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光電耦合器傳輸速度的提高

2012年08月20日 11:52 http://www.tosharp.cn/ 作者:潮光光耦網(wǎng) 用戶評(píng)論(0
關(guān)鍵字:光電耦合器(87287)

當(dāng)采用光耦隔離數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),光電耦合器的傳輸特性,即傳輸速度,往往成為系統(tǒng)最大數(shù)據(jù)傳輸速率的決定因素。在許多總線式結(jié)構(gòu)的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中,為了防止各模塊之間的相互干擾,同時(shí)不降低通訊波特率,我們不得不采用高速光耦來實(shí)現(xiàn)模塊之間的相互隔離。常用的高速光耦有6N135/6N136,6N137/6N138。但是,高速光耦價(jià)格比較高,導(dǎo)致設(shè)計(jì)成本提高。這里介紹兩種方法來提高普通光耦的開關(guān)速度。
??? 由于光耦自身存在的分布電容,對(duì)傳輸速度造成影響,光敏三極管內(nèi)部存在著分布電容Cbe和Cce,如圖4所示。由于光耦的電流傳輸比較低,其集電極負(fù)載電阻不能太小,否則輸出電壓的擺幅就受到了限制。但是,負(fù)載電阻又不宜過大,負(fù)載電阻RL越大,由于分布電容的存在,光電耦合器的頻率特性就越差,傳輸延時(shí)也越長(zhǎng)。

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圖4 光敏三極管內(nèi)部分布電容
??? 用2只光電耦合器T1,T2接成互補(bǔ)推挽式電路,可以提高光耦的開關(guān)速度,如圖5所示。當(dāng)脈沖上升為“1”電平時(shí),T1截止,T2導(dǎo)通。相反,當(dāng)脈沖為“0”電平時(shí),T1導(dǎo)通,T2截止。這種互補(bǔ)推挽式電路的頻率特性大大優(yōu)于單個(gè)光電耦合器的頻率特性。
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圖5 2只光電耦合器構(gòu)成的推挽式電路
??? 此外,在光敏三極管的光敏基極上增加正反饋電路,這樣可以大大提高光電耦合器的開關(guān)速度。如圖6所示電路,通過增加一個(gè)晶體管,四個(gè)電阻和一個(gè)電容,實(shí)驗(yàn)證明,這個(gè)電路可以將光耦的最大數(shù)據(jù)傳輸速率提高10倍左右。
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圖6 通過增加光敏基極正反饋來提高光耦的開關(guān)速度
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