Типы оптопар, параметры и характеристики

1. Резисторные оптопары. Они имеют в качестве излучателя сверхмощную лампочку накаливания или светодиод. Приемником излучения является фоторезистор, который может работать как на постоянном, так и на переменном токе.

Условное обозначение и схема включения резисторной оптопары показаны на рисунке 1.63.

Рисунок 1.63 – Условное обозначение и схема включения резисторной оптопары

Выходная цепь питается от источника (=) или (~) напряжения Е _и, имеет нагрузку R _н. Напряжение управления U _упр, подаваемое на светодиод, управляет током в нагрузке.

Параметры резисторных оптопар:

1. Max токи и напряжения на входе и на выходе;

2. R _вых при нормальной работе и R _т.вых (темновое выходное

сопротивление);

3. R изоляции;

4. Время включения и выключения, характеризующее инерционность прибора.

Характеристики:

1. Входные ВАХ;

2. Передаточная (зависимость R _вых = f (I _вых).

Применяются: для коммутации, для автоматического регулирования усиления, для связи между каскадами, для управления бесконтактными делителями напряжения и т. д.

2.

Рисунок 1.64 – Условное обозначение и схема включения диодной оптопары

Диодные оптопары. Они содержат обычно кремниевый фотодиод и арсенид-галлиевый светодиод (рисунок 1.64).

Параметры диодных оптопар:

1. входные и выходные напряжения и токи;

2. коэффициент передачи тока (т. е. I _вых / I _вх);

3. время нарастания и время схода выходного сигнала.

Применение диодных оптопар очень разнообразно:

- для создания импульсных трансформаторов, не имеющих обмоток;

-

Рисунок 1.65 – Условное обозначение и схема включения транзисторной оптопары

для передачи сигналов между блоками РЭА;

- для управления работой микросхем.

3. Транзисторные оптопары имеют в качестве излучателя Ga As -светодиод, а в качестве приемника излучения – биполярный кремниевый фототранзистор (рисунок 1.65).

В качестве приемника может также использоваться однопереходный и полевой транзисторы.

Основные параметры аналогичны параметрам резисторных оптопар. Дополнительно указываются мах токи, напряжения и мощность, относящиеся к входной цепи, темновой ток фототранзистора, время включения и время выключения.

Оптопары этого типа работают обычно в ключевом режиме и применяются в коммутаторных схемах, в устройствах связи различных датчиков с измерительными блоками, в качестве реле.

4. Тиристорные оптопары имеют в качестве фотоприемника кремниевый фототиристор и применяются исключительно в ключевых режимах (рисунок 1.66).

Рисунок 1.66 – Условное обозначение и схема включения тиристорной оптопары

Применение: схемы для формирования мощных импульсов, управления и коммутации различных устройств с мощными нагрузками.

Параметры:

1. входные и выходные токи и напряжения;

2. время включения и выключения;

3. параметры изоляции между входной и выходной цепями.

Достоинства оптронов:

1. Отсутствие электрической связи между входом и выходом и обратной связи между фотоприемником и излучателем, т. к. R _изол. = 1012 − 1014 Ом.;

2. Широкая полоса частот колебаний пропускаемых оптроном. Возможность передачи сигналов с частотой от нуля до 1013 − 1014 Гц;

3. Высокая помехозащищенность оптического сигнала, т. е. его невосприимчивость к воздействию внешних электромагнитных полей;

4. Возможность управления выходными сигналами путем воздействия на оптическую часть прибора.

Недостатки:

1. Большая потребляемая мощность, из-за того, что дважды происходит преобразование энергии;

2. Значительное влияние температуры и радиации на свойства оптронов;

3. Заметное «старение», т. е. ухудшение параметров с течением времени;

4. Высокий уровень собственных шумов.