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[導(dǎo)讀]本文介紹的光耦是由發(fā)光二極管和光敏三極管組合起來的器件,發(fā)光二極管是把輸入邊的電信號變換成相同規(guī)律變化的光,而光脈敏三極管是把光又重新變換成變化規(guī)律相同的電信號,因此,光起著媒介的作用。由于光電耦合器

本文介紹的光耦是由發(fā)光二極管和光敏三極管組合起來的器件,發(fā)光二極管是把輸入邊的電信號變換成相同規(guī)律變化的光,而光脈敏三極管是把光又重新變換成變化規(guī)律相同的電信號,因此,光起著媒介的作用。由于光電耦合器抗干擾能力強(qiáng),容易完成電平匹配和轉(zhuǎn)移,又不受信號源是否接地的限制。所以應(yīng)用日益廣泛。
一、用光電耦合器組成的多諧振蕩電路
用光電耦合器組成的多諧振蕩電路見圖1。
當(dāng)圖1(a)剛接通電源Ec時(shí),由于UF隨C充電而增加,直到UF≈1伏時(shí),發(fā)光二極管達(dá)到飽和,接著三極管也飽和,輸出Uo≈Ec。
三極管飽和后,C放電(由C→F→E1→Er和由C→RF→+Ec→Re兩條路徑放電),uo減小,二極管在C放電到一定程度后就截止,而三極管把儲存電荷全部移走后,接著也截止,uo為零。三極管截止后,電源Ec又對C充電,重復(fù)上述過程,得出圖示的尖峰輸出波形,其周期,為(當(dāng)RF》Re時(shí)):
T=C(RF+Re)In2
圖1(b)是原理相同的另一種形式電路。

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圖1、用光電耦合的多諧振蕩器
 


二、用光電耦合器組成的雙穩(wěn)態(tài)電路

用光電耦合器組碭雙穩(wěn)態(tài)電路如圖2所示。
電路接通電源后的穩(wěn)態(tài)是BG截止,輸出高電位。在觸發(fā)正脈沖作用下,ib 增加使BG進(jìn)入放大狀態(tài),形成ib↑→if↑→ib↑↑,結(jié)果BG截止,這種電路比普通的觸發(fā)順具有更高的抗干擾能力。若設(shè)BG的極限電流Ic=6毫安,則R2=取為:
R2≥(13-1)/(6×)=24歐
限流電阻R1可按下式計(jì)算
R1≥(E-IbmRce2min)/Ibm
式中:Ibm是晶體管的最大基極電流,Rce2min是光敏三極管集射間的最小電阻值。
 

 

圖2、用光電耦合的雙穩(wěn)態(tài)電路

三、用光電耦合器組成的整形電路

 

由于用光電耦合器組成的脈沖耦合電路,其前后沿時(shí)間都比較大,因此在耦合器后面接一級晶體管的整形放大電路。見表一列出幾種整形電路的應(yīng)用實(shí)例。
 

表一
用光電耦合器組成的整形電路
 
光電耦合-晶體管整形電路
光電耦合-固定組件整形
反相整形
快速整形
電路
說明
這是一種施密特整形電路,因?yàn)椴还茌斎胧鞘д娣讲?、正弦波還是鋸齒波,在輸出端均得到方波
光電耦合順的輸出接一與非門時(shí)行整形
光電耦合器的輸出端后面連接兩級與非門,構(gòu)成反相整形
光電耦合器的輸出端后面連接兩只晶體管,構(gòu)成同相整形電路
四、用光電耦合器組成的斬波電路
用光電耦合器組成的斬皮電路見表二
表二
光電耦合器組成的斬波電路
 
直接斬波電路
隔離式斬波電路(I)
隔離式斬波電路(II)
電路
說明
輸出Ei被測電壓,經(jīng)斬波取樣后送到編碼器里進(jìn)行編碼測量,當(dāng)A點(diǎn)是低電位,B點(diǎn)為高電位時(shí),GD1導(dǎo)通,GD2截止,被測電壓Ei直接送到輸出端,反之,A點(diǎn)高電位,B點(diǎn)低電位,GD1截止,GD2導(dǎo)通,C經(jīng)GD2放電,輸出端回到零。
比普通的晶體管或場效應(yīng)管斬波器具有更高精度
當(dāng)斬波脈沖輸入時(shí),BG導(dǎo)通,則GD導(dǎo)通,輸入邊的ui傳至輸出邊,而uo正比于ui但相位相反,反之,斬波脈沖為零時(shí),GD截止,uo為高電平,比普通用變壓器隔離的調(diào)制器,精度高,因變壓器電壓不能太大,引起輸出脈沖波頂不平。
用兩只GD1及GD2。其中GD1作開關(guān)器,當(dāng)斬波脈沖輸入時(shí),GD1導(dǎo)通,ui反相傳至GD2的輸出邊,使uo與輸入ui及斬波脈沖隔離起來。

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