Optoacoblador - característiques, dispositiu, aplicació

Què és un optoacoblador

L'optoacoblador és un dispositiu optoelectrònic, les principals parts funcionals del qual són una font de llum i un fotodetector, que no estan connectats galvànicament entre si, sinó que es troben en una carcassa segellada comú. El principi de funcionament d'un optoacoblador es basa en el fet que un senyal elèctric aplicat a ell provoca una brillantor al costat de la transmissió, i ja en forma de llum, el senyal és rebut pel fotodetector, iniciant un senyal elèctric a la recepció. costat. És a dir, un senyal es transmet i es rep a través de la comunicació òptica dins del component electrònic.

Un optoacoblador és el tipus més senzill d'optoacoblador. Consisteix només en les parts emissores i receptores. Un tipus més complex d'optoacoblador és un xip optoelectrònic que conté diversos optoacobladors connectats a un o més dispositius d'adaptació o amplificació.

Així, un optoacoblador és un component electrònic que proporciona transmissió d'un senyal òptic en un circuit sense acoblament galvànic entre la font del senyal i el seu receptor, ja que se sap que els fotons són elèctricament neutres.

L'estructura i les característiques dels optoacobladors

Els optoacobladors utilitzen fotodetectors que són sensibles a les regions de l'infraroig proper i visible, ja que aquesta part de l'espectre es caracteritza per fonts de radiació intenses que poden funcionar com a fotodetectors sense refredament. Els fotodetectors amb unions pn (díodes i transistors) basats en silici són universals, la regió de la seva màxima sensibilitat espectral és propera als 0,8 μm.

L'optoacoblador es caracteritza principalment per la relació de transmissió actual CTR, és a dir, la relació dels corrents d'entrada i sortida. El següent paràmetre és la velocitat de transmissió del senyal, en realitat la freqüència de tall fc de l'operació de l'optoacoblador, relacionada amb el temps de pujada tr i el tall tf per als polsos transmesos. Finalment, els paràmetres que caracteritzen l'optoacoblador des del punt de vista de l'aïllament galvànic: la resistència d'aïllament Riso, la tensió màxima Viso i el rendiment Cf.

El dispositiu d'entrada, que forma part de l'estructura de l'optoacoblador, està dissenyat per crear condicions de funcionament òptimes perquè l'emissor (LED) canviï el punt de funcionament a la regió lineal de la característica I - V.

El dispositiu d'entrada té una velocitat suficient i una àmplia gamma de corrents d'entrada, assegurant la fiabilitat de la transmissió d'informació fins i tot amb un corrent baix (llindar). El medi òptic es troba a l'interior de la carcassa per on es transmet la llum de l'emissor al fotodetector.

En optoacobladors amb un canal òptic controlat, hi ha un dispositiu de control addicional, mitjançant el qual és possible influir en les propietats del medi òptic mitjançant mitjans elèctrics o magnètics.Pel costat del fotodetector, el senyal es recupera a una taxa de conversió òptica a elèctrica elevada.

El dispositiu de sortida al costat del fotodetector (per exemple, un fototransistor inclòs al circuit) està dissenyat per convertir el senyal en una forma elèctrica estàndard, convenient per a un processament posterior en blocs després de l'optoacoblador. Un optoacoblador sovint no conté dispositius d'entrada i sortida, de manera que requereix circuits externs per establir un funcionament normal en el circuit d'un dispositiu en particular.

Aplicació d'optoacobladors

Els connectors òptics són àmpliament utilitzats en circuits d'aïllament galvànic blocs de diversos equips, on hi ha circuits de baixa i alta tensió, els circuits de control estan separats dels circuits de potència: control de potents triacs i tiristors, circuits de relés, etc.

Els optoacobladors de díodes, transistors i resistències s'utilitzen en la modulació d'enginyeria de ràdio i els circuits de control automàtic de guany. En exposar el canal òptic, el circuit es controla sense contacte i es porta al mode de funcionament òptim.

Els connectors òptics són tan versàtils que s'utilitzen en una varietat d'indústries i en tantes funcions úniques, fins i tot simplement com a aïllament galvànic i elements de control sense contacte, que és impossible enumerar-los tots.

Aquests són només alguns d'ells: ordinadors, tecnologia de la comunicació, automatització, equips de ràdio, sistemes de control automatitzats, instruments de mesura, sistemes de control i regulació, tecnologia mèdica, dispositius de visualització i molts altres.

Avantatges dels optoacobladors

L'ús d'optoacobladors en plaques de circuits impresos permet aconseguir un aïllament galvànic ideal quan els requisits d'aïllament d'alta tensió i baixa tensió, circuits d'entrada i sortida en termes de resistència són extremadament alts. La tensió entre els circuits de transmissió i recepció del popular optoacoblador PC817 és, per exemple, de 5000 V. A més, s'aconsegueix un ample de banda extremadament baix d'aproximadament 1 pF mitjançant l'aïllament òptic.

Mitjançant optoacobladors, el control sense contacte és molt fàcil d'implementar, alhora que deixa espai per a solucions de disseny úniques pel que fa als circuits de control directe. També és important aquí que no hi hagi absolutament cap reacció del receptor a la font, és a dir, la informació es transmet unidireccionalment.

L'ample de banda més ampli de l'optoacoblador elimina les limitacions imposades per les freqüències baixes: amb l'ajuda de la llum, podeu transmetre almenys un senyal constant, fins i tot un pols, i amb vores molt pronunciades, que és fonamentalment impossible d'implementar mitjançant transformadors de pols. El canal de comunicació dins de l'optoacoblador és absolutament immune als efectes dels camps electromagnètics, de manera que el senyal està protegit d'interferències i captura. Finalment, els optoacobladors són totalment compatibles amb altres components electrònics.