光电检测技术与应用课程设计
光电检测系统课程设计报告
********光电系统设计与检测说明书电子照片（证件照）题目红外遥控设计系(部) ******专业(班级) ******姓名****学号20100411**指导教师******起止日期13年6月 3日6月15日长沙学院课程设计鉴定表10级光电检测课程设计任务书系(部):电子与通信工程系专业：光电指导教师: 刘莉孙利平谭志光谢志宇 2013-6-8摘要：很多电器都采用红外遥控,那么红外遥控的工作原理是什么呢?本文将介绍其原理和设计方法。
红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。
常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。
红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的，在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。
也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。
接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。
关键词：80c51单片机、红外发光二极管、晶振目录1、绪论 (7)2、红外遥控器 (8)2.1、基本原理及应用 (8)2.2、红外遥控发射部分 (9)2.3、红外遥控接收部分 (11)2.4、系统设计 (12)3、设计思路 (13)4、设计成果展示 (14)5、总结 (15)6、参考文献： (15)附录1： (16)1、绪论人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。
比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。
红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm 之间的近红外线来传送控制信号的。
发射部分的主要元件为红外发光二极管。
它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。
光电检测技术课程设计
光电检测技术 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握光电检测技术的基本原理，理解光电效应、光电器件的工作机制及其在检测中的应用；2. 使学生了解不同类型的光电传感器及其特点，能根据实际需求选择合适的光电传感器；3. 引导学生掌握光电检测系统中的信号处理方法，了解相关检测电路的设计与实现。
技能目标：1. 培养学生运用光电检测技术解决实际问题的能力，能进行简单的光电检测系统设计；2. 提高学生动手实践能力，能正确操作光电传感器及相关检测设备，进行数据采集和处理；3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在小组合作中共同完成光电检测系统的设计与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对光电检测技术及其应用的兴趣，激发创新意识，提高学习积极性；2. 增强学生的环保意识，了解光电检测技术在环保、节能等领域的重要作用；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到光电检测技术在国家经济发展和国防建设中的地位和作用。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，结合物理知识和实际应用，注重理论与实践相结合。
学生特点：高二学生在物理知识方面具备一定基础，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力，对新技术和新设备充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，提高学生的主动学习能力；注重实践操作，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够将光电检测技术应用于实际生活和工作中，为我国光电产业的发展做出贡献。
二、教学内容1. 光电检测技术基本原理- 光电效应（光电导效应、光伏效应、光生伏特效应）- 光电器件（光敏二极管、光敏三极管、光电管、光电耦合器）2. 光电传感器及其应用- 不同类型的光电传感器（环境光传感器、位置传感器、转速传感器等）- 光电传感器的选型与应用3. 光电检测系统设计- 信号处理方法（模拟信号处理、数字信号处理）- 检测电路设计与实现（放大电路、滤波电路、信号转换电路等）4. 实践操作与案例分析- 光电传感器操作与调试- 光电检测系统设计实例分析- 小组项目：设计并实现一个简易的光电检测系统教学大纲安排：第一周：光电检测技术基本原理学习，了解光电器件的工作机制；第二周：学习光电传感器及其应用，进行光电传感器选型分析；第三周：学习光电检测系统设计，掌握信号处理方法和检测电路设计；第四周：实践操作与案例分析，小组项目设计与实施；第五周：项目展示与评价，总结课程学习成果。
光电技术教学大纲
光电技术教学大纲一、课程简介本课程旨在引导学生深入了解光和电的相互作用原理，掌握光电技术的基本原理和应用，培养学生的创新思维和实践能力。
二、教学目标1.理解光电效应及其应用；2.掌握光电检测与测量技术；3.学会运用光电技术解决工程实际问题；4.具备对光电故障进行诊断和维修的能力；5.培养创新思维和实践能力。
三、教学内容第一讲：光电效应及其应用1.光电效应的基本原理；2.光电效应在太阳能应用中的作用；3.光电效应在光电检测中的应用；4.光电效应在数字存储领域的应用。
第二讲：光电检测与测量技术1.光电传感器的种类和原理；2.光电传感器的检测与测量方法；3.光电解调技术；4.光纤传感技术。
第三讲：光电技术在工程实践中的应用1.光电技术在制造业中的应用；2.光电技术在医疗卫生领域中的应用；3.光电技术在交通运输中的应用；4.光电技术在军事领域中的应用。
第四讲：光电故障诊断与维修1.光电故障的分类和特点；2.光电故障的诊断和排除方法；3.光电故障的维修技术。
第五讲：光电技术的创新与实践1.光电技术的前沿发展；2.光电技术的实践应用；3.光电技术的创新思维；4.光电技术的创新应用实践。
四、教学方法1.理论讲授；2.实验学习；3.课程设计；4.职业技能培训。
五、考核要求1.日常考核：50分；2.实验考核：20分；3.课程设计：20分；4.考试：10分。
六、参考教材1.《光电技术基础》；2.《现代光电技术》；3.《光电测量技术》；4.《DigiTech-光电技术实践教程》。
七、教学资料1.课件资料；2.相关实验文档；3.操作手册及实验器材清单；4.自主学习资料。
八、教学进度本课程共分为五次教学，每次教学分别对应一讲内容，具体安排如下：1.第一讲：光电效应及其应用；2.第二讲：光电检测与测量技术；3.第三讲：光电技术在工程实践中的应用；4.第四讲：光电故障诊断与维修；5.第五讲：光电技术的创新与实践。
九、教学评价本课程采用科学、客观的测评方法进行应用，重视对学生的日常表现和课程实践能力的考查。
光电仪器设计课程设计
光电仪器设计课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握光电仪器设计的基本原理和方法，培养学生运用光电知识解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生将能够：1.了解光电仪器的基本原理和组成；2.掌握光电检测、信号处理和显示技术；3.学会光电仪器的设计方法和步骤；4.能够运用所学知识解决实际光电仪器设计问题。
同时，培养学生团队合作、创新意识和工程实践能力，提高学生对光电仪器的兴趣和热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光电仪器的基本原理、光电检测技术、信号处理和显示技术、光电仪器的设计方法和步骤。
具体包括以下几个部分：1.光电仪器的基本原理：光的传播、光电效应、光的检测；2.光电检测技术：光电探测器、信号处理电路、显示技术；3.光电仪器的设计方法和步骤：设计原理、设计方法、设计实践；4.光电仪器案例分析：分析实际光电仪器的工作原理和设计方法。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解光电仪器的基本原理和设计方法，使学生掌握光电仪器的理论知识；2.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队合作能力和创新意识；3.案例分析法：分析实际光电仪器的设计案例，使学生了解光电仪器的实际应用；4.实验法：进行光电仪器的设计和实验，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《光电仪器设计》作为主教材，系统介绍光电仪器的理论知识；2.参考书：推荐《光电检测技术》、《信号处理与显示》等参考书，供学生深入学习；3.多媒体资料：制作光电仪器设计的PPT、视频等多媒体资料，帮助学生更好地理解光电仪器的原理和设计方法；4.实验设备：准备光电仪器设计所需的实验设备和器材，进行实际操作和实验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以保证评估的客观性和公正性，全面反映学生的学习成果。
光电信息课程设计
光电信息课程设计一、教学目标本章节的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
1.知识目标：学生需要掌握光电信息的基本概念、原理和应用，了解光电技术的发展趋势。
2.技能目标：学生能够运用光电信息知识解决实际问题，提高动手能力和创新能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对光电技术的兴趣和热情，增强民族自豪感，树立正确的科学观。
二、教学内容本章节的教学内容分为五个部分：光电信息的基本概念、光电元件、光电检测技术、光电信息技术应用、光电技术的发展趋势。
1.光电信息的基本概念：光的传播、光电效应、光的波动性等。
2.光电元件：光电探测器、光电开关、光电二极管等。
3.光电检测技术：光电信号的放大、滤波、线性拟合等。
4.光电信息技术应用：光纤通信、光电显示、光电存储等。
5.光电技术的发展趋势：集成光学、量子光学、生物光学等。
三、教学方法本章节的教学方法采用多种手段，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：教师讲解光电信息的基本概念、原理和应用。
2.讨论法：学生分组讨论光电技术在生活中的应用，分享心得体会。
3.案例分析法：分析具体的光电项目，让学生了解光电技术在实际中的应用。
4.实验法：学生动手进行光电实验，巩固理论知识。
四、教学资源本章节的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的光电信息知识。
2.参考书：提供丰富的参考资料，帮助学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等，增强课堂教学的趣味性。
4.实验设备：购置先进的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本章节的教学评估主要包括平时表现、作业、考试等评估方式，以全面、客观、公正地反映学生的学习成果。
1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，鼓励学生积极发言。
2.作业：布置适量的作业，检查学生对知识的掌握程度，提高学生的动手能力。
3.考试：定期进行光电信息课程考试，检验学生对知识的系统掌握。
光电检测技术课程设计流水线光电计数器的设计
光电检测技术课程设计流水线光电计数器的设计仪器科学与工程学院组长：组员：目录1引言 (2)2 设计内容及要求 (2)2.1基本内容 (2)2．2提高要求 (2)3 光电计数器的系统设计 (3)3.1系统硬件设计 (3)3.1．1各模块组成 (4)3.1.2系统总电路图 (7)3.2软件程序设计 (8)4结束语 (11)参考文献 (11)流水线光电计数器的设计摘要：本系统采用的是以单片机AT89C52为核心的自动计数器。
将红外发光管与光电接收管相对放置，每当物体通过一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，输入至单片机AT89C52的P3.2口，通过软件控制并以LED加以显示，便可以实现对物体的计数统计。
本计数器可将机械或人工计数方式变为电子计数，并且采用LED数码管显示，可适用于诸多行业。
关键词：自动计数器，计数触发，光电式传感器The design of photoelectric counterKey words：automatic counters, counting trigger, photoelectric sensor1 引言21世纪是信息时代，获取信息，处理信息，运用信息。
传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。
在啤酒、汽水和罐头等灌装生产线上，常常需要对随传送带传送到包装处的成品瓶进行自动计数，以便统计产量或为计算机管理系统提供数据。
而数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。
数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的，通常分为接触式计数器和非接触式计数器两种。
本次设计的光电计数器为非接触式计数器中的一种。
光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。
它的理论基础是光电效应。
这类效应大致可分为三类。
第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。
光电检测原理与技术课程设计光学准直系统
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持光电检测原理与技术课程设计光电准直系统一、引言准直系统是利用光学自准原理，利用小角度测量或可转化位小角度测量的一种常用技术测试仪器。
所谓光电准直系统就是光学准直系统与光电技术结合的产物。
它具有测量精度高的优点，在精密，超精密定位方面有重要的作用。
小角度测量有多种方法，本实验主要采用平面反射镜的光学杠杆原理，在探测光斑移动时使用CCD来经行图像的采集。
关键字：光学杠杆光学准直系统望远镜系统照明系统CCD二、基本原理：（一）光学准直系统的基本原理这部分系统，通常是由光源，位于物镜焦平面上的分划板和物镜三部分组成，望远镜实际上是准直装置的你应用，它是将入射的平行光在其焦平面上，然后再用目镜直接观察光斑的变化。
图 2.1 准直系统原理图2.2 望远镜系统工作原理一个准直管和一个望远镜组合，两个装置的光轴在一条直线上，我们将看到从发光点 F 发出的光线通过准直管的物镜变为平行于主光轴的光束，进入望远镜的物镜之后在汇聚到F点；同样发自焦平面上另一点F1的光线射出准直管后变成方向平行与光轴的光束，它在进入望远镜后汇聚于其焦平面的F1 点。
因此，线位移之比等于两系统焦距之比。
由于平行光束成像的位置位移的由他的方向所确定，而不受平行光束在进入透镜前所走过的距离的影响，所以与发光点 F 及F1相关的像F及F的位置不依赖于准直管和望远镜之间的距离。
在准直管的前面放置一个全反射镜，准直管发出的平行光束再由它本身来接受，就相当与集准直管与望远镜一体，这就是准直的原理。
将一个刻度线的图像以平行光束（准直光）的形式投射到反射镜上，该反射镜将其光束反射回准直系统。
如果反射镜与光轴垂直则光束将返回其自身。
如果反射镜倾斜一个角度a,则其反射光将于2a反射回来。
根据反射光的倾斜程度，自准图像将会以更大的角度发生位移。
通过测量自准直图像在X轴丫轴上的唯一可以测量得反射镜的角度变化。
光电转换课程设计总结
光电转换课程设计总结一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握光电转换的基本原理、方法和应用。
通过本课程的学习，学生应能够：1.描述光电效应的基本原理，包括光子能量、电子亲和能、逸出功等概念。
2.解释光电效应的实验规律，如爱因斯坦光量子假设、光电效应方程等。
3.分析光电探测器的工作原理，包括光生电子、载流子传输、检测电路等。
4.应用光电转换技术解决实际问题，如太阳能电池、光通信、光电开关等。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.光电效应的基本原理，包括光子能量、电子亲和能、逸出功等概念的介绍。
2.光电效应的实验规律，如爱因斯坦光量子假设、光电效应方程等。
3.光电探测器的工作原理，包括光生电子、载流子传输、检测电路等。
4.光电转换技术的应用，如太阳能电池、光通信、光电开关等。
三、教学方法为了实现教学目标，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握光电效应的基本原理和实验规律。
2.讨论法：通过分组讨论，让学生深入理解光电效应的微观机制和光电探测器的工作原理。
3.案例分析法：通过分析实际应用案例，让学生了解光电转换技术在现实生活中的应用。
4.实验法：通过动手实验，让学生亲身感受光电效应和光电转换过程，提高实验技能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《光电效应原理与应用》、《光电探测器设计与应用》等。
2.参考书：提供相关的参考书籍，如《光电子学》、《太阳能电池原理与技术》等。
3.多媒体资料：制作课件、视频、动画等多媒体资料，直观地展示光电效应和光电转换过程。
4.实验设备：准备光电效应实验仪、太阳能电池实验仪等实验设备，让学生进行实践操作。
通过以上教学设计，本课程将帮助学生系统地掌握光电转换的基本原理、方法和应用，提高学生的科学素养和实际操作能力。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化方式，全面、客观地评价学生的学习成果。
光电检测技术与系统第二版课程设计
光电检测技术与系统第二版课程设计概述本课程设计旨在通过实践项目，深入了解光电检测技术和系统，并应用所学知识解决实际问题。
本设计将涵盖以下主题：•光电检测的概念和原理•光电检测中常用的器件和传感器•光电检测信号的处理和分析•光电检测系统的设计和实现本设计将分为两个部分：•第一部分：理论研究和实验演示。
•第二部分：实际项目研究和应用案例。
第一部分第一部分分为两个模块：第一模块（理论研究）本模块的目标是深入了解光电检测技术和系统的理论。
学生将学习以下重点内容：•光电检测的基本概念和原理•光电检测中常见的器件和传感器•光电检测信号的处理和分析方法•光电检测系统的设计和实现方法第二模块（实验演示）本模块的目标是让学生通过实验演示深入了解光电检测技术和系统的使用。
学生将学习以下内容：•如何选择和使用适当的光电检测传感器•光电检测信号的处理和分析方法•光电检测系统的设计和实现方法学生将运用已学习的理论知识和实验演示，制作一份光电检测技术的课程报告，该报告的目标是让学生在光电检测技术和系统方面的理解更加深刻。
第二部分第二部分分为两个模块：第一模块（实际项目研究）本模块的目标是让学生通过研究具体的实际项目，深入了解光电检测技术和系统在实际应用中的使用。
学生将研究以下内容：•光电检测技术在现实生活中的应用案例•光电检测技术在现实生活中面临的挑战和问题•光电检测技术的未来发展趋势第二模块（应用案例）本模块的目标是让学生通过应用案例研究，了解光电检测技术和系统在实际情况中的应用。
学生将学习以下内容：•光电检测技术在实际应用中的优势和不足•光电检测技术在不同行业中的应用案例•光电检测系统的设计和实现方法学生将运用已经学到的知识和调查结果，制作一份光电检测技术的应用案例报告，该报告的目标是让学生对光电检测技术在实际应用中有更为深刻的了解。
总结通过本课程设计，学生将学到光电检测技术和系统的基本概念和原理，掌握光电检测中常见的器件和传感器，学会光电检测信号的处理和分析方法，了解光电检测系统的设计和实现方法。
CCD测量课程设计
CCD测量课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握CCD（电荷耦合器件）的基本原理、性能参数和测量方法，能够运用CCD进行图像采集和处理。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解CCD的基本结构和工作原理；（2）掌握CCD的性能参数，如分辨率和灵敏度等；（3）熟悉CCD的测量方法和应用领域。
2.技能目标：（1）能够使用CCD进行图像采集；（2）能够对CCD采集的图像进行处理和分析；（3）能够运用CCD解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和实践能力；（2）增强学生对光电技术的兴趣和热情；（3）培养学生团队合作和沟通交流的能力。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：D的基本原理：介绍CCD的结构、工作原理和特点；D的性能参数：讲解分辨率和灵敏度等性能参数的定义和计算方法；D的测量方法：介绍CCD的测量原理和实验操作方法；D的应用领域：阐述CCD在光电技术中的应用和实例。
三、教学方法为了达到课程目标，采用以下教学方法：1.讲授法：讲解CCD的基本原理、性能参数和测量方法；2.讨论法：学生讨论CCD的应用领域和实际问题解决方案；3.案例分析法：分析典型的CCD应用案例，引导学生运用CCD解决实际问题；4.实验法：安排实验室实践，让学生亲自动手操作CCD进行图像采集和处理。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，准备以下教学资源：1.教材：选用《光电技术》等相关教材，为学生提供理论基础；2.参考书：提供《CCD原理与应用》等参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，直观展示CCD的工作原理和应用实例；4.实验设备：准备CCD器件、图像采集卡等实验设备，让学生进行实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等，以全面反映学生的学习成果。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和理解程度；2.作业：布置相关的CCD测量练习题，评估学生的掌握情况；3.考试：安排一次期中考试，测试学生对CCD基本原理、性能参数和测量方法的掌握程度。
(整理)光电课程设计_光学仿真.
概述：一、光源在光纤通信系统中，光源器件可实现从电信号到光信号的转换，是光发射机以及光纤通信系统的核心器件，它的性能直接关系到光纤通信系统的性能和质量指标。
光纤通信系统要求光源具有合适的发射波长，处在光纤的低损耗窗口之中；有足够大的输出功率，从而有较长的传输距离；有较窄的发光谱线，可以减少光纤的色散对信号传输质量的影响；易于与光纤耦合，确保更多的光功率进入光纤；易于调制，响应速度要快，调制失真小，带宽大；在室温下能连续工作，可靠性高，寿命至少在10万小时以上。
下面简单介绍已广泛应用的两类半导体光源：半导体发光二极管（LED ）和半导体激光二极管（LD ）。
1 发光二极管（LED ）发光二极管（LED ）是低速、短距离光波通信系统中常用的光源。
其寿命很长，受温度影响较小，输出光功率与注入电流的线性关系较好，价格也比较便宜。
驱动电路简单，不存在模式噪声等问 题。
发光二极管结构简单，是一个正向偏置的PN 同质结，电子-空穴对在耗尽区辐射复合发光，称为电致发光。
发出的部分光耦合进入光纤供传输使用。
LED 所发出的光是非相干光，具有较宽的谱宽（30～60nm ）和较大的发射角（≈100°）。
自发辐射产生的功率是由正向偏置电压产生的注入电流提供的，当注入电流为I ，在稳态时，电子-空穴对通过辐射和非辐射复合，其复合率等于载流子注入率I/q ，其中发射电子的复合率决定于内量子效率ηint ，光子产生率为(I ηint/q)，因此LED 内产生的光功率为()int int /P w q η= (2.1)式中，ω 为光量子能量。
假定所有发射的光子能量近似相等，并设从LED 逸出的功率占内部产生功率的份额为ηext ，则LED 的发射功率为()int int /e ext ext P P w q I ηηη== (2.2) ηext 亦称为外量子效率。
由上式可知，LED 发射功率P 和注入电流I 成正比。
一维PSD位移测量设计(光电检测课设)
摘要2一、引言3二、根本原理3三、结构与测量原理3四、位移测量设计41、一维PSD位移测量原理52、一维PSD转换电路与分析6五、结论分析7参考文献8摘要半导体光电位置传感器〔即PSD〕是一种基于横向光电效应的新型半导体光电位置敏感传感器。
它除了具有光电二极管阵列和CCD的定位性能外，还具有灵敏度高、分辨率高、响应速度快、电路配置简单等特点，因而被人们所重视。
PSD 的开展趋势是高分辨率、高线性度、快响应、与信号采集处理等多功能集成。
本文基于一维PSD位置传感器非接触性测量物体位移，实现对PSD的简单应用。
关键词：半导体横向光电效应PSD位置传感器转换电路一维PSD 非接触性位移测量一、引言半导体光电位置传感器(即PSD：Position Sensitive Device)是一种光电测距器件。
它除了具有光电二极管阵列和CCD的定位性歪，还具有灵敏度高，分辨率高，响应速度快与信号采集处理等多功能集成。
PSD基于非均匀半导体"横向光电效应"，达到器件对入射光或粒子位置敏感。
PSD由四局部组成：PSD传感器、电子处理元件、半导体激光源、支架〔固定PSD光传感器与激光光源相对位置〕。
PSD的主要特点是位置分辨率高、响应速度快、光谱响应X围宽、可靠性高，处理电路简单、光敏面内无盲区，可同时检测位置的光强,测量结果与光斑尺寸和形状无关。
由于其具有特有的性能，因而能获得目标位置连续变化的信号，在位置、位移、距离、角度与其相关量的检测中获得越来越广泛的应用。
在PSD光电实验中，根据读出电压值的变化，可以知道物体的运动变化，从而达到了解光电传感器的构造原理和电子线路的设计与实践、运算放大器的应用。
由于其具有精度高的优点，在测量物体时，即使测量物体位置有微小的变化，电压值都会有很明显的变化。
二、根本原理PSD是一种基于非均匀半导体横向光电效应的、对入射光或粒子位置敏感的光电器件。
PSD的光敏面能将光点位置转化为电信号，当一束光射到PSD的光敏面上时，在同一面上的不同电极之间将会有电流流过，这种电压或电流随着光点的位置变化的现象时半导体的横向光电效应。
“光电系统设计”课程教学的改革与探索1
科技资讯2017 NO.13SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION科 技 教 育154科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION光电技术的广泛应用,已成为推动现代信息社会发展不可或缺的综合性技术。
美国商务部曾说过,谁在光电行业取得主动权,谁就将在21世纪的尖端科技竞争中夺魁。
为了适应时代发展和国家经济建设的需要,全国各大高校非常重视光电专业和光电人才队伍的建设[1]。
近十几年来,各大高校陆续开设相关专业及扩大招生规模,光电专业人才队伍的建设不断壮大。
为了适应社会对光电专业人才的迫切需求,巩固学生应用光电专业基础知识,提高学生对光电系统的应用能力和设计能力,笔者学校开设了“光电系统设计”课程。
该课程是电子科学与技术本科专业的专业限选课,通过综合运用各先修课程的理论与知识,围绕如何提高总体系统性能水平这一主线,通过对信息光电系统和能量光电系统的若干典型设计案例的分析介绍,使学生初步掌握光电系统设计的基础理论和工程方法,培养学生的创造性和综合解决实际问题的能力。
尽管在该课程之前,学生已修过应用光学、物理光学、信号与系统、光电检测与光电传感器、单片机应用技术等光学、光电子学、电子学的基本原理知识,但缺少综合应用多门课程知识的能力,特别在具体应用及设计上缺少应有的经验,难以进行较复杂的系统设计。
因此,该课程需要培养学生掌握光电系统设计及制作的一般过程,学会正确使用基本的光电器件,使用辅助软件进行设计并调试的能力;更为重要的是培养学生综合应用所学知识的能力、理论联系实际能力、独立思考和分析解决问题的能力,为将来更高层次的课程设计及毕业设计夯实基础。
1 “光电系统设计”教学中存在的主要问题该课程在教学过程中,主要存在以下几个方面的问题。
1.1 教材内容与课程体系不匹配该课程涵盖光学、光电子和电子学等基础知识,涉及到光学成像、光电特性、典型光电系统的结构及设计方法等方面,内容非常宽广。
光电红外检测课程设计
光电红外检测课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握光电红外检测的基本原理、方法和应用。
通过本课程的学习，学生应能理解光电检测的物理基础，掌握光电探测器的工作原理和性能，了解光电检测技术在各个领域的应用，并具备一定的实验操作能力。
具体来说，知识目标包括：1.掌握光电效应和光子探测的基本原理；2.理解各种光电探测器的结构和工作原理；3.了解光电检测技术在光通信、光纤传感器、光电测量和光电显示等领域的应用；4.掌握光电实验的基本方法和技巧。
技能目标包括：1.能够分析和解决光电检测过程中的实际问题；2.具备光电实验的设计和操作能力；3.能够使用相关仪器和设备进行光电检测实验。
情感态度价值观目标包括：1.培养对光电检测技术的兴趣和热情，提高科学素养；2.培养团队合作精神和实践能力；3.增强创新意识和批判性思维。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光电效应和光子探测、光电探测器、光电检测技术及其应用等。
具体安排如下：1.第1-2章：光电效应和光子探测，包括光电效应的原理、光子探测的物理基础等；2.第3-4章：光电探测器，包括各种光电探测器的结构和工作原理、性能参数等；3.第5-6章：光电检测技术及其应用，包括光电检测技术在光通信、光纤传感器、光电测量和光电显示等领域的应用案例；4.实验环节：进行光电检测实验，包括光电效应实验、光电探测器性能测试实验等。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解光电效应和光子探测、光电探测器、光电检测技术及其应用的基本原理和概念；2.讨论法：通过小组讨论和课堂讨论，引导学生深入思考和探讨光电检测技术的相关问题；3.案例分析法：通过分析光电检测技术在实际应用中的案例，使学生更好地理解和掌握相关知识；4.实验法：通过实验操作，使学生掌握光电检测实验的基本方法和技巧，提高实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
光电检测的课程设计
光电检测的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解光电检测的基本原理，掌握光电器件的工作机制和特性。
2. 学生能描述光电检测技术在现实生活中的应用，了解其在不同行业的重要作用。
3. 学生能掌握光电检测系统的组成，了解各个组成部分的功能和相互关系。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的光电检测电路，进行基本的光电信号检测。
2. 学生能通过实验操作，学会使用光电检测设备，进行数据采集和分析。
3. 学生能通过小组合作，解决实际光电检测问题，提高团队协作和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对光电检测技术产生兴趣，培养探究精神和创新意识。
2. 学生认识到光电检测技术在国家经济发展和国防建设中的重要性，增强社会责任感。
3. 学生在学习和实践过程中，树立正确的价值观，尊重科学，遵循伦理道德。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，结合物理知识和实际应用，培养学生的实践能力和创新精神。
学生特点：高二学生具备一定的物理基础和实验操作能力，对光电检测技术有一定的好奇心，但可能缺乏实际应用经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，通过实验和案例分析，帮助学生掌握光电检测知识，提高实践操作能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，激发学生的学习兴趣和社会责任感。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 光电效应原理：讲解光电效应的基本概念，包括光电发射、光电导、光伏效应等，以教材中相关章节为基础，结合实例进行阐述。
2. 光电器件：介绍常见光电器件如光敏二极管、光敏三极管、光电池、光电耦合器等的工作原理和应用，结合教材内容，分析器件特性。
3. 光电检测系统：讲解光电检测系统的组成，包括光源、光电器件、信号处理电路等，明确各部分的功能和相互关系，参照教材进度安排教学内容。
4. 实践应用：分析光电检测技术在现实生活中的应用，如自动门控、生产线计数、安防监控等，结合教材案例分析，让学生了解光电检测技术的广泛应用。
课程设计 光电脉搏检测电路设计报告
光电脉搏检测电路设计报告脉搏波的概述1.脉搏波的定义脉搏波是以心脏搏动为动力源, 通过血管系的传导而产生的容积变化和振动现象。
当心脏收缩时, 有相当数量的血液进入原已充满血液的主动脉内, 使得该处的弹性管壁被撑开,此时心脏推动血液所作的功转化为血管的弹性势能; 心脏停止收缩时, 扩张了的那部分血管也跟着收缩, 驱使血液向前流动, 结果又使前面血管的管壁跟着扩张, 如此类推。
这种过程和波动在弹性介质中的传播有些类似, 因此称为脉搏波(pulse wave) 。
2.脉搏信息血液在人体内循环流动过程中, 经历过心脏的舒张、内脏流量的涨落、血管各端点的阻滞、血管内波的折一反射以及血管壁的黏弹等过程。
脉搏波不仅受到心脏状况的影响, 同时要受到内环境调控功能器官(脏器) 状态所需血液参数以及系统状态参数等的影响。
所以脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息, 很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。
3.脉搏测量的意义脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象, 包含了反映心脏和血管状态的重要生理信息。
人体内各器官的健康状态、病变等信息将以某种方式显现在脉搏中即在脉象中。
人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息。
通过对脉搏波检测得到的脉波图含有出许多有诊断价值的信息, 可以用来预测人体某些器脏结构和功能的变换趋势, 如:血管几何形态和力学性质的变异会引起脉搏波波形和波速等性质的改变, 而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件, 脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现, 通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。
同时脉搏测量还为血压测量, 血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。
设计目的与意义❖目的应用光电式传感器、放大滤波电路组成的脉搏测量电路通过示波器显示人体指端动脉脉搏信息❖意义通过观测到的脉搏的次数、跳动的波形为临床提供部分诊断价值的信息, 为人体某些器脏结构和功能的变换趋势提供生理参考信号系统设计1.测量信号的特征❖人体信息本身具有不稳定性、非线性和概率特性。
光电技术课程设计心得
光电技术课程设计心得一、课程目标知识目标：使学生掌握光电技术的基本原理，理解光电器件的工作机理，了解光电技术在现代科技领域的应用。
能够描述光电效应、光电器件的构造及功能，并运用相关理论知识解释实际光电现象。
技能目标：培养学生具备分析和设计简单光电系统的能力，能够运用所学知识解决实际问题。
通过实验操作，提高学生动手能力和实验技能，使其能够正确使用光电仪器，进行基本的光电检测和信号处理。
情感态度价值观目标：激发学生对光电技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
使学生认识到光电技术在我国科技发展中的重要作用，增强民族自豪感和责任感，培养团队合作意识和敬业精神。
课程性质：本课程为高中年级物理选修课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：高中学生具备一定的物理基础和逻辑思维能力，对新技术有较强的求知欲和好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，采用启发式教学，引导学生主动探究光电技术原理和应用。
同时，注重培养学生的动手实践能力，提高其解决实际问题的能力。
1. 掌握光电技术基本概念、原理及光电器件的工作机理；2. 能够运用所学知识分析和解决实际问题，具备设计简单光电系统的能力；3. 提高实验操作技能，熟练使用光电仪器进行基本检测和信号处理；4. 增强对光电技术的兴趣，培养创新意识和团队合作精神；5. 认识到光电技术在我国科技发展中的重要性，树立正确的价值观。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 光电效应：介绍光电效应的概念、分类及产生条件，重点讲解光电效应的基本原理和应用。
2. 光电器件：讲解光电器件的类型、构造及工作原理，如太阳能电池、光敏电阻、光电二极管等，并分析其在实际应用中的优缺点。
3. 光电技术及应用：介绍光电技术在现代科技领域的应用，如光纤通信、激光技术、光电检测等，并结合实例进行分析。
4. 实践操作：安排学生进行光电实验，如制作简单的光电器件、光电检测电路等，提高学生的动手实践能力。
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光电检测技术与应用课程设计报告题目: 光控自动窗帘课程设计姓名：张仕伟亓勇夏克刚罗增生专业：电子科学与技术班级：12级2班学号： 1886120234 1886120217 18861202281886120214任课老师：何恩节摘要本文设计一款结构简单的光控自动窗帘，它是根据周围环境的亮度来实现窗帘的自动开、关的，它包括光感应电路，电机正、反转电路，自动停转电路。
光感应电路是由一个光敏电阻组成，由于绘制电路图的软件Multisim10没有光敏元件，电路图的光敏电阻是用可变电阻R3组成的，将R3阻值调到5%代表光电阻约为25kΩ，调到100%代表暗电阻约为500kΩ（真正的暗电阻一般在几MΩ）。
其中R4为室外光敏电阻用来与R3形成对比，来调节光亮度从而控制窗帘的关开时间。
控制电机正反转的控制电路由两片电压比较放大器LM339N集成运放组成的。
一.题目要求与方法论证1.1设计题题目光控自动窗帘生活在提高,时代在进步,人类在向文明迈进,不同的时代对居住空间、环境有不同的要求,这是社会的必然潮流。
单片机控制的自动窗帘系统,既能解决每天手拉开和关上窗帘的不便,又显示出了生活的档次,同时还可以根据光线的明暗来自动控制窗帘的开关,以调节室内的光线,更进一步地满足了人们的享受要求。
所以该产品能形成大规模生产,很快会普及全国市场,产生巨大的经济效益；另外，除了广大市民住宅使用外,该光控窗帘系统还可以广泛应用于别墅、公寓、宾馆、饭店、写字楼、歌舞厅、影剧院、会议厅、银行、学校、医院等各种公共场所,因此该产品具有广阔的市场前景。
1.2题目要求设计电路控制发动机正转和反转，实现当光强较强（早上）时窗帘自动开启，光强较弱（傍晚）时，窗帘自动关闭。
发动机的运转时间可调节。
同时窗帘可以根据用户需求进行手动控制。
1.3 方案论证①.设计分析要实现白天拉开，晚上拉合，需要一只光敏电阻与两片集成电压比较器配合使用。
另外，要实现手动控制功能，可以设置两只电阻，一只与光敏电阻的光电阻阻值相近，另一只与光敏电阻的暗电阻阻值相近。
②.总体框图光感应电路电机正转电路电机反转电路自动停转电路电源电路图1.简易窗帘自动开闭电路的总体框图③.感光电路该电路中感光电路主要由一个光敏电阻组成。
光敏电阻与碳膜电阻和金属膜电阻不同，它对光的变化非常敏感，在光的照射下，阻值会明显变小，所以脚它光电导器件。
制作光敏电阻的半导体材料有硅、锗、硫化镉等，常见的对可见光敏感的是硫化镉光敏电阻。
光敏电阻的结构简单，它是在陶瓷基片上积淀一层光敏半导体，再接上两根引出电极组成的。
该电路中的 R3选用硫化镉光敏电阻（电路图中用可变电阻代替）。
图2.感光电路④.控制电路控制电路由两片电压运算放大器LM339N 组成，电路如下：图3.控制电路当V a = V b 时，V c ＝Ｖｄ，电机不工作。
当V a > V b 时，V c >Ｖｄ，电机正转，窗帘拉合。
当V a <V b 时，V c <Ｖｄ，电机反转，窗帘拉开。
⑤.手动控制电路图4.手动控制电路U1ALM393N 32814U2ALM393N 32814VCC 9V VCC9VR6100ΩR7100ΩVCCVCCbadc如图4断开开关J4可以关闭自动开合功能，这时闭合J3相当于光敏电阻处于光电阻状态，窗帘拉开;闭合开关J5相当于光敏电阻处于暗电阻状态，窗帘拉合。
二电子线路设计与实现2.1 Multisim仿真电路设计图图5..光控自动窗帘的总电路设计2.2 光控自动窗帘的电路工作原理如图5所示，该光控自动窗帘电路采用两片LM339N集成块作为主要控制元件，R6与R7为其上拉电阻。
光敏电阻器R3与R1、R2、R4构成光感应电路。
J1与J2为自动停转开关。
首先可以调节R4来调整光照强度临界点，在临界点下a、b两点的电位相等从而使c、d两点的电位相等电机M不工作。
在清晨，环境光线较强，光敏电阻器R3呈低阻值状态，使a点电平比b点电位低，使U1A输出低电平，U2A输出高电平，即Vc <Ｖｄ，电动机M正转，驱动窗帘拉合。
当窗帘拉合到位后，滑动触头开关J2被触动而接通，使Vc ＝Ｖｄ＝０，电动机M停转。
当夜幕降临时环境光线较弱，光敏电阻器R３的阻值变大，Vc >Ｖd，电机M反转，驱动窗帘拉开。
当窗帘拉和到位后，滑动触头来关J1被接通，使Vc =Ｖd=0，电动机M停转。
2.3仿真与调试本次设计是利用Multisim10中的数字万用表测量不同光照下电机两端的电压进而判断电机的工作情况来进行仿真的。
调节可变电阻R3的阻值来模仿光敏电阻在不同光照情况下的阻值。
①.在光照强度临界点下的仿真（使R3=R4），在此情况下电机两端的电压很小，电流接近于0，电机不工作。
如下图所示：图6.光照临界点情况②.在光照较强时的仿真（将R3调为5%），在此情况下电机正转。
如下图所示：图7.光照情况下③.在光弱时的仿真（将R3调为100%），再次情况下电机反转。
如下图所示:图8.光弱情况下由于Multism中的电机为虚拟的，在实际情况下可以在电机两端各接入一个相应集成运放以及改变LM339的上拉电阻来得到我们想要的的电压，在这里只是对电机两端的电压及经过其的电流进行分析以此来判断电机的工作情况。
三元器件基本原理3.1光敏电阻器光敏电阻器又称光导管，特性是在特定光的照射下，其阻值迅速减小，可用于检测可见光。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。
当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。
红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。
锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。
可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。
主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。
3.2 LM339N集成块LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器特点是：①.失调电压小，典型值为2mV；②.电源电压范围宽，单电源为2～36V，双电源电压为±1V～±18V；③.对比较信号源的内阻限制较宽；④.共模范围很大，为0～（Ucc-1.5V）Vo；⑤.差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；⑥.输出端电位可灵活方便地选用。
LM339集成块采用C-14型封装，图1为外型及管脚排列图。
由于LM339使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产厂、公司竟相推出自己的四比较器，如IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。
图9.LM399引脚图LM339类似于增益不可调的运算放大器。
每个比较器有两个输入端和一个输出端。
两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。
用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。
当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。
当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。
两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。
LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。
选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。
因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。
四总结与体会有了大一大二做的课程设计及数字电路知识基础，这次开放性实验没有想象中的那么艰难。
这次实验从器材到方案完全自己完成，所以对我来说是个不小的挑战。
确定方案之后，通过计算，器件的参数确定。
但对于器件选择来说，并不是电阻阻值、电容容量那么简单，必须考虑器件材料、工作电流额定电压等很多方面，让我受益匪浅。
设计的电路原理比较简单，相对麻烦的就是确定方案后布线并测验的过程。
在面包板上布线，让我学会了细心与谨慎。
由于实验时间比自由，让我们有更充分的时间准备，但这同时也暴露了同学们的很大的一个缺点，就是自主性不够。
总是觉得时间充裕，想把事情留到明天，最后还是急急忙忙手工。
我认为这是一个非常不好的习惯，在今后的学习或工作过程中，我会努力克制。
总之，这次独立的实验在对所学知识的应用中锻炼了我们动手、解决问题的能力，让我受益颇深。
参考文献[1] 杨帮文.新编传感器实用宝典.北京:机械工业出版社,2005.[2] 杜文洁.电路基础.科学出版社,2007.[3] 俞志根.传感器与检测技术.科学出版社,2007.[4] 于安红.简明电子元器件手册.上海交通大学出版社,2005.[5] 何立民.单片机应用系统设计.北京：航天航空大学出版社.2001年.。