第10节 脉冲光传感器 (修订中)
[TOC]
零件和材料
- 两节 6 伏电池
- 一个 NPN 晶体管——推荐型号为 2N2222 或 2N3403（Radio Shack 目录 # 276-1617 是一个包含 15 个 NPN 晶体管的封装，非常适合本实验和其他实验）
- 一个发光二极管（Radio Shack 目录号 276-026 或同等产品）
- 带耳机的音频检测器
如果您还没有构建音频检测器，您可以使用一套漂亮的音频耳机（闭杯式，完全覆盖您的耳朵）和一个 120V/6V降压变压器 (opens new window)来构建一个没有音量的灵敏音频检测器控制或过压保护，仅用于本实验。将耳机立体声插头的这些部分连接到变压器的次级（6 伏）绕组：
尝试串联和并联连接方案以获得最响亮的声音。如果您还没有按照 DC 和 AC 实验章节中的说明制作音频检测器，那么您确实应该这样做——它是您收藏的宝贵测试设备。
交叉引用
电路课程，第 3 卷，第 4 章：“双极结型晶体管 (opens new window)”
学习目标
- 如何使用晶体管作为粗糙的共射极放大器
- 如何使用 LED 作为光传感器
原理图，示意图
插图
指示
该电路检测照射到 LED 的光脉冲，并将其转换为相对强的音频信号，以便通过耳机听到。Forrest Mims 教导说，LED 有能力在暴露于光时_产生_电流，其方式与半导体太阳能电池不同。
LED 本身并不能产生足够的电能来驱动音频检测器电路，因此使用晶体管来放大 LED 的信号。如果 LED 暴露在脉冲光源下，耳机中会听到提示音。
适合本实验的光源包括荧光灯和霓虹灯，它们会在 60 Hz 交流电源为其供电时快速闪烁。您也可以尝试使用明亮的阳光作为稳定的光源，然后在 LED 前挥动手指。
快速通过的阴影将导致 LED 产生电压脉冲，在耳机中产生短暂的“嗡嗡”声。用作光电探测器 (opens new window)的LED是窄带器件，对与正常发射的波长接近但不相同的窄带波长作出响应。红外遥控器是用作光电传感器的近红外 LED 的良好照明源，可产生接收器声音。
稍加想象，不难掌握通过一束脉冲光传输音频信息（如音乐或语音）的概念。给定一个合适的“发射器”电路，通过来自麦克风的音频波形的正负波峰脉冲打开和关闭 LED，此处显示的“接收器”电路会将这些光脉冲转换回音频信号。
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