如何使红外接近探测器不受日光影响？

我正在尝试制造一个红外接近测量设备。

我希望它的范围是10厘米或4英寸（也许是15厘米？）。我使用的频率是10 KHz。这是我使用的电路，除了我使用了1 nF的电容器和电阻器以使其适合频带外-超过10 KHz。我已将LM358A用于运算放大器，但我不知道我的IR二极管的部件ID。

为了提高灵敏度并消除偏移，我使用LM358A内的另一个OP-AMP添加了增益为10的差分放大器。我使用了一个电位计来设置要从下面的电路中减去的电压。

有用！具有合理的线性度。但是，电压水平会随着日照强度而变化。

有什么方法可以使用LDR使该设备不受日光影响？我试图将LDR与失调电位器并联连接，但是很明显，这并没有给出良好的逻辑结果。我没有任何红外滤光片，从Farnell或土耳其的此类滤光片中获取它们确实很昂贵。

从这里。

编辑：

这是我的示意图：

我不认为使用LDR的信号有多大作用，因为该电路已经具有某种环境光抑制功能：它是电容器C8上的高通滤波器。

我同意MikeJ-UK的观点，即信号可能已被环境光饱和。

如果您只是想让接近传感器在更多的环境光下工作，建议您将红外滤光片放在探测器的前面。

如果这太容易了（或者您也有很多环境红外光，例如，因为阳光照在检测器上）：
您必须解决信号完全被环境光阻塞的问题。

假设由信号引起的光电流为几微安或更小，环境光已经给您提供了0.1mA的电流，那么在输入分压器（D1 / R10）上只有非常小的信号电压。分压器中流动的电流（由环境光引起）越多，信号越小。

仅增加放大倍数就无济于事，因为噪声也会被放大，我认为您进入的区域中，您必须要注意信噪比。

因此，与其在检测器上没有分压器，一种更好的方法是利用跨阻放大器：

其输出电压与光电流成线性关系。因此，无论您有多少环境光，它都将至少为您提供恒定的信号电平（另请参见Bob Pease的这篇有关此问题的文章）。

当然，这仅在一定范围内是正确的：如果您的放大器被卡住，您将无能为力。

因此，带通滤波之前的放大倍数一定不能太大。但是，如果使带通滤波器足够窄，则可以随后进行巨大的放大（例如在无线电接收机中）。

您要从二极管信号中提取已知频率的幅度。您可以尝试使用非常窄的带通滤波器来完成此操作，但是存在局限性。另一种选择是使用锁定放大器。它们可能比模拟带通滤波器好几个数量级。

锁相放大器基本上将您的输入信号与所需频率的参考信号相乘。然后对输出进行低通滤波。在此过程中，所有不匹配参考的频率分量都不会产生任何明显的DC输出，因为不同周期的值会相互破坏性地进行补偿。

我试图找到一些好的插图，并找到了LabView应用笔记和简短的功能说明。

软件方式：单片机

随时可用的芯片：AD630（必须便宜一些）

好吧，尽管这里的想法似乎很优雅..好吧，如果您不能简单地说，那就不对了。Oli Glaser也许是这里最好的主意，即使我以前自己也尝试过。您必须关闭IR LED来采样环境光，然后再将其打开以采样读数，方法是减去这些测量值，您将获得正确的测量值。由于光电晶体管的饱和水平，几乎不会带来任何不便，但最好的解决方法是摆脱它。如果您的LED功率较低，则不建议您使用IR帽式过滤器。

我怀疑输入已经饱和。在较高的环境光水平下，二极管通过的电流接近100uA，将不会留下任何偏压。尝试减少50k电阻。

如果将信号馈入微控制器，则可以使用校准例程针对环境光进行调整。

例如，如果在没有任何传输的情况下读取电平，则可以从“ ON”读数中减去该值，以获得由您的IR发射器引起的差异。
这样的事情应该有所帮助。您可以对运算放大器反馈中的LDR进行类似操作以调整增益，但是正确设置起来会比较棘手。

另一件事可能是拥有一个更尖锐的带通滤波器（例如，交错2或3级），以便仅“看到”调制频率。

在Wikipedia上查看阳光光谱，由于大气中水蒸气吸收了IR，因此在940nm处存在一个下降。

使用工作在940nm的红外光源和传感器将大大减少环境光的吸收。

RPR220是一款，具有800nm和940nm版本。

我会同意Oli Glaser关于使用微控制器的建议，但我也建议进行一些电路更改：

1. 我建议向微控制器添加第二个ADC输入，以感测光电二极管的DC电平。我的猜测是光电二极管的灵敏度是非线性的。如果交流输入的增益是直流输入的100倍，则计算输入的组合值（直流值是交流值的100倍）并执行一些转换（或使用查找表进行插值）以获得线性化的值。
2. 添加模拟带通滤波器但移除解调器可能会有一些好处。让处理器以40KHz对输入进行采样。使用四个滚动平均滤波器（第一个线性化的样本过滤器0，紧接着过滤器1，然后是2、3、0、1、2、3等），并将交流信号电平计算为（f2-f0）*（f2 -f0）+（f3-f1）*（f3-f1）。这种方法将提供比峰值检测器更好的抗噪能力。

我已经看到了一些红外前置放大器电路的变体，它们可以控制二极管偏置以避免饱和，例如， 该Elmos器件 和这款非常古老的红外前置放大器SL480 我已经使用了基于第一个示例的电路，用于室外接近传感器和效果很好。

机械的解决方案也是可能的，“ snoot”是一种可以保护接收者免受大多数环境光影响的灯管。

您是否尝试过将一个额外的传感器作为对照组，使其暴露在相同的环境光下但没有检测到您的真实传感器会遇到的障碍？然后，将控制组传感器的信号减去工作传感器的信号。

它在学者项目中为我工作了几次，哈哈。那是我不知道如何编写软件过滤器的时候。