汽車顯示模塊的背光控制設(shè)計

跨阻抗或光電二極管配置的運算放大器（運算放大器）經(jīng)常用于整個汽車的背光控制，以便為駕駛員提供舒適的觀看體驗并節(jié)省電力。使用運算放大器代替更復(fù)雜的光傳感器可帶來更大的靈活性和定制。汽車顯示系統(tǒng) - 頭部單元，遠程顯示器，集群或平視顯示器（HUD） - 利用電路檢測到的環(huán)境光水平，根據(jù)光強度或一天中的時間調(diào)整背光亮度，通常通過模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）或微控制器單元（MCU）。

光電二極管放大器電路的目標(biāo)是將來自光電二極管的低電平電流轉(zhuǎn)換成有用的電壓。為此，運算放大器采用光電二極管配置，如下圖所示。光電二極管可以檢測許多不同的光源，包括可見光，紅外線和紫外線。當(dāng)光電二極管暴露在更多光線下時會產(chǎn)生更大的電流，從而增加電路的輸出電壓。選擇最佳的電流 - 電壓運算放大器對系統(tǒng)的性能至關(guān)重要?；プ杩狗糯笃鲗⒐怆姸O管與運算放大器的輸出電壓隔離開來，并降低光電二極管看到的阻抗。通常，此設(shè)計實現(xiàn)了具有低偏置電流的JFET或CMOS輸入運算放大器，以減少DC誤差并降低由于降低的輸入電流噪聲引起的噪聲。

最簡單的跨阻抗放大器僅由反饋電阻和反饋電容組成，如下圖所示。反饋電阻設(shè)置運算放大器的增益，可以使用所需的最大和最小電壓以及 從光電二極管看到的最大電流。 始終需要一個反饋電容來維持電路的穩(wěn)定性，從而補償運算放大器反相輸入端的光電二極管電容。 所用電容的值應(yīng)基于所選的反饋電阻值和放大器所需的帶寬。 由于反饋電阻和反饋電容的組合，將形成極點，并且放大將在該極點頻率之上下降。因此非常有必要測量運放的增益帶寬以保證電路的穩(wěn)定，該增益帶寬取決于光電二極管的結(jié)電容，運算放大器的差分輸入電容，反相輸入的共模輸入電容以及反饋電阻和電容的選擇值。

對于汽車功能，必須在運算放大器的非反相輸入端施加一個較小的偏置電壓，以便在沒有輸入電流時輸出不會在負電源軌上飽和，就像在黑暗中一樣。