光耦是如何工作的？高速光耦、普通光耦有何不同？

光耦，也就是我們通常所說(shuō)的光耦合器。在往期文章中，小編對(duì)光耦有過(guò)一些闡述。為繼續(xù)增進(jìn)大家對(duì)光耦的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)光耦工作原理、光耦主要特點(diǎn)以及高速光耦和普通光耦的區(qū)別予以介紹。如果你對(duì)光耦具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、光耦及其工作原理

光電耦合器(opticalcoupler equipment，英文縮寫(xiě)為OCEP)亦稱(chēng)光電隔離器或光電耦合器，簡(jiǎn)稱(chēng)光耦。它是以光為媒介來(lái)傳輸電信號(hào)的器件，通常把發(fā)光器(紅外線發(fā)光二極管LED)與受光器(光敏半導(dǎo)體管，光敏電阻)封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接收光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了“電—光—電”控制。以光為媒介把輸入端信號(hào)耦合到輸出端的光電耦合器，由于它具有體積小、壽命長(zhǎng)、無(wú)觸點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，輸出和輸入之間絕緣，單向傳輸信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字電路上獲得廣泛的應(yīng)用。

在光耦工作原理方面：

(1)光電耦合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常為105～106Ω。據(jù)分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合器輸入端的雜訊電壓會(huì)很小，只能形成很微弱的電流，由于沒(méi)有足夠的能量而不能使二極體發(fā)光，從而被抑制掉了。

(2)光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒(méi)有電氣聯(lián)系，也沒(méi)有共地;之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾雜訊都很難通過(guò)光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號(hào)的產(chǎn)生。

(3)光電耦合器可起到很好的安全保障作用，即使當(dāng)外部設(shè)備出現(xiàn)故障，甚至輸入信號(hào)線短接時(shí)，也不會(huì)損壞儀表。因?yàn)楣怦詈掀骷妮斎牖芈泛洼敵龌芈分g可以承受幾千伏的高壓。

(4)光電耦合器的回應(yīng)速度極快，其回應(yīng)延遲時(shí)間只有10μs左右，適于對(duì)回應(yīng)速度要求很高的場(chǎng)合。

二、光耦主要特點(diǎn)

輸入和輸出端之間絕緣，其絕緣電阻一般都大于10000MΩ，耐壓一般可超過(guò)1kV，有的甚至可以達(dá)到10kV以上;

由于光接收器只能接受光源的信息，反之不能，所以信號(hào)從光源單向傳輸?shù)焦饨邮掌鲿r(shí)不會(huì)出現(xiàn)反饋現(xiàn)象，其輸出信號(hào)也不會(huì)影響輸入端;

由于發(fā)光器件(砷化鎵紅外二極管)是阻抗電流驅(qū)動(dòng)性器件，而噪音是一種高內(nèi)阻微電流電壓信號(hào)。因此光電耦合器件的共模抑制比很大，所以，光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音;

容易和邏輯電路配合;

響應(yīng)速度快。光電耦合器件的時(shí)間常數(shù)通常在毫秒甚至微秒級(jí);

無(wú)觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、體積小、耐沖擊。

三、高速光耦與普通光耦區(qū)別

在結(jié)構(gòu)當(dāng)面，高速光耦與普通光耦是不一樣，高速光耦的結(jié)構(gòu)是光敏二極管+放大驅(qū)動(dòng)電路，普通光耦的結(jié)構(gòu)是光敏三極管(+放大驅(qū)動(dòng)電路)。光敏二極管的響應(yīng)速度(上升下降時(shí)間)是納秒級(jí)，光敏三極管的響應(yīng)速度(上升下降時(shí)間)是微秒級(jí)。不是說(shuō)普通光耦工作在線性區(qū)它就能高速，它固有的響應(yīng)時(shí)間就限死了它想快也快不起來(lái)。另外如果普通光耦工作在線性區(qū)，那它也會(huì)受限截至頻率Fc(Cut-offFrequency)這個(gè)參數(shù)，普通光耦這個(gè)Fc基本在50KHz左右(測(cè)試條件VCC=5v、IC=5ma、RL=100R，RL加大Fc更小，RL=1K時(shí)，F(xiàn)c大約在10KHz左右)，像TLP521，F(xiàn)c約50KHz，PC817，F(xiàn)c約80KHz，CNY117，F(xiàn)c約250KHz。

當(dāng)然有些普通光耦在調(diào)大驅(qū)動(dòng)電流(到200MA)/減小負(fù)載電阻(到500OHM)/優(yōu)化驅(qū)動(dòng)脈沖等情況下的確實(shí)能達(dá)到500KHz這樣的速度。高速光電耦合器6N137由磷砷化鎵發(fā)光二極管和光敏集成檢測(cè)電路組成。通過(guò)光敏二極管接收信號(hào)并經(jīng)內(nèi)部高增益線性放大器把信號(hào)放大后，由集電極開(kāi)路門(mén)輸出。6N137引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1和圖2所示。該光電器件高、低電平傳輸延遲時(shí)間短，典型值僅為45ns，已接近TTL電路傳輸延遲時(shí)間的水平。具有10Mbps的高速性能，因而在傳輸速度上完全能夠滿(mǎn)足隔離總線的要求。內(nèi)部噪聲防護(hù)裝置提供了典型10kV/μs的共模抑制功能。除此之外，6N137還具有一個(gè)控制端，通過(guò)對(duì)該端的控制，可使光耦輸出端呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。

以上便是此次小編帶來(lái)的“光耦”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)光耦工作原理、光耦主要特點(diǎn)以及高速光耦和普通光耦的區(qū)別具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!