光電耦合器組成的脈沖電路原理及應(yīng)用電路

這里介紹的光電耦合器是由發(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，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)/(6×10)=24歐
限流電阻R1可按下式計(jì)算
R1≥(E-IbmRce2min)/Ibm
式中：Ibm是晶體管的最大基極電流，Rce2min是光敏三極管集射間的最小電阻值。

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

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

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被測電壓，經(jīng)斬波取樣后送到編碼器里進(jìn)行編碼測量，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為高電平，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。