在工業和自動化控制應用中，常常需要對兩個光源的相對亮度進行比較，以確保光照環境的一致性和穩定性。代理銷售ADI旗下全系列IC電子元器件-中芯巨能介紹一種基于儀表放大器AD623與光敏電阻（LDR）組合的簡易但高效的光源差異檢測電路，適用于照明調節、太陽能跟蹤及機器人導引等場景。如需AD623產品規格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請加客服微信：13310830171。

一、系統原理概述

本方案的核心思想是利用儀表放大器的差分輸入特性，結合兩個光敏電阻作為感光元件，測量并輸出兩個光源之間的相對強度差。當兩個光源亮度相同時，輸出為0V；若存在差異，則輸出一個正或負的電壓信號，指示哪一側更亮，并反映其差值大小。

二、關鍵器件說明

AD623：一款低成本、寬電源范圍（±2.5 V至±18 V）、軌到軌輸出的儀表放大器，具備可編程增益功能（通過外部電阻設置），非常適合用于傳感器信號調理。

LDR（光敏電阻）：無源感光元件，其阻值隨光照強度變化而改變。典型型號如RadioShack 276-1657，在10 lux光照下約為10kΩ~20kΩ，黑暗中可達1MΩ以上。

三、電路結構與工作方式

圖1所示電路采用AD623為核心，兩個LDR分別接入IN+和IN-端，構成差動輸入結構：

LDR1作為參考光源檢測器，放置于標準光源環境中；

LDR2用于探測待測光源。

兩路LDR的一端接相同的偏置電壓VIN（例如1Vpp方波），另一端接地。當兩光源強度一致時，LDR阻值相同，輸入差壓為零，輸出為0V；當光源強度不同，輸出電壓極性將指示哪側更亮，幅值反映差異程度。

四、輸出解析與顯示機制

輸出電壓公式：

$$V_{OUT}=G?(V_{IN}?\frac{R_{LDR2}?R_{LDR1}}{R_{LDR1}+R_{LDR2}})$$VOUT=G?(VIN?RLDR1+RLDR2RLDR2?RLDR1)

其中G為AD623的增益，可通過內部電路設定。

LED指示：正向輸出點亮紅色LED，表示LDR2側光源更強；反向輸出點亮黃色LED，表示LDR1側更亮。兩者均滅則表示亮度平衡。

示波器觀測：如圖2所示，輸出電壓波形的幅度直接反映光源差異，可用于進一步的數據采集與分析。

圖2

五、應用場景擴展

該電路不僅可用于簡單的房間照明一致性檢測，還可拓展以下用途：

太陽能追蹤系統：固定LDR1為基準，LDR2安裝于旋轉平臺上，配合伺服電機實現光源方向跟蹤；

設備效率測試：對比兩個燈具的光輸出，評估其發光效率；

搜救機器人導航：通過光源引導機器人朝亮處移動；

低功耗便攜裝置：使用兩節AA電池供電，適合野外或遠程部署。

六、校準與優化建議

為了提高測量精度：

在已知光照條件下校準LDR1的阻值，可用固定電阻替代，形成穩定參考；

若需更高動態范圍，可在AD623后級加入ADC進行數字化處理；

使用屏蔽線纜連接LDR，避免電磁干擾影響結果。