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耦合器在光介质上传输电信号。它们对输入和输出信号具有良好的隔离性,因此它们广泛用于各种电路中。目前,它已成为应用广泛的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:发光、光接收和信号放大。输入电信号驱动LED发出一定波长的光,光电探测器接收到的光再产生光电流,进一步放大后再输出。然后完成电光电的转换,起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器的输入输出与电信号的传输是单向的相互作用,光耦合器具有良好的电缘能力和抗干扰能力。此外,由于光耦合器的输入端是电流型工作的低电阻元件,因此具有很强的共模抑制能力。
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。
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。
另一种模拟量传输的解决办法,便是选用VFC(电压频率转化)办法。现场变送器输出模拟量信号(假定电压信号),电压频率转化器将变送器送来的电压信号转化成脉冲序列,经过光耦阻隔后送出。在主机侧,经过一个频率电压转化电路将脉冲序列还原成模拟信号。此刻,相当于光耦阻隔的是数字量,能够消除光耦非线性的影响。这是一种有用、简略易行的模拟量传输办法。当然,也能够挑选线性光耦进行规划,如精细线性光耦TIL300,高速线性光耦6N135/6N136。线性光耦一般价格比一般光耦高,可是运用方便,规划简略;跟着器材价格的下降,运用线性光耦将是趋势。
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