高频闪烁的 LED 和传感器

电器工程 引领 光传感器
2022-01-01 08:30:18

我想让 LED 快速闪烁。(超过1000次/秒,越快越好)

首先,我很好奇普通的现成 LED 具有如此高频率闪烁的能力。

目前我正在使用的 LED 数据表在这里我不知道出于我的目的应该查看哪些信息。或者你可以向我推荐其他产品。

其次,是否有一种传感器(光敏电阻等)具有如此好的时间分辨率来检测快速闪烁的 LED。

我的候选人是两个,CdS 电池光敏电阻光敏电压发生器同样,我必须查看哪些信息?

ps 我问这些问题是因为我想建立一个可见光通信系统。我已经成功地让 LED 每秒闪烁 32 次。但除此之外,我无法用肉眼判断它是否有效。

2个回答

逐个处理子部分:

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 都可以在远高于 1 KHz 的闪烁频率下工作:白色 LED 或其他使用二次荧光粉的 LED 将是最慢的,通常在 1 至 5 MHz 区域内达到顶峰,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)。

截止频率是光发射下降到初始强度一半的最大频率。很少有 LED 数据表列出截止频率,但 LED 的上升时间和下降时间更常见 - 不幸的是,问题中链接的特定数据表没有。

在实践中,对于一个形状良好的方脉冲,在截止频率的十分之一处达到顶峰是安全的,因此1 MHz 可见光通信是非常合理的。只要 LED 是 SMD 或具有非常短的引线长度,并且 PCB 走线/元件引线电容和电感保持在最低限度,在没有复杂的脉冲整形驱动电路的情况下将 LED 驱动到 1 MHz 是可行的。

更多关于 LED 截止频率的学术信息可以在这里找到。

是否有传感器(光敏电阻等...)具有如此好的时间分辨率来感应快速闪烁的 LED。

CdS 光电管不适用于高频光感测:普通 CdS 电池的上升 + 下降时间约为几十到几百毫秒。例如,这个随机挑选的数据表提到了 60 毫秒的上升时间和 25 毫秒的下降时间。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在低到中等强度(即与 LED 源相距一定距离)感测高速光脉冲的首选方案。BPW34 PIN 二极管的此数据表表明上升和下降时间各为 100 纳秒,这将容忍 5 MHz 信号,因此保持安全裕度,1 MHz 将是舒适的。
BPW34

对于更高的信号传输速度和更低的信号强度,诸如此类的超昂贵高速硅雪崩光电二极管上升和下降时间仅为 0.5 纳秒,允许 1 GHz 信号,远远超出标准 LED 所能支持的范围。
雪崩光电二极管


如果发射的信号强度可以足够高,例如通过使 LED 光源和传感器彼此靠近,或者通过使用合适的透镜,并且所需的信号带宽不是太高,那么合适颜色的标准 LED本身就是一种合适的光传感器。LED 可以很好地用作光检测器,并且足以发出数百 KHz 的信号频率,甚至可能高达 MHz,具体取决于为发射器和传感器选择的特定 LED。

Disney Research 的一篇有趣论文讨论了这一特定应用:“ An LED-to-LED Visible Light Communication System with Software-Based Synchronization

Anindo已经给你很好的直接答案,所以这是补充两个方面的观点。

首先,您似乎想“看到”通信,或者至少在视觉上看到 LED 闪烁。由于您眼睛的视觉持久性,这不会超过几十赫兹。你的眼睛LED 慢得多。

其次,由于无论如何您都不会看到脉冲或以 1 KHz 的频率闪烁,也许您可​​以放宽对可见光信号的要求。LED 信号通常使用 IR LED 完成,这是有充分理由的。IR LED 在相同的光照水平下通常需要更少的功率,或者可以处理更高的电流脉冲。IR 中的环境光水平通常较低。还有非常适合检测红外光的硅探测器。940 nm 是常见的波长。您会发现 LED 和光电二极管都为此进行了优化。