光电隔离耦合6L6单端放大器的制作

一、 光耦的选用

采用一只光敏三极管的光耦合器 ，CTR 的范围大多为 20% ～ 300%（ 如 4N35）， 而 PC817（ 不推荐使用 ） 则为 80% ～ 160%， 达林顿型光耦合器 （ 如 4N30） 可达 100% ～ 5000% 。这表明欲获得同样的输出电流 ， 后者只需较小的输入电流。因此 ，CTR 参数与晶体管的 hFE 有某种相似之处。线性光耦合器与普通光耦合器典型的 CTR-IF 特性曲线 。

普通光耦合器的 CTR-IF 特性曲线呈非线性 ， 在 IF 较小时的非线性失真尤为严重 ， 因此它不适合传输模拟信号。线性光耦合器的 CTR-IF 特性曲线具有良好的线性度 ， 特别是在传输小信号时 ， 其交流电流传输比 （ Δ CTR= Δ IC/ Δ IF） 很接近于直流电流传输比 CTR 值。因此 ， 它适合传输模拟电压或电流信号 ， 能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特性。使用光电耦合器主要是为了提供输入电路和输出电路间的隔离 ， 在设计电路时 ， 所选用的光电耦合器件必须符合国内和国际的有关隔离击穿电压的标准 ; 由英国埃索柯姆 （Isocom） 公司、美国摩托罗拉公司生产的 4N ××系列 （ 如 4N25 、 4N26 、 4N35） 光耦合器 ， 目前在国内应用十分普遍。选用光耦器件必须具有较高的耦合系数。使用光电耦合器的原因主要有两个 ： 一个是信号隔离 ， 通过消除环路电流 ， 阻塞噪声信号和共模瞬变 ， 改善信号质量。第二个是电气绝缘 ， 防止光电耦合器和灵敏电路因高压电势而引起损坏 ， 使用户能够安全地使用元器件或设备。

在开关电源隔离以及设计光耦反馈式开关电源或隔离传输模拟信号时 ， 必须正确选择线性光耦合器的型号及参数 ， 除了必须遵循普通光耦的选取原则外 ， 还必须遵循下列原则 ：

（1）推荐采用线性光耦合器 ， 其特点是 CTR 值能够在一定范围内做线性调整。

（2）光耦合器的电流传输比 （CTR） 的允许范围是 50% ～ 200% 。这是因为当 CTR5.0mA）， 才能正常控制占空比 ， 这会增大光耦的功耗。若 CTR》200%， 在启动电路或者当负载发生突变时 ， 有可能误触发 ， 影响正常输出。

（3）若用放大器电路去驱动光电耦合器 ， 必须精心设计 ， 保证它能够补偿耦合器的温度不稳定性和漂移。

上述使用的光电耦合器工作在线性方式下 ， 在光电耦合器的输入端加控制电压 ， 在输出端会成比例地产生一个用于进一步控制下一级电路的电压。

二、 光电隔离耦合 6L6 单端放大器的制作

光隔离是一种很常用的信号隔离形式。由于光耦合电路简单 ， 在数字隔离电路或数据传输电路中常常用到。对于交流模拟信号 ， 普通光耦因为输入输出的线性较差 ， 并且随温度变化较大 ， 限制了其在交流模拟信号隔离中的应用。交流模拟信号隔离的一个比较好的选择是使用线性光耦。介于大容量和高速度光耦合器的发展目前处于进阶时期 ， 另外由于受光耦输入输出的线性以及温度变化对特性影响较大 ， 在音响系统中 ， 用于前级以及小信号作隔离耦合比较适宜 ， 但用于音响后级也有如达林顿复合管组成的大电流隔离驱动放大器 ， 其突出优点是运用光耦单向传输性 ， 防止输出信号包括扬声器反电动势对前级产生“倒灌” ， 使重放乐声具有良好的形体框架 ， 音质纯真、自然流畅 ！

带光电隔离系统的电子管 6L6 单端功率放大器的电路原理图 ， 适用于电脑声卡音频输出、激光唱机等数模音频信号。具有隔离噪声、抗干扰等性能 ， 信噪比较高。电路分光电隔离系统和功率放大器两部分 ， 光电隔离系统由光电耦合器 4N35 及阻容元件构成 ， 光电耦合器是由砷化镓 （GaAs） 发光二极管 （LED） 和光敏管封装在同一管壳内构成的 ， 光电耦合器的传输比为 100% 左右 ， 传输速率约 4 μ s 。

输入信号经发光二极管转换成光信号 ， 经光敏管接收后又转换成电信号直接作用于 6SN7 阴极 ， 经 6SN7 栅地电路作低噪声输出 ， 送入下级作电压和功率放大推动扬声器。

光电隔离部分工作电流调整方法如下 ， 前级工作电压为 5 ～ 15V， 取自信号源电源 ， 限流电阻根据工作电流作适当调整取值 ， 发光管正向压降约为 1.3V， 工作电流一般取 5 ～ 10mA， 光敏三极管的工作电压 Vce 取 8 ～ 10V， 电流约 2 ～ 3mA 即可。电压及功率放大部分调试简单 ， 不必再述。

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