光耦組成的脈沖電路圖原理介紹及其應(yīng)用

本文介紹的光耦是由發(fā)光二極管和光敏三極管組合起來的器件，發(fā)光二極管是把輸入邊的電信號(hào)變換成相同規(guī)律變化的光，而光脈敏三極管是把光又重新變換成變化規(guī)律相同的電信號(hào)，因此，光起著媒介的作用。由于光電耦合器抗干擾能力強(qiáng)，容易完成電平匹配和轉(zhuǎn)移，又不受信號(hào)源是否接地的限制。所以應(yīng)用日益廣泛。

　　一、用光電耦合器組成的多諧振蕩電路

　　用光電耦合器組成的多諧振蕩電路見圖1。當(dāng)圖1(a)剛接通電源Ec時(shí)，由于UF隨C充電而增加，直到UF≈1伏時(shí)，發(fā)光二極管達(dá)到飽和，接著三極管也飽和，輸出Uo≈Ec。三極管飽和后，C放電(由C→F→E1→Er和由C→RF→+Ec→Re兩條路徑放電)，uo減小，二極管在C放電到一定程度后就截止，而三極管把儲(chǔ)存電荷全部移走后，接著也截止，uo為零。三極管截止后，電源Ec又對(duì)C充電，重復(fù)上述過程，得出圖示的尖峰輸出波形，其周期，為(當(dāng)RF》Re時(shí))：T=C(RF+Re)In2圖1(b)是原理相同的另一種形式電路。

　　圖1、用光電耦合的多諧振蕩器

　　二、用光電耦合器組成的雙穩(wěn)態(tài)電路

　　用光電耦合器組碭雙穩(wěn)態(tài)電路如圖2所示。電路接通電源后的穩(wěn)態(tài)是BG截止，輸出高電位。在觸發(fā)正脈沖作用下，ib 增加使BG進(jìn)入放大狀態(tài)，形成ib↑→if↑→ib↑↑,結(jié)果BG截止，這種電路比普通的觸發(fā)順具有更高的抗干擾能力。若設(shè)BG的極限電流Ic=6毫安，則R2=取為：R2≥(13-1)/(6×)=24歐

　　限流電阻R1可按下式計(jì)算R1≥(E-IbmRce2min)/Ibm式中：Ibm是晶體管的*大基極電流，Rce2min是光敏三極管集射間的*小電阻值。

　　圖2、用光電耦合的雙穩(wěn)態(tài)電路

　　三、用光電耦合器組成的整形電路

　　由于用光電耦合器組成的脈沖耦合電路，其前后沿時(shí)間都比較大，因此在耦合器后面接**晶體管的整形放大電路。見表一列出幾種整形電路的應(yīng)用實(shí)例。

　　表一 用光電耦合器組成的整形電路 光電耦合-晶體管整形電路 光電耦合-固定組件整形 反相整形 快速整形 電路

　　說明

　　這是一種施密特整形電路，因?yàn)椴还茌斎胧鞘д娣讲?、正弦波還是鋸齒波，在輸出端均得到方波

　　光電耦合順的輸出接一與非門時(shí)行整形

　　光電耦合器的輸出端后面連接兩級(jí)與非門，構(gòu)成反相整形

　　光電耦合器的輸出端后面連接兩只晶體管，構(gòu)成同相整形電路 四、用光電耦合器組成的斬波電路

　　用光電耦合器組成的斬皮電路見表二

　　表二

　　用光電耦合器組成的斬波電路

　　直接斬波電路

　　隔離式斬波電路(I)

　　隔離式斬波電路(II)

　　電路

　　說明

　　輸出Ei被測(cè)電壓，經(jīng)斬波取樣后送到編碼器里進(jìn)行編碼測(cè)量，當(dāng)A點(diǎn)是低電位，B點(diǎn)為高電位時(shí)，GD1導(dǎo)通，GD2截止，被測(cè)電壓Ei直接送到輸出端，反之，A點(diǎn)高電位，B點(diǎn)低電位，GD1截止，GD2導(dǎo)通，C經(jīng)GD2放電，輸出端回到零。

　　比普通的晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管斬波器具有更高精度

　　當(dāng)斬波脈沖輸入時(shí)，BG導(dǎo)通，則GD導(dǎo)通，輸入邊的ui傳至輸出邊，而uo正比于ui但相位相反，反之，斬波脈沖為零時(shí)，GD截止，uo為高??平，比普通用變壓器隔離的調(diào)制器，精度高，因變壓器電壓不能太大，引起輸出脈沖波頂不平。

　　用兩只GD1及GD2。其中GD1作開關(guān)器，當(dāng)斬波脈沖輸入時(shí)，GD1導(dǎo)通，ui反相傳至GD2的輸出邊，使uo與輸入ui及斬波脈沖隔離起來。