Логика с оптическими связями

На рисунке 2.14, а) изображена обычная ТТЛ, дополненная оптической связью (оптроном).

Рисунок 2.14 – 249ЛП1 – а); 249КН1 – б)

На входе установлен диодно–диодный оптрон: VD1 – светодиод, VD2 – фотодиод. Эта пара, обладающая высокой частотной способностью. Подобные оптопары применяются волоконнооптических каналах преобразования световых потоков в электрические сигналы и наоборот. Здесь выполняет роль гальванической развязки.

I означает тип микросхемы (1, 5, 6, 7 – полупроводниковая, 2, 4, 8 – гибридная или 3 – прочая);

II серия микросхемы, цифры от 00 до 99 (или от 000 до 999). Обычно употребляют номер серии совместно признаком (полупроводниковая или гибридная);

III тип микросхемы;

IV подвид микросхемы, номер разработки.

Следовательно, здесь гибридные микросхемы.

Если ток светодиода VD1 нулевой, то свечения нет. Поэтому, VD2 закрыт, его сопротивление несколько МОм, тока в цепи Б – Э VT1 ··· Б – Э VT4 нет, они заперты. Образуются цепи:

(нагрузка), открывается VT3, образуется основная цепь:

(нагрузка), на выходе выделяется высокий уровень.

Если в цепи входа есть ток порядка 10мА и более при напряжении 3,5 ÷ 4 В, то выделяется в оптроне световой поток, проходящий через разделительную среду на фотодиод VD2, сопротивление которого в обратном направлении уменьшается до нескольких кОм. Образуется цепь:

Следовательно, VT1, VT4 открываются, образуются цепи:

, открывающая VT4, в результате выход F соединен с землей и имеет низкий уровень.

Таким образом, оптрон здесь выполняет роль обычной гальванической развязки. Стандартное напряжение гальванической развязки 100 ÷ 400 В и другие величины. Развязка потому, что сигнал передается через оптический луч, который не проводит электрический ток.

В схеме, изображенной на рисунке 2.14, б), фотодиоды работают, в отличие от предыдущей схемы, в фотогенераторном режиме. Известно, что если фотодиод осветить, то он генерирует напряжение до 0,4 В с указанной на схеме полярностью. Так как этого напряжения не хватает для открытия транзистора, то два фотодиода включают последовательно, образуется напряжение 0,8 В. Следовательно, +VD4 внизу поступает на коллекторные электроды VT1, VT2 транзисторов типа p–n–p, включенных в инверсном режиме, далее .

Транзисторы открываются, могут пропускать ток до нескольких мА.