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光电耦合器

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光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。

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简介

光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
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特性

光电耦合的主要特点如下:
:①光信号单向传输,输出信号对输入端无反馈,可有效阻断电路或系统之间的电联系,但并不切断他们之间的信号传递。②隔离性能好,输入端与输出端之间完全实现了电隔离。③光信号不受电磁波干扰,工作稳定可靠。④光发射器件与光敏器件的光谱匹配十分理想,响应速度快,传输效率高,光电耦合器件的时间常数通常在微秒甚至毫微秒级。⑤抗共模干扰能力强,能很好地抑制干扰并消除噪音。⑥无触点,使用寿命长,体积小,耐冲击能力强。⑦易与逻辑电路连接。⑧工作温度范围宽,符合工业和军用温度标准。
由于光电耦合器的输入端是发光器件,发光器件是阻抗电流驱动性器件,而噪音是一种高内阻微电流电压信号。因此光电耦合器件的共模抑制比很大,光电耦合器件可以很好地抑制干扰并消除噪音。它在计算机数字通信及实时控制电路中作为信号隔离的接口元件可以大大增加计算机工作的可靠性。在长线信息传输中作为终端隔离元件可以大幅度提高信噪比。所以,它在各种电路中得到了广泛的应用。目前已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
输入和输出端之间绝缘,其绝缘电阻一般都大于10Ω,耐压一般可超过1kV,有的甚至可以达到10kV以上。由于“光”传输的单向性,所以信号从光源单向传输到光接收器时不会出现反馈现象,其输出信号也不会影响输入端。由于发光器件(砷化镓红外二极管)是阻抗电流驱动性器件,而噪音是一种高内阻微电流的电压信号。因此光电耦合器件的共模抑制比很大,所以,光电耦合器件可以很好地抑制干扰并消除噪音。它在计算机数字通信及实时控制电路中作为信号隔离的接口元件可以大大增加计算机工作的可靠性。在长线信息传输中作为终端隔离元件可以大幅度提高信噪比。所以,它在各种电路中得到了广泛的应用。目前已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
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应用

光电耦合器具体应用
组成开关电路
当输入信号ui为低电平时,晶体管V1处于截止状态,光电耦合器B1中发光二极管的电流近似为零,输出端Q11、Q12间的电阻很大,相当于开关“断开”;当ui为高电平时,v1导通,B1中发光二极管发光,Q11、Q12间的电阻变小,相当于开关“接通”.该电路因Ui为低电平时,开关不通,故为高电平导通状态.同理,图2电路中,因无信号(Ui为低电平)时,开关导通,故为低电平导通状态。
组成逻辑电路
电路“与门”逻辑电路。其逻辑表达式为P=A.B.两只光敏管串联,只有当输入逻辑电平A=1、B=1时,输出P=1。同理,还可以组成“或门”、“与非门”、“或非门”等逻辑电路。
隔离耦合电路
这是一个典型的交流耦合放大电路.适当选取发光回路限流电阻Rl,使B4的电流传输比为一常数,即可保证该电路的线性放大作用。
高压稳压电路
驱动管需采用耐压较高的晶体管(图中驱动管为3DG27)。当输出电压增大时,V55
的偏压增加,B5中发光二极管的正向电流增大,使光敏管极间电压减小,调整管be结偏压降低而内阻增大,使输出电压降低,而保持输出电压的稳定。
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