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VD1为D1的正向压降。由于器件参数的离散性,近似等于0.005If,K3=I2/I1≈1,所以,R1.R2.R3尚需在估算值附近调整,力求获得佳线性度。调节后,佳线性度为220Ω。应用线性光耦合器组成的模拟信号隔离电路的线性度好,电路简单,有效地解决了模拟信号与单片机应用系统的电气隔离问题。若驱动级。缓冲级采用组合型运算放大器,可使线性度提高。可以广泛地应用在需要良好稳定性。线性度和带宽的模拟信号隔离场合。采用两片HCNR200可以工作在双性输入/双性输出模式;同时,还可以工作在交直流电路。变换器的隔离。热电偶的隔离。
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。
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。
假设确定Vcc=5V,输入在0-4V之间,输出等于输入,采用LMV321运放芯片以及上面电路,下面给出参数确定的过程。确定IFmax:HCNR200/201的手册上推荐器件工作的25mA左右;确定R3:R3=5V/25mA=200;确定R2:R2=R1=32K。线性光耦在电流采样中的应用在现代电气测量和控制中,常常需要用低压器件去测量。控制高电压。强电流等模拟量,如果模拟量与数字量之间没有电气隔离,那么,高电压。强电流很容易串入低压器件,并将其烧毁。线性光耦HCNR200可以较好地实现模拟量与数字量之间的隔离,隔离电压峰值达8000V;输出跟随输入变化,线性度达0.01%。
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