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普通光耦合器的CTR-IF特性曲线呈非线性,在IF较小时的非线性失真尤为严重,因此它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,是在传输小信号时,其交流电流传输比(ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很接近于直流电流传输比CTR值。因此,它适合传输模拟电压或电流信号,能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特性。使用光电耦合器主要是为了提供输入电路和输出电路间的隔离,在设计电路时,遵循下列原则:所选用的光电耦合器件符合的有关隔离击穿电压的标准;由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国摩托罗拉公司生产的4N××系列(如4N25、4N26、4N35)光耦合器,目前在国内应用地十分普遍。鉴于此类光耦合器呈现开关特性,其线性度差,适宜传输数字信号(高、低电平),可以用于单片机的输出隔离;所选用的光耦器件具有较高的耦合系数。
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。
光电耦合器可作为线性耦合器运用。在发光二管上供给一个偏置电流,再把信号电压经过电阻耦合到发光二管上,这样光电晶体管接纳到的是在偏置电流上增、减改变的光信号,其输出电流将随输入的信号电压作线性改变。光电耦合器也可作业于开关状况,传输脉冲信号。在传输脉冲信号时,输入信号和输出信号之间存在必定的延迟时刻,不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时刻相差很大。光电耦合器的分类因为光电耦合器的种类和类型十分多,在光电子DATA手册中,其类型超越上千种,一般能够按以下办法进行分类:
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