本文介绍的光耦是由发光二极管和光敏三极管组合起来的器件,发光二极管是把输入边的电信号变换成相同规律变化的光,而光脉敏三极管是把光又重新变换成变化规律相同的电信号,因此,光起着媒介的作用。由于光电耦合器抗干扰能力强,容易完成电平匹配和转移,又不受信号源是否接地的限制。所以应用日益广泛。
一、用光电耦合器组成的多谐振荡电路
用光电耦合器组成的多谐振荡电路见图1。当图1(a)刚接通电源ec时,由于uf随c充电而增加,直到uf≈1伏时,发光二极管达到饱和,接着三极管也饱和,输出uo≈ec。三极管饱和后,c放电(由c→f→e1→er和由c→rf→+ec→re两条路径放电),uo减小,二极管在c放电到一定程度后就截止,而三极管把储存电荷全部移走后,接着也截止,uo为零。三极管截止后,电源ec又对c充电,重复上述过程,得出图示的尖峰输出波形,其周期,为(当rf》re时):t=c(rf+re)in2图1(b)是原理相同的另一种形式电路。
图1、用光电耦合的多谐振荡器
二、用光电耦合器组成的双稳态电路
用光电耦合器组砀双稳态电路如图2所示。电路接通电源后的稳态是bg截止,输出高电位。在触发正脉冲作用下,ib 增加使bg进入放大状态,形成ib↑→if↑→ib↑↑,结果bg截止,这种电路比普通的触发顺具有更高的抗干扰能力。若设bg的极限电流ic=6毫安,则r2=取为:r2≥(13-1)/(6×)=24欧
限流电阻r1可按下式计算r1≥(e-ibmrce2min)/ibm式中:ibm是晶体管的最大基极电流,rce2min是光敏三极管集射间的最小电阻值。
图2、用光电耦合的双稳态电路
三、用光电耦合器组成的整形电路
由于用光电耦合器组成的脉冲耦合电路,其前后沿时间都比较大,因此在耦合器后面接一级晶体管的整形放大电路。见表一列出几种整形电路的应用实例。
表一 用光电耦合器组成的整形电路 光电耦合-晶体管整形电路 光电耦合-固定组件整形 反相整形 快速整形 电路
说明
这是一种施密特整形电路,因为不管输入是失真方波、正弦波还是锯齿波,在输出端均得到方波
光电耦合顺的输出接一与非门时行整形
光电耦合器的输出端后面连接两级与非门,构成反相整形
光电耦合器的输出端后面连接两只晶体管,构成同相整形电路 四、用光电耦合器组成的斩波电路
用光电耦合器组成的斩皮电路见表二
表二
用光电耦合器组成的斩波电路
直接斩波电路
隔离式斩波电路(i)
隔离式斩波电路(ii)
电路
说明
输出ei被测电压,经斩波取样后送到编码器里进行编码测量,当a点是低电位,b点为高电位时,gd1导通,gd2截止,被测电压ei直接送到输出端,反之,a点高电位,b点低电位,gd1截止,gd2导通,c经gd2放电,输出端回到零。
比普通的晶体管或场效应管斩波器具有更高精度
当斩波脉冲输入时,bg导通,则gd导通,输入边的ui传至输出边,而uo正比于ui但相位相反,反之,斩波脉冲为零时,gd截止,uo为高电平,比普通用变压器隔离的调制器,精度高,因变压器电压不能太大,引起输出脉冲波顶不平。
用两只gd1及gd2。其中gd1作开关器,当斩波脉冲输入时,gd1导通,ui反相传至gd2的输出边,使uo与输入ui及斩波脉冲隔离起来。
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