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因为D3受到D1光照,I2也跟着稳定线性变化。放大器A2和电阻R2将I2转化成电压VOut=I2×R2。是电流驱动型器件,其LED的工作电流为1mA~20mA,因此,运算放大器A1的驱动电流也达到20mA,能达到这种输出电流能力的运算放大器输出级一般为双型,因此,选双型运算放大器较合适。同时,根据输入电压范围,也要求运算放大器有相应的共模输入和输出能力。本设计电路采用单电源供电的HA17324集成运算放大器,其输出电流可达40mA。
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
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。
光电压模式下的电流检测电路设计工作在光电压模式下的检测电流电路如图3所示,信号为正性输入,正性输出。R1.R2.R3.C1的作用与在光电导模式下的作用基本相同。放大器A1调节电流If。当输入电压Vin增加时,I1增加,同时放大器A1“+”输入端电压增加,促使电流If增加。由于D1与D2之间的联系,I1就会把“+”输入端电压重新拉回0V,形成负反溃如果放大器A1的输入电流很小,那么流经R1的电流就为Vin/R1=I1。显而易见,I1与Vin之间是线性比例关系。I1稳定线性变化,If也稳定线性变化。
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