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光耦线性化与线性光耦器件的应用.pdf

光耦线性化与线性光耦器件的应用

boy_88_88_88 2011-09-19 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《光耦线性化与线性光耦器件的应用pdf》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含综合资讯在线阅读原文阅读在线商城下载专区DATASHEET技嵌入式系统  单片机  DSP  EDAPLD  接口电路  存储技术  显传感控制  符等。

综合资讯在线阅读原文阅读在线商城下载专区DATASHEET技嵌入式系统  单片机  DSP  EDAPLD  接口电路  存储技术  显传感控制  模拟技术  通信网络  无线通信  电测仪表  消费电子所在的位置:首页技术文章模拟技术正文光耦线性化与线性光耦器件的应用发布日期:浏览数:作者:孙德刚孙光来源:现代电子技术摘要:比较全面的介绍了光耦器件在模拟信号隔离测试中的应用并且指出了保证测试精度需要采取的措施。关键词:光耦线性反馈模拟信号引言在单片机测试系统的设计过程中被测试对象信号的隔离对整个系统的正常工作具有重要作用。这里主要有两方面的考虑:()保护被测试对象和测试电路使其不会因为被测试对象或测试电路的故障而影响整个系统的工作。()减小环境干扰对测试电路的影响。为保护后级设备、保证测量结果的有效性测试电路与被测电路必须做到严格的电气隔离。光电耦合器因其良好的性能和抗干扰能力而被广泛地应用于输入和输出信号的电气隔离。但是在利用光电耦合器的线性耦合直接对模拟信号进行隔离传输时由于光电耦合器内部发光二级管和光敏三级管的伏安特性使得光电耦合器的“线性区”实际上比较小并且存在一定程度的非线性失真。由于光电耦合器件非线性的输入输出特性所限一般来讲光耦器件主要应用于数字信号的隔离而较少用于模拟信号的隔离。目前对于模拟电信号的隔离主要有种方法:一种是采用诸如霍尔器件等特殊传感器但其价格较贵另一种是首先进行A/D转换或V/F转换再用光耦进行隔离的方法但处理过程较为复杂并且不能使用单片机内置的A/D口。如果能够使用光耦器件完成对模拟信号的隔离无疑是很有意义的。普通光耦器件的线性化使用光电耦合器由发光器和受光器部分组成发光器是一个发光二级管受光器是一个光敏三级管二者密封在同一管壳内。当受光器接受光照时产生电流输出。由于电信号以光线为传输介质因而实现了输入和输出信号在电气上的良好隔离。但是在利用光电耦合器的线性耦合直接对模拟信号进行隔离传输时由于光电耦合器内部发光二级管和光敏三级管的伏安特性使得光电耦合器的“线性区”实际上存在一定程度的非线性失真。可以设想如果采取措施使光耦器件的非线性问题得以改善那么利用光耦进行模拟信号的隔离是可能的。根据以上假设我们想到控制理论中反馈控制的特点其中很重要的一点就是引入负反馈可以改善系统的线性度。基于此想法设计了如图所示的电路进行模拟量的隔离测量。在本电路中使用了个普通光耦器件和个运算放大器个光耦一个用于输出一个用于反馈反馈用来补偿发光二极管时间、温度特性的非线性。下面我们来分析一下电路的工作原理。最超值SC开发板(标无忧MP开多功能techorICE¥最新无忧无优惠页码光耦线性化与线性光耦器件的应用无忧电子开发网技术文章http:wwwkaifacomjswzreadphpID=比较全面地介绍了光耦器件在模拟信号隔离测试中的应用并且指出了保证测试精度需要采取的措施。如果图中个光耦选用同一型号同一批次的产品那么特性基本一致即有:K=K所以: 从上式可以看出该测量电路的电压增益只与电阻RR的阻值有关而与光耦的电流传输比等特性无关从而实现了对电压信号的线性隔离。需要特别指出的是在图所示电路中必须使用隔离电源。线性光耦器件的应用这里说的线性光耦器件有种:无反馈型和反馈型我们先介绍无反馈型。无反馈型线性光耦器件实际上是在器件的材料和生产工艺上采取一定措施使得光耦器件的输入输出特性的非线性得到改善。但是由于发光二极管和光电三极管的固有特性改善十分有限。这种光耦器件主要用于对线性区的范围要求不大的情况例如开关电源的电压隔离反馈电路中经常使用的PCA和NECH等线性光耦。由于开关电源在正常工作时的电压调整率不大通过对反馈电路参数的适当选择就可以使光耦器件工作在线性区。但是由于这种光耦器件只是在有限的范围内线性度较高所以不适合使用在对测试精度以及范围要求较高的场合。另一种线性光耦是反馈型器件其作用原理与前面介绍过的普通光耦器件线性化使用的原理类似只不过他在生产工艺上采取了一定措施使同一片器件中的个光耦的特性更加趋于一致。这种器件例如德州仪器公司曾经出品现已停产的TILACLARE公司生产的LOC系列线性光耦惠普公司生产的HCNR/线性光耦等。图所示是一个采用LOC线性光耦实现的隔离放大器。EasyMCU实验开页码光耦线性化与线性光耦器件的应用无忧电子开发网技术文章http:wwwkaifacomjswzreadphpID= 实际使用中应注意的问题对于单片机测试系统而言如果对被测试量的量程(变化范围)要求较大、精度要求较高时使用反馈型线性光耦器件无疑是比较合适的。但是在光耦的线性化使用或者说在使用线性光耦器件的过程中其线性度往往并不能完全令人满意。这是为什么呢?根据我们的实践经验关键在于要充分理解光耦器件自身的一些特点以及在光耦器件中使用反馈机制改善线性度的原理只要在设计过程中合理地选择器件和小心设计电路即使采用我们介绍过的第一种方法采用普通光耦器件也同样能达到很好的效果这里要注意以下几点:()必须充分认识到光耦为电流驱动型器件要合理选择反馈电路中所使用的运放必须保证运放拥有合适的负载能力以便在正常工作时驱动光电二极管。()当采用普通光耦器件时要尽量采用多光耦器件而不要采用单光耦器件。因为多个光耦集成在一片芯片上有利于从材料及工艺的角度保证多个光耦之间特性趋于一致而正是由于个光耦特性的一致才保证了反馈对改善线性的作用。()由于线性光耦在使用过程中引入了反馈机制所以不适用于被测信号变化太快或者频率很高的场合。根据以上原则我们曾先后使用普通光耦器件和反馈型线性光耦器件成功地在电力直流系统监控模块中实现了对直流母线电压信号的采集与隔离其线性度和精度都是令人满意的。参考文献[]一种实用的线性隔离检测电路[J].电工技术().[]Linearoptocouplerapplicationnotes[M].AmericanClareCo. (全文结束)信息发布:工号  转引自:【大中小】【打印】【关闭】 相关文章LOCX系列光耦合器的特性及应用()线性光耦在电流采样中的应用()HT低杂波电源反馈控制系统的设计与实现()IXR型变送模块在仪表中的应用()采用线性累积模型分析电缆绝缘寿命试验数据()基于MPEG的在线直播系统设计与实现()DSP+FPGA实时信号处理系统()一种基于反馈的信元交换控制系统()页码光耦线性化与线性光耦器件的应用无忧电子开发网技术文章http:wwwkaifacomjswzreadphpID=用EPLD芯片ADV设计的一种可编程计数器()相位检测在微弱信号测量中的应用()每页显示篇共篇信息页次:页 分页:转:页GO 相关评论很抱歉!现在还没有相关评论 发表评论   匿名发表帐号:密码:邮箱:gfedc发送关于我们  友情链接Email:webmasterkaifacomCopyright无忧电子开发网版权所有粤ICP备号页码光耦线性化与线性光耦器件的应用无忧电子开发网技术文章http:wwwkaifacomjswzreadphpID=

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