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几种光源的数值孔径与耦合效率的比较光源与光纤耦合简单的方法是直接耦合,即把光纤平端面直接对准光源发光面。这种方法虽然简单,但耦合效率很低。现以面发光LED与光纤的耦合为例,来说明这种耦合方式耦合效率及耦合效率与光源发散角和光纤数值孔径的关系。面发光LED的输出辐射光强符合朗伯分布,即沿θ角方向辐射强度满足式中,I0为光强沿θ=0方向的辐射强度。在θ方向,Δθ对应的小立体角ΔΩ内,辐射功率为I0cosθΔΩ,而ΔΩ=2πsinθΔθ,因此光源发射的总功率为
光耦合器的技术参数主要有发光二管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的缘电阻、集电-发射反向击穿电压V(BR)CEO、集电-发射饱和压降VCE(sat)。此外,在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。电流传输比是光耦合器的重要参数,通常用直流电流传输比来表示。当输出电压保持恒定时,它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。
光耦直接用于阻隔传输模拟量时,要考虑光耦的非线性问题;光耦阻隔传输数字量时,要考虑光耦的呼应速度问题;假如输出有功率要求的话,还得考虑光耦的功率接口规划问题。光电耦合器非线性的战胜光电耦合器的输入端是发光二管,因此,它的输入特性可用发光二管的伏安特性来标明;输出端是光敏三管,因此光敏三管的伏安特性便是它的输出特性。由此可见,光电耦合器存在着非线性作业区域,直接用来传输模拟量时精度较运用2个具有相同非线性传输特性的光电耦合器,T1和T2,以及2个射跟从器A1和A2组成。假如T1和T2是同类型同批次的光电耦合器,能够以为他们的非线性传输特性是彻底一致的,即K1(I1)=K2(I1),则扩大器的电压增益G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。由此可见,运用T1和T2电流传输特性的对称性,运用反应原理,能够很好的补偿他们本来的非线性。
光耦在电路中有很多奇葩的用法,但最主流的用法就是用来隔离信号。隔离数字信号和模拟信号。这两个要求大相径庭。数字信号往往要求低延时,Tpd要小。模拟信号除了带宽就是精确度的要求。但应用千差万别,各种不同的应用参数侧重点不同。
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