的工作電流(0.65µA)甚至比許多競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的關(guān)斷電流還要低，極低的1.7V至3.6V電源電壓范圍在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。Maxim的方案在工作時(shí)的功耗僅為1.1µW，是最接近的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品(124µW)的百分之一。

作為一項(xiàng)附加優(yōu)勢(shì)，器件的低電源電壓特性允許電源電壓和I²C接口使用同一個(gè)1.8V電源。由于只需單路電源電壓，可有效降低功耗和設(shè)計(jì)復(fù)雜度。器件還提供一個(gè)地址引腳，允許在同一個(gè)I²C總線上掛接兩個(gè)傳感器。

更多信息

MAX44007/MAX44009專為空間受限的便攜系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提供2mm x 2mm x 0.6mm、6引腳、透光的UTDFN-Opto-EP無鉛封裝。