Оптические гальванические устройства

Характеристика схемы: напряжение пробоя, время фронта- задержка между входом и выходом сигналов (время, необходимое для разгорания светодиода, плюс время на открытие фотодиода от 100нс до 1мкс).

Недостатки: ограниченная пропускная способность, высокие частоты ограничены, несколько МГц.

Фотодиод – такой полупроводник, если его осветить светом определенной длины волны, в нем возникает проводимость.

Когда на базе транзистора VT присутствует низкий потенциал, транзистор закрыт, через коллекторную цепь ток не идет, а светодиод не светится, фотодиод – закрыт. На входе усилителя – компаратора существует высокий потенциал, равный напряжению питания (Uпит2), который за счет инверсии на входе превращается в низкий логический потенциал. Таким образом если на входе 0 на выходе тоже 0.

В момент времени t1 на входе в базу VT подается логическая единица (высокий потенциал). Транзистор открывается, по цепи течет ток, ограниченный Rогр1 и светодиод излучает (в таких устройствах используется инфракрасный диапазон). Излучение светодиода поступает на фотодиод и открывает его.

Когда фотодиод открыт на входе усилителя – компаратора потенциал близок к 0, который превращается на инверсном входе в напряжение логической 1. Таким образом, если на вход подать 1, на выходе тоже будет 1. Следовательно, схема четко отслеживает потенциал на входе и на выходе. Схема с эффектом триггера Шмидта на входе и инверсным выходом. Триггер Шмидта необходим для защиты сигнала от «дребезга» на входе в момент открытия фотодиода.

Такая схема может передавать сигнал любой длительности. Такие схемы используются в устройствах цифровой гальванической развязки. Платы с гальванической развязкой ограничены в быстродействии (скорости передачи данных) по сравнению с платами без гальванической развязки.

Характеристики схем:

1.Напряжение пробоя U_проб

2.Время фронта τ_фронта-время, необходимое для того, что бы светодиод загорелся и потух (примерно 100 мкс).

Ограниченная пропускная способность, высокие частот ограничены несколькими МГц.

Существуют устройства с гальванической развязкой для передачи аналоговых сигналов. В состав таких устройств включается опто-пара, имеющую линейную характеристику в определенном диапазоне входных напряжений, но их скорость передачи еще ниже, чем через логическую опто-пару.

Применяются в медицинском оборудовании для защиты исследуемого от воздействия компьютера. Для того, чтобы подать питание на АЦП, используется DC/DC преобразователь (преобразует постоянное напряжение в постоянное напряжение без помех, U_проб не ниже U_проб оптических элементов).

Дата добавления: 2014-01-07