摘要：tcs230可編程彩色光／頻率轉換器是為高分辨率彩色傳感器提供pwm數字接口的首款集成器件，該器件在單芯片上集成了可配置的硅光電二極管陣列和一個電流／頻率轉換器。文中詳細介紹了tcs230的基本結構、主要性能及應用信息。

    關鍵詞：tcs230；光／頻率轉換器；可編程；彩色傳感器

    １　概述

    ｔｃｓ２３０ 是ｔａｏｓ公司最新推出的業界首款帶數字兼容接口的ｒｇｂ彩色光／頻率轉換器，它內部集成了可配置的硅光電二極管陣列和一個電流／頻率轉換器，其結構框圖如圖１所示。ｔｃｓ２３０輸出為占空比５０％的方波，且輸出頻率與光強度成線性關系。該轉換器對光響應范圍為２５０�煟埃埃啊�１，典型輸出頻率范圍為２ｈｚ～５００ｋｈｚ，用戶可通過兩個可編程引腳來選擇１００％、２０％或２％的輸出比例因子。ｔｃｓ２３０的輸入輸出引腳可直接與微處理器或其他邏輯電路連接。通過輸出使能端ｏｅ將輸出置于高阻狀態可使多個器件共享一條微處理器輸入線。

    ｔｃｓ２３０可編程彩色光／頻率轉換器將紅、綠和藍濾波器集成在單芯片上，因此無需ａｄｃ就可實現每彩色信道１０位以上的分辨率。芯片內含一個交叉連接的 ８×８光電二極管陣列，其中每１６個二極管提供一種色彩類型，共有紅、藍、綠和清除全部光信息四種類型，可最大限度地降低入射光幅射的不均勻性。所有同顏色的１６個光電二極管都是并聯連接，工作時通過可編程的引腳來動態選擇色彩，以此來增加精確度和簡化光學電路。該芯片采用８引腳ｓｏｉｃ表面貼封裝，適用于色度計的測量應用。

    ｔｃｓ２３０的主要特點如下：

    ●可完成高分辨率的光照度／頻率轉換；

    ●色彩和滿度輸出頻率可編程調整；

    ●可直接與微處理器通訊；

    ●單電源工作，工作電壓范圍：２．７ｖ～５．５ｖ；

    ●具備掉電恢復功能；

    ●５０ｋｈｚ時非線性誤差的典型值為０．２％；

    ●穩定的２００ｐｐｍ／℃的溫度系數。

    ２ ｔｃｓ２３０的引腳功能

    ｔｃｓ２３０的引腳排列如圖２所示，各管腳的功能描述見表１所列。

    表1 tcs230管腳功能

    ３ ｔｃｓ２３０的主要參數

    ３．１ 電學特性參數

    ｔｃｓ２３０在ｔａ ＝２５℃�煟觯洌洌剑担鰲l件下的電學特性如表２所列。其中，滿度輸出頻率是指傳感器在沒有飽和時的最大輸出頻率。

    表2 tcs230的電學特性參數

    ３．２ 工作特性參數

    ｔｃｓ２３０的工作特性參數如表３所列。其中，飽和度是指滿度輸出頻率與光靈敏度之比；照明響應度ｒｖ可通過發光功率值由光靈敏度計算得出；非線性度定義為輸出頻率ｆｏ偏離０和滿度頻率之間直線的程度，可表示為滿度頻率的百分比。所有測試均采用發光二極管做光源，以小角度入射輻射光進行測量。

    表3 tcs230的工作特性參數

    ４　應用設計

    ４．１ 光電二極管的選擇

    光電二極管的類型（藍色、綠色、紅色、清除）選擇可通過控制兩個邏輯輸入ｓ２ 和ｓ３來實現，具體方法如表４所列。

    表4 光電二極管類型選擇

    表5 輸出頻率分頻比例選擇

    ４．２ 輸出頻率分頻設定

    輸出頻率分頻比由兩個邏輯輸入ｓ０和