數(shù)碼相機是如何自動曝光的

1、數(shù)碼相機自動曝光控制電路工作原理項目來源：利用光敏電阻制成的光電導(dǎo)探測器的應(yīng)用實例項目重點難點：數(shù)碼相機自動曝光控制電路的組成；數(shù)碼相機自動控制曝光的工作機理；曝光時間。一、數(shù)碼相機自動曝光控制電路介紹在數(shù)碼相機自動控制電路的組成中，RCdS為光敏電阻，A為電壓比較器，T為NPN型三極管，M為快門電磁吸鐵，S為快門按鈕，Rw1為調(diào)節(jié)快門速度的可調(diào)電位器，R2為高照度時調(diào)節(jié)快門速度的可調(diào)電位器，C為電容，D為二極管。w21這些器件構(gòu)成了電子快門工作時的各部分組成電路。如圖1所示。1.電路中主要器件的作用光敏電阻RCdS:光敏電阻作為電路中的測光器，接受來自外界的光。其功能就是隨著光強的變化來改變

2、光敏電阻的阻值，光照越強阻值越小。一般希望暗電阻越大越好,亮電阻越小越好,此時光敏電阻的靈敏度高。實際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐級,亮電阻在幾千歐以下。電壓比較器：比較電壓Ur與電壓的大小，從而決定其輸出電壓的高低電平。當(dāng)“+輸入端電壓高于“輸入端，也就是電壓uth高于電壓ur時，電壓比較器輸出為高電平。反之，電壓比較器輸出為低電平。圖1所示為一最簡單的電壓比較器，Ur為參考電壓，加在運放的同相的輸入端，輸入電壓Ui加在反相的輸入端。R1丄丄Ui電壓比較器原理原理圖（a）電路圖（b）傳輸特性當(dāng)U.VUR時，運放輸出高電平，穩(wěn)壓管Dz反向穩(wěn)壓iR工作。輸出端電位被其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓uZ,

3、即uO=uZ當(dāng)UUR時，運放輸出低電平，DZ正向?qū)ǎ敵鲭妷旱扔诜€(wěn)壓管的正向.RZ壓降uD，即uo=-uD三極管：三極管的截止與導(dǎo)通控制著快門電磁吸鐵是否吸合快門簾幕。電磁鐵：吸拉快門簾幕使相機開始曝光。二極管：二極管的截止與導(dǎo)通提醒著電磁吸鐵是否起作用2.各部分組成回路初始狀態(tài)部分回路：開關(guān)S接于S1處時所構(gòu)成的電路回路。RC充電電路:開關(guān)S接于S2處，電源Ubb通過電位器Rw2與光敏電阻RCdS向電容C1充電。驅(qū)動電路：由三極管和快門電磁吸鐵構(gòu)成。曝光電路:由RC充電電路、時間檢出電路（電壓比較器）及驅(qū)動電路組成。二、數(shù)碼相機自動曝光控制電路工作原理在初始狀態(tài)，開關(guān)S處于如圖2所示的位置

4、，電壓比較器的正輸入端的電位為R1與Rw1分電源電壓Ubb所得的閾值電壓Vth（般為11.5v）,而電壓比較器的負(fù)輸入端的電位vr近似于為電源電位ubb,顯然電壓比較器負(fù)輸入端的電位高于正輸入端的電位，比較器輸出為低電平，三極管截止，電磁鐵不吸合，開門葉片閉合，感光元件不能進行感光。圖2數(shù)碼相機曝光電路工作在初態(tài)時當(dāng)按動快門的按鈕時，開關(guān)S與光敏電阻R及R構(gòu)成的測光與充電電路接CdSw2通，如圖3所示。這時，電容C兩端的電壓U為0,由于電壓比較器的負(fù)輸入端1c電壓U的電位低于正輸入端電壓U而使其輸出為高電平，使三極管T導(dǎo)通，電磁Rth鐵將帶動快門的葉片打開快門，感光元件能進行感光，照相機開始曝

5、光?？扉T打開的同時，電源U通過電位器R與光敏電阻R向電容C充電，且充電的速度bbw2CdS1取決于景物的照度，景物照度越高光敏電阻R的阻值越低，充電速度越快。UCdSR圖3數(shù)碼相機自動曝光電路工作在曝光狀態(tài)當(dāng)曝光結(jié)束后，開關(guān)S又處于S處，電容C開始放電，此時由于電壓比較11器的負(fù)輸入端電壓U的電位高于于正輸入端電壓U而使其輸出為低電平，使三Rth極管T再次截止，電磁鐵不吸合，相機的自動曝光控制電路又回到初始狀態(tài)。三、數(shù)碼相機自動曝光時間計算VR=Ubbl-exp(-t/T),式中T為電路的時間常數(shù)，T=(Rw2+Rcds)C。光敏電阻的阻值Rcds與入射的光照度Ev有關(guān)，Rcds=l/(Gp)

6、,Gp=Sg0稱為光電導(dǎo)，單位為S，Sg稱為光電導(dǎo)靈敏度，0稱為光通量。當(dāng)電容C兩端的電壓Uc充電到一定的電位(VR三Vth)時，電壓比較器的輸出電壓將由高變低，三極管T截止而使電磁鐵斷電，快門葉片又重新關(guān)閉?？扉T的開啟時間t可由下式推出t=(Rw2+Rcds)Cln(Ubb/Ubb-Vth)U二U1-exp(-th),式中T為電路的時間常數(shù)，丫=(R+R上。光敏RbbW2Cds1電阻的阻值R與入射的光照度E有關(guān)，R=1G=E-S，其中Y為光照指CdSvCdsPVfg數(shù)，G二S稱為光電導(dǎo)，單位為S，S稱為光電導(dǎo)靈敏度，0稱為光通量。由Pgg此可以看出光敏電阻的阻值隨著入射光照增強而減小。當(dāng)電容C兩端的電壓U充電到一定的電位(U三U)時，電壓比較器的輸出1cRth電壓將由高電平變低電平，三極管T截止而使電磁鐵斷電，快門葉片又重新關(guān)閉。則快門的開啟時間t：t=(R+R)CInU(U-U)W2Cds1bbbbth四、結(jié)論電子快門工作時，在