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为了提高耦合效率,可以在光源与光纤端面之间插入一个透镜,称为透镜耦合。但透镜耦合方式并不是一定能提高耦合效率。这里有一个耦合效率概念。由几何光学中的刘维定理可知,对于朗伯型光源(如发光二管),不管中间加什么样的光学系统,它的耦合效率不会超过一个大值:表明:当发光面积Se大于光纤接收面积Sf时,加光学系统都没有用,大耦合效率可用直接耦合得到。当发光面积Se小于光纤接收面积Sf时,加上光学系统是有用的,可以提高耦合效率,而且发光面积愈小,耦合效率提高得愈多。在这个准则下,有如下透镜耦合方式:
光耦合器光耦合器有两种:一种是非线性光耦合,另一种是线性光耦合。非线性光耦合器的电流传输特性曲线为非线性。这种光耦合器适用于开关信号传输,而不适用于模拟传输。常用的4N系列光耦合器是一种非线性光耦合器。线性光耦合器的电流传输特性曲线接近直线,线性光耦合器的性能。它可以通过线性特性进行隔离和控制。常用的线性光耦合器是PC817A-C系列。线性光耦合器通常用于开关电源。如果使用非线性光耦合器,可能会使振荡波形变坏,严重的情况下可能会发生寄生振荡,从而使数千至数百Hz的振荡频率将依次被几十到几百Hz的低频振荡调制。结果是它会干扰彩电视,彩显示器,VCD,DCD等的图像。同时,电源的负载能力会下降。在彩电、显示器等开关电源的维修中,如果光耦合器损坏,更换为线性光耦合器。
由于光电耦合器的输入阻抗与一般干扰源的阻抗相比较小,因此分压在光电耦合器的输入端的干扰电压较小,它所能提供的电流并不大,不易使半导体二极管发光;由于光电耦合器的外壳是密封的,它不受外部光的影响;光电耦合器的隔离电阻很大(约1012Ω)、隔离电容很小(约几个pF)所以能阻止电路性耦合产生的电磁干扰。
光电二管与光电晶体管光耦合器光晶体管光电耦合器基于晶体管的光耦合器用于直流电路相关的隔离。在上图中,内部结构显示在光电晶体管光电耦合器内部。晶体管类型可以PNP,也可以是。根据输出引脚的可用性,光电晶体管可以进一步分为两种类型。在左边的第二张图片中,有一个额外的引脚输出,在内部与晶体管的基相连。用于控制光电晶体管的灵敏度。该引脚通常用于使用高阻值电阻与地连接或负连接。在这种配置中,可以有效地控制由于噪声或电气瞬变引起的误触发。
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