高频闪烁的LED和传感器


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我想使LED快速闪烁。(每秒闪烁超过1000次,越快越好)

首先,我很好奇常见的现成LED具有以如此高的频率闪烁的能力。

我目前正在使用的LED数据表在这里。我不知道应该为自己的目的查看哪些信息。或者您可以建议我其他产品。

其次,是否有一个传感器(光敏电阻等)具有如此高的时间分辨率,可以检测快速闪烁的LED。

我的候选人有两个,CdS电池光敏电阻光敏电压发生器。同样,我必须调查哪些信息?

ps我问这些问题,因为我想建立一个可见光通信系统。我已经成功地使LED每秒闪烁32次。但是除此之外,我无法用裸眼弄清楚它是否有效。


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只有1kHz?在这里,我认为您遇到了挑战...
Ignacio Vazquez-Abrams 2014年

我的意思是,第一步,1 kHz就足够了。但更进一步,越快越好。
Jeon 2014年

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1GHz是一个挑战。1kHz,不是很多。
伊格纳西奥·巴斯克斯

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电视遥控器通常使用以38kHz调制的(IR)LED,这些LED易于构建。(因此这些东西便宜买到)。S / PDIF接口(数字音频)使用(可见红色)LED,我相信它们的调制频率约为2MHz。您的问题可能不是LED,而是驱动电路。
jippie 2014年

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对于IR,那些TSOP ***接收器用于远程控制应用(38kHz,<1美元),只需搜索“ tsop ir接收器”即可。
JimmyB 2014年

Answers:


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要一个子部分一个接一个地处理:

常见的现成LED具有以如此高的频率闪烁的能力

几乎所有可用的LED都可以以高于1 KHz的闪烁频率工作:白光LED或其他使用次级磷光体的LED速度最慢,通常在1至5 MHz范围内达到峰值,而标准的现成初级LED(红色,蓝色,绿色,IR,UV等)的额定截止频率通常为10至50 MHz(正弦波)。

截止频率是发光下降到初始强度的一半时的最大频率。很少有LED数据表列出截止频率,但是LED的上升时间和下降时间更为常见-不幸的是,对于问题中链接的特定数据表而言,这种情况并非如此。

在实践中,对于形状良好的方波,可以安全地以截止频率的十分之一为起点,因此1 MHz可见光通信非常合理。只要LED是SMD或引线长度非常短,并且PCB迹线/组件引线的电容和电感都保持最小,将LED驱动至1 MHz是可行的,而无需复杂的脉冲整形驱动电路。

有关LED截止频率的更多学术信息,请参见此处

是否有一个传感器(光敏电阻等)具有如此高的时间分辨率,可以检测快速闪烁的LED。

CdS光电管不适用于高频光感测:普通CdS光电管的上升+下降时间为数十到数百毫秒。例如,这个随机选择的数据表提到60 ms的上升时间和25 ms的下降时间。因此,它可以处理的最高频率低于11赫兹。

光电二极管和光电晶体管是用于以低至中等强度(即,与LED源保持一定距离)感应较高速度的光脉冲的首选选项。此BPW34 PIN二极管的数据表指示每个上升和下降时间为100纳秒,这将容许5 MHz信号传输,因此在1 MHz的安全范围内保持舒适。
BPW34

对于更高的信令速度和更低的信号强度,超昂贵高速硅雪崩光电二极管,如这一个具有上升和下降少的倍0.5纳秒,允许1 GHz的信号,远远超出了标准的LED将支持。
雪崩光电二极管


如果发出的信号强度足够高(例如,使LED源和传感器彼此靠近,或者使用合适的透镜),并且所需的信号带宽不太大,则具有合适颜色的标准LED本身就是一个合适的光传感器。LED可以很好地用作光检测器,并且对于数百KHz的信号频率将足够,根据发射器和传感器选择的特定LED,信号频率甚至可能高达MHz。

迪士尼研究公司的一篇有趣的论文谈到了这一特定应用:“ 具有基于软件的同步的LED到LED可见光通信系统


更正。常规的硅光电二极管可能比您想象的要快得多。例如,Thorlabs FDS010 thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=FDS010的上升和下降时间为1纳秒,因此可以用于数百兆赫兹的频率。APD的使用速度通常不如灵敏度高。
WhatRoughBeast

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@WhatRoughBeast注意,并进行了适当的编辑。谢谢。
Anindo Ghosh 2014年

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我从未考虑过将LED用作光电探测器,但这是非常新颖且有趣的。谢谢您的回答
David Wilkins 2014年

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@David:嗯,LED具有光电二极管的基本组成部分:PN或PIN结与环境光耦合。
Ben Voigt 2014年

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Anindo已经为您提供了很好的直接答案,因此这是增加了两个要点。

首先,您似乎想“看到”通信,或者至少在视觉上看到LED闪烁。由于眼睛的视觉持续存在,这种情况不会在几十赫兹以上发生。你的眼睛是比的LED慢。

其次,由于无论如何都不会看到脉冲或以1 KHz的频率闪烁,因此也许可以放宽对可见光信号的要求。LED信号发送通常是使用IR LED进行的,这是有充分理由的。对于相同的光照水平,IR LED通常需要较少的功率,或者可以处理较高的电流脉冲。在IR中,环境光水平通常较低。还有一些非常适合检测红外光的硅检测器。940 nm是常见波长。您会发现为此进行了优化的LED和光电二极管。

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