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普通光耦合器的CTR-IF特性曲线是非线性的,当IF很小时,非线性失真严重,因此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,是在信号较小时,交流电流传输比(ΔCTR=ΔIC/ΔIF)接近直流电流传输比(CTR)。因此,它适用于传输模拟电压或电流信号,可以使输出与输入呈线性关系。这是它的重要特征。使用光耦合器的主要目的是在输入电路和输出电路之间提供隔离。在设计电路时,遵循以下原则:所选的光耦合器符合国内和隔离击穿电压标准。英国Isocoman公司和美国摩托罗拉生产的4N系列光耦合器(如4N25,4N26,4N35)在中国得到广泛应用。鉴于这种光耦合器的开关特性,其线性度较差,适用于传输数字信号(高电平和低电平),可用于单芯片的输出隔离。所使用的光耦合器器件具有高耦合系数。
由于响应时间快(纳秒级),光耦合器的开关快,它被广泛用于通过整流器检测交流电源的过零,并且通过使用这个数字信号可以找到我们需要的波形变化。使用光耦合器检测交流电源的过零直流电路中使用的光耦合器很少,交流相关操作中使用的光耦合器也很少。由于光耦不允许两侧直接电连接,所以光耦的主要应用是隔离两个电路。从切换其他应用程序,就像可以使用晶体管来切换应用程序一样,可以使用光耦合器。它可用于各种与微控制器相关的操作,其中需要来自高压电路的数字脉冲或模拟信息,光耦合器可用于在这两者之间实现出的隔离。
光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于开关信号的传输,不适合于传输模拟量。常用的4N系列光耦属于非线性光耦。线性光耦的电流传输特性曲线接近直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。常用的线性光耦是PC817A—C系列。
另一种模拟量传输的解决办法,便是选用VFC(电压频率转化)办法。现场变送器输出模拟量信号(假定电压信号),电压频率转化器将变送器送来的电压信号转化成脉冲序列,经过光耦阻隔后送出。在主机侧,经过一个频率电压转化电路将脉冲序列还原成模拟信号。此刻,相当于光耦阻隔的是数字量,能够消除光耦非线性的影响。这是一种有用、简略易行的模拟量传输办法。当然,也能够挑选线性光耦进行规划,如精细线性光耦TIL300,高速线性光耦6N135/6N136。线性光耦一般价格比一般光耦高,可是运用方便,规划简略;跟着器材价格的下降,运用线性光耦将是趋势。
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