光电耦合器组成的脉冲电路

雷天科技2018-06-24 07:35:18

这里介绍的光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管组合起来的器件,发光二极管是把输入边的电信号变换成相同规律变化的光,而光敏三极管是把光又重新变换成变化规律相同的电信号,因此,光起着媒介的作用。由于光电耦合器抗干扰能力强,容易完成电平匹配和转移,又不受信号源是否接地的限制。所以应用日益广泛。

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用光电耦合器组成的多谐振荡电路

光电耦合器组成的多谐振荡电路见图1。
当图1(a)刚接通电源Ec时,由于UF随C充电而增加,直到UF≈1伏时,发光二极管达到饱和,接着三极管也饱和,输出Uo≈Ec。
三极管饱和后,C放电(由C→F→E1→Er和由C→RF→+Ec→Re两条路径放电),uo减小,二极管在C放电到一定程度后就截止,而三极管把储存电荷全部移走后,接着也截止,uo为零。三极管截止后,电源Ec又对C充电,重复上述过程,得出图示的尖峰输出波形,其周期,为(当RF》Re时):
T=C(RF+Re)In2
图1(b)是原理相同的另一种形式电路。

图1、用光电耦合的多谐振荡器

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用光电耦合器组成的双稳态电路

用光电耦合器组成双稳态电路如图2所示。
电路接通电源后的稳态是BG截止,输出高电位。在触发正脉冲作用下,ib 增加使BG进入放大状态,形成ib↑→if↑→ib↑↑,结果BG截止,这种电路比普通的触发顺具有更高的抗干扰能力。

若设BG的极限电流Ic=6毫安,则R2=取为:
R2≥(13-1)/(6×10 )=24欧
限流电阻R1可按下式计算
R1≥(E-IbmRce2min)/Ibm
式中:Ibm是晶体管的最大基极电流,Rce2min是光敏三极管集射间的最小电阻值。

图2、用光电耦合的双稳态电路

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用光电耦合器组成的整形电路

由于用光电耦合器组成的脉冲耦合电路,其前后沿时间都比较大,因此在耦合器后面接一级晶体管的整形放大电路。见以下列出几种整形电路的应用实例。

光电耦合-晶体管整形电路 


说明这是一种施密特整形电路,不管输入是失真方波、正弦波还是锯齿波,在输出端均得到方波 


光电耦合-固定组件整形 


说明光电耦合器的输出接一与非门时行整形  


反相整形 


说明光电耦合器的输出端后面连接两级与非门,构成反相整形


快速整形


说明光电耦合器的输出端后面连接两只晶体管,构成同相整形电路


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用光电耦合器组成的斩波电路


直接斩波电路 


说明输出Ei被测电压,经斩波取样后送到编码器里进行编码测量,当A点是低电位,B点为高电位时,GD1导通,GD2截止,被测电压Ei直接送到输出端,反之,A点高电位,B点低电位,GD1截止,GD2导通,C经GD2放电,输出端回到零。比普通的晶体管或场效应管斩波器具有更高精度 


隔离式斩波电路(I)


说明当斩波脉冲输入时,BG导通,则GD导通,输入边的ui传至输出边,而uo正比于ui但相位相反,反之,斩波脉冲为零时,GD截止,uo为高电平,比普通用变压器隔离的调制器,精度高,因变压器电压不能太大,引起输出脉冲波顶不平。


 隔离式斩波电路(II)


说明用两只GD1及GD2。其中GD1作开关器,当斩波脉冲输入时,GD1导通,ui反相传至GD2的输出边,使uo与输入ui及斩波脉冲隔离起来。





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