Маломощные оптроны

April 18, 2011 by admin Комментировать »

Термин «оптрон» появился как сокращение от английского слова «optical-electronic device» (оптическое электронное устройство). Оптронами называют приборы, в которых имеются источник и фотоприемник оптического излучения, согласованные друг с другом. Принцип действия оптронов любого вида основан на преобразовании электрического сигнала в световую энергию (чаще всего в ИК-диапазоне), которая, проходя какое-то расстояние, по- падаег на фотоприемник, где опять превращается в электрический сигнал. В оптронах используются фотоприемники различных структур (фотодиодные, фоторезисгорные, фототранзисторные), чувствительные в видимой и ближней инфракрасной области.

В основном используется участок ИК-спектра 700…1000 нм, так как для этого диапазона оказалось легче изготовить мощные источники излучения.

Все оптронные приборы по конструкции корпуса могут быть разделены на две группы: с открытым и с закрытым оптическим каналом. Первые применяются в различных бесконтактных датчиках положения, вторые — для гальванической развязки электрических цепей при передаче сигналов, что позволяет защитить устройства от повреждений (гальваническая развязка входа и выхода блоков аппаратуры особенно важна, если между узлами имеется значительная разность потенциалов). Оптроны также находят широкое применение в электронных схемах автоматического управления и регулировки усиления и др. Здесь будет приведена информация только о приборах с закрытым оптическим каналом, так как они наиболее универсальны и очень широко применяются в радиоаппаратуре.

Все маломощные оптоэлектронные компоненты можно разделить на три группы: элементарные оптопары (диодные, транзисторные, тиристорные и симисторные и др.), ключевые оптопары (оптодинисторы, оптотиристоры, оптосимисторы, оптореле — все могут находиться в одном из двух состояний) и оптронные микросхемы (внутри имеют усилитель, для которого требуется подавать внешнее питание).

Гальваническую развязку всех видов оптопар характеризуют две основные величины напряжений, которые надо учитывать при выборе замены:

URMs (или Uio) — напряжение изоляции — максимально допустимое действующее (RMS) напряжение между входом и выходом, которое может длительно присутствовать без риска повредить оп- топару (тестовые испытания проводят в течение 1 мин);

Upk — максимально допустимое пиковое напряжение между входом и выходом, воздействие которого допускается кратковременно.

Диодные и транзисторные оптопары

Из всего многообразия оптронов наиболее универсальными являются фотоприемники на основе кремниевых р-п-переходов: фотодиодов и фототранзисторов. Они могут использоваться для передачи не только цифровых, но и аналоговых сигналов. Но, к сожалению, у всех полупроводников участок линеиности передаточной характеристики не велик, что видно на примере графика, рис. 3.

Рис. 3. Типовая передаточная характеристика транзисторных оптопар: 1 — 4N25; 2 — серии CNY17

Важнейшими параметрами диодной и транзисторной оптопар, как элементов связи, являются:

Ki — коэффициент передачи тока (в зарубежной литературе и справочниках этот параметр часто обозначается — CTR (Current Transfer Ratio). Он определяется отношением токов выходного к входному, выраженномув процентах, (IcA) x 100%;

F — граничная рабочая частота, от которой зависит максимальная скорость передачи информации. На практике вместо частоты измеряютдлительности нарастания (Т0ы) и спада (T0F) передаваемых импульсов (по уровню 0,1 и 0,9 Pmax), от которых и зависит граничная частота: F « 1 /(Т0м + ТсД

Диодные оптопары обладают хорошими частотными и шумовыми характеристиками, но имеют очень низкий коэффициент передачи тока (1…10%). Они больше подходятдля передачи аналоговых сигналов, изменяющихся в широком динамическом диапазоне. Отечественная промышленность выпускает довольно много таких элементов и с ними можно познакомиться по справочной литерату- pe[1,2].

Источник: Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 6. — M / СОЛОН-Пресс, 2005. 240 с.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты