式中T 0 / T d 为脉冲电流的空度比。空度比越大， 允许的峰值电流越大。为了增加红外线的控制距离， 红外发光二极管应工作于脉冲状态。而脉动光( 调制光) 的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比， 因此只要尽量提高峰值电流I P, 就能增加红外光的发射距离。提高I P 的方法， 是减小脉冲占空比， 即压缩脉冲的宽度τ。但脉冲电流的空度比不能无限加大， 因为空度比过大时， 脉冲的宽度T d 太窄， 红外发光二极管还没来得及响应脉冲电流就消失了， 不能保证控制的有效性。

　　实验测得： 在供电电压1. 8V 的条件下， 正向工作电流IFP ≈92 uA, 因为空度比

计算红外发光二极管工作于脉冲状态时的峰值电流

。

　　从计算结果可以看出， 脉冲峰值电流较大， 从而使得发射率提高很多， 这样就增加了该微型开关开/ 关状态的稳定性和可靠性。同时， 可以根据具体需要， 在保证可靠性的前提下， 设置较低点的峰值电流， 实现降低功耗的目的。

　　延时上电控制信号发生电路由CPLD 的内部逻辑电路的12 位二进制异步计数器U4、7 位二进制异步计数器U5~ U6、D 触发器U 8 和与门U10构成。延时上电控制信号发生电路产生延时上电控制信号PON 给存储测试系统， 利用延时上电控制信号的电平变化来控制测试系统从等待工作状态进入全工作状态。

　　4 倒置开关工作原理及时序仿真

　　当光电开关处于正置状态时， 小钢球不会挡光， 红外光路导通， 光电三极管的发射极输出脉冲信号， 此脉冲信号与驱动发光二极管的脉冲电压信号频率相同， 占空比相同， 内部信号CLR 一直给7位二进制异步计数器U6 清零， U 6 的输出Q 为低电平， 延时上电控制信号PON 为低电平。

　　当光电开关处于倒置状态时， 小钢球挡住透光孔， 红外光路被隔断， 光敏三极管输出低电平， 内部信号CLR 为低电平， 清零作用无效， 延时上电控制信号发生电路开始计时， 连续计时满16 s 后延时上电控制信号PON 变为高电平， 该微型开关从“关”状态进入“开”状态， 利用延时上电控制信号的电平变化来控制测试系统从等待工作状态进入全工作状态。若小钢球隔断光路不能持续16 s 以上， 延时上电控制信号发生电路自动复位PON 输出低电平， 该微型开关仍处于“关”状态。

　　图5 是光路导通时电路可编程逻辑器件ispMA CH 4032ZE 的内部逻辑电路图的时序仿真图， 图6 和图7 是图5 中一个周期的局部放大图， CLK 频率是32 768 Hz, IR 信号周期是250 ms, 高电平时间是122us, 占空比1：2 047。图8 是光路隔断时的电路时序仿真图， 光路隔断后ID 为低电平， 16 s后信号PON 变为高电平。

　　

　　

　　

　　

　　5 结束语

　　该微型倒置开关的壳体与开关各模块之间填充有抗冲击与振动的缓冲材料， 提高了抗冲击与抗振动的能力。该微型倒置开关能够在- 40 ~55℃ 的温度范围内正常工作， 能满足存储测试系统对耐高低温的需求。

　　本文所设计的微型脉冲供电式光电倒置开关是实现存储测试系统微功耗的关键部件， 具有微体积、微功耗、耐高低温、抗高冲击、抗振动和可靠性高等优点， 该微型开关适用于各种存储测试系统， 值得提倡、采用和推广使用。

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