光电隔离电子电路图全集 一．MSD1型湿敏原件空气翁度测量仪电路图 二．光电隔离器应用电路图 光电隔离器可以组成多种多样的应用电路。如组成光电隔离电路，长传输线隔离器，TTL电路驱动器，CMOS 电路驱动器，脉冲放大器等。目前，在A／D模拟转换开关，光斩波器，交流、直流固态继电器等方面也有广泛应用。光电隔离器的输入部分为红外发光二极管，可以采用TTL或CMOS数字电路驱动。 在图a，输出电压Vo受TTL电路反相器的控制，当反相器的控制输入信号为低电平时，信号反相使输出为高电平，红外发光二极管截止，光敏三极管不导通，Vo输出为高电平。反之Vo输出为低电平。从而实现TTL电路控制信号的隔离、传输和驱动作用。 图2为CMOS门电路通过光电隔离器为中间传输媒介，驱动电磁继电器的应用实例。当CMOS反相器的输出控制信号为高电平时．其输出信号为低电平，Q晶体管截止，红外发光二极管不导通，光电隔离器中的输出达林顿管截止，继电器控制绕组J处于释放状态。反之继电器的控制绕组J吸合，继电器的触点可完成规定的控制动作，从而实现CMOS门电路对电磁继电器控制电路的隔离和驱动。
选用输出部分为达林顿晶体管的光电隔离器，可以显著提高晶体管的电流放大系数，从而提高光电耦合部分的电流传输比CTR。这样，输入部分的红外发光二极管只需较小的正向导通电流If，就可以输出较大的负载电流，以驱动继电器、电机、灯泡等负载形式。 达林顿晶体管输出形式的光电隔离器，其电流传输比CTR可达5000％，即Ic＝5000×If ，适用于负载较大的应用场合。在采用光电隔离器驱动电磁继电器的控制绕组时，应在控制绕组两侧反向并联二极管D，以抑制吸动时瞬恋反电动势的作用，从而保护继电器产品。 · [图文] 多敏固态控制器光电输入的电路应用原理 · [图文] 线性光藕隔离放大器电路 · [图文] 采用光隔离器的电码实验操作振荡器 · [图文] AD7414/AD7415 数字输出温度传感器 · [图文] 加外部缓冲器的远程测温电路 · [图文] 具有整形作用的光耦隔离电路 · [图文] 带PNP三极管电流放大的光耦隔离电路 · [图文] 普通光耦隔离电路 · [图文] PARCOR方式语音合成电路图 · [图文] ADM方式语音合成电路图 · [图文] 用CMOS逻辑门控制AD590电路图 · [图文] 灵敏度可调节的光电继电路图 · [图文] 光敏吸合式继电路图 · [图文] 光敏晶体管施密特电路图 · [图文] 光敏晶体管及光照吸合式继电器电路图 · [图文] 光敏晶体管光敏电桥电路图 · [图文] 光敏晶体管电感桥电路图 · [图文] 光敏吸合式继电路图 · [图文] 光控玩具汽车向前停车电路图 · [图文] 光控施密特触发电路图 · [图文] 光控升压电路图 · [图文] 光控升压电路图 · [图文] 光控换向电路图 · [图文] 光控发光二极管电路图 · [图文] 光控多功能触发器电路图 · [图文] 光控串联晶闸关开关电路图 · [图文] 光控触发脉冲形成电路图 · [图文] 光控常开式交流接触器电路图 · [图文] 光控常闭式交流接触器电路图 · [图文] 光控插座电路图 · [图文] 光控 闪光管电路图 · [图文] 光控555维电器电路图 · [图文] 光可控电路图 · [图文] 光继电路图
中文摘要 本文主要通过光耦隔离放大电路，对光电耦合器4N25及放大电路和电压跟随器中的放大器件TL084的特性进行简要描述和分析。 光耦隔离放大电路主要由电压串联负反馈放大电路光电耦合器和电压跟随器三部分组成。其中光电耦合器是本次设计的关键。 光耦的工作原理包括：光的发射、光的接收及信号放大三个环节。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比，光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。 在放大电路中采用电压串联负反馈电路，对输入的信号进行比例放大输出，并且由于采用负反馈，这样就可以使电路具有较好的恒压输出特性。在整个电路的输出端与电压更随器连接，以进一步使电路达到良好稳压输出效果。 关键词隔离放大器光耦电压放大电路电压跟随器
目录 课程设计任务书................................................................................................错误!未定义书签。隔离放大电路的设计........................................................................................错误!未定义书签。模拟电子技术课程设计成绩评定表............................................................错误!未定义书签。中文摘要..................................................................................................................................... I 目录. (1) 1.设计任务描述 (2) 1.1 设计题目: (2) 1.2 设计要求： (2) 1.2.1 设计目的： (2) 1.2.2 基本要求： (2) 1.2.3发挥部分： (2) 2.设计思路 (3) 3.基本框架 (4) 4.模块细节及各部分电路设计及参数计算 (5) 4.1方波信号输入 (5) 4．2电源提供电流进入光耦图 (6) 4.2.1 光偶的一些参数 (6) 4.2.2分析 (9) 4.2.3放大电路的选择及计算 (9) 4.2.4 光耦简图 (11) 4.2.5 CTR的计算 (11) R的计算 (11) 4.3 4 4.4 电压跟随器的设计图 (12) 4.5 方波仿真信号输出 (12) 4.6.注意的问题 (13) 5.电路元件清单 (14) 6.主要元器件介绍 (15) 6.1光耦数据单 (15) 6.2 TLO84的数据单 (17) 7.小结 (19) 8.参考文献 (21) 9.附录 (22)
1. 线形光耦介绍 光隔离是一种很常用的信号隔离形式。常用光耦器件及其外围电路组成。由于光耦电路简单，在数字隔离电路或数据传输电路中常常用到，如UART协议的20mA电流环。对于模拟信号，光耦因为输入输出的线形较差，并且随温度变化较大，限制了其在模拟信号隔离的应用。 对于高频交流模拟信号，变压器隔离是最常见的选择，但对于支流信号却不适用。一些厂家提供隔离放大器作为模拟信号隔离的解决方案，如ADI的AD202，能够提供从直流到几K的频率内提供0.025%的线性度，但这种隔离器件内部先进行电压-频率转换，对产生的交流信号进行变压器隔离，然后进行频率-电压转换得到隔离效果。集成的隔离放大器内部电路复杂，体积大，成本高，不适合大规模应用。 模拟信号隔离的一个比较好的选择是使用线形光耦。线性光耦的隔离原理与普通光耦没有差别，只是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈。这样，虽然两个光接受电路都是非线性的，但两个光接受电路的非线性特性都是一样的，这样，就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。 市场上的线性光耦有几中可选择的芯片，如Agilent公司的HCNR200/201，TI子公司TOAS的TIL300，CLARE的LOC111等。这里以HCNR200/201为例介绍2. 芯片介绍与原理说明 HCNR200/201的内部框图如下所示 其中1、2引作为隔离信号的输入，3、4引脚用于反馈，5、6引脚用于输出。 1、2引脚之间的电流记作IF，3、4引脚之间和5、6引脚之间的电流分别记作IPD1和IPD2。输入信号经过电压-电流转化，电压的变化体现在电流IF上，IPD1和IPD2基本与IF成线性关系，线性系数分别记为K1和 K2,即 K1与K2一般很小（HCNR200是0.50%），并且随温度变化较大（HCNR200的变化范围在0.25%到0.75%之间），但芯片的设计使得 K1和K2相等。在后面可以看到，在合理的外围电路设计中，真正影响输出/输入比值的是二者的比值K3,线性光耦正利用这种特性才能达到满意的线性度的。
DATA SHEET The information in this document is subject to change without notice. ? 1988 Document No. P11309EJ5V0DS00 (5th edition)Date Published December 1998 NS CP (K)Printed in Japan The mark ? shows major revised points. DESCRIPTION The PS2705-1, PS2705-2, PS2705-4 are optically coupled isolators containing two GaAs light emitting diodes and an NPN silicon phototransistor. These packages are SOP (Small Outline Package) type and have shield effect to cut off ambient light.They are designed for high density mounting applications. FEATURES ?AC input response ?High isolation voltage (BV = 3 750 Vr.m.s.)?High current transfer ratio (CTR = 100 % TYP.)?SOP (Small Outline Package) type ?High-speed switching (t r = 3 μs TYP., t f = 5 μs TYP.) ?Ordering number of taping product (Only-1 type) : PS2705-1-E3, E4, F3, F4?UL approved: File No. E72422 (S)?VDE0884 approved (Option) APPLICATIONS ?Hybrid IC ?Telephone/FAX ?FA/OA equipment ?Programmable logic controllers ?Power supply ORDERING INFORMATION Part Number Package Safety Standard Approval PS2705-14-pin SOP Standard products PS2705-28-pin SOP ? UL approved PS2705-416-pin SOP PS2705-1-V 4-pin SOP VDE0884 approved products (Option) PS2705-2-V 8-pin SOP PS2705-4-V 16-pin SOP
电路中的光耦器件 laozg 发表于- 2011-8-14 10:58:00 3 推荐 一、电路中为什么要使用光耦器件？ 电气隔离的要求。A与B电路之间，要进行信号的传输，但两电路之间由于供电级别过于悬殊，一路为数百伏，另一路为仅为几伏；两种差异巨大的供电系统，无法将电源共用； A电路与强电有联系，人体接触有触电危险，需予以隔离。而B线路板为人体经常接触的部分，也不应该将危险高电压混入到一起。两者之间，既要完成信号传输，又必须进行电气隔离； 运放电路等高阻抗型器件的采用，和电路对模拟的微弱的电压信号的传输，使得对电路的抗干扰处理成为一件比较麻烦的事情——从各个途径混入的噪声干扰，有可能反客为主，将有用信号“淹没”掉； 除了考虑人体接触的安全，又必须考虑到电路器件的安全，当光电耦合器件输入侧受到强电压（场）冲击损坏时，因光耦的隔离作用，输出侧电路却能安全无恙。 以上四个方面的原因，促成了光耦器件的研制、开发和实际应用。光耦的基本作用，是将输入、输出侧电路进行有效的电气上的隔离；能以光形式传输信号；有较好的抗干扰效果；输出侧电路能在一定程度上得以避免强电压的引入和冲击。 二、光电耦合器件的一般属性： 1、结构特点：输入侧一般采用发光二极管，输出侧采用光敏晶体管、集成电路等多种形式，对信号实施电-光-电的转换与传输。 2、输入、输出侧之间有光的传输，而无电的直接联系。输入信号的有无和强弱控制了发光二极管的发光强度，而输出侧接受光信号，据感光强度，输出电压或电流信号。 3、输入、输出侧有较高的电气隔离度，隔离电压一般达2000V以上。能对交、直流信号进行传输，输出侧有一定的电流输出能力，有的可直接拖动小型继电器。特殊型光耦器件能对毫伏，甚至微伏级交、直流信号进行线性传输。 4、因光耦的结构特性，输入、输出侧需要相互隔离的独立供电电源，即需两路无“共地”点的供电电源。下述一、二类光耦输入侧由信号电压提供了输入电流通路，但实质上输入信号回路，也是有一个供电支路的；而线性光耦，则输入侧与输出侧一样，是直接接有两种相隔离的供电电源的。 三、在变频器电路中，经常用到的光电耦合器件，有三种类型： 1、一种为三极管型光电耦合器，如PC816、PC817、4N35等，常用于开关电源电路的输出电压采样和误差电压放大电路，也应用于变频器控制端子的数字信号输入回路。结构最为简单，输入侧由一只发光二极管，
沈阳工程学院 课程设计 设计题目：隔离放大电路 系别自动控制工程系班级测控本091 学生姓名庄国庆学号 2009308126 指导教师黄硕职称讲师 起止日期：2011年 5月 9日起——至 2011年 5月 13日止
沈阳工程学院 课程设计任务书 课程设计题目：光耦隔离放大电路 系别自控系班级测控本091 学生姓名庄国庆学号 2009308126 指导教师黄硕职称讲师 课程设计进行地点： 任务下达时间： 2011年 5 月 9 日 起止日期：2011年 5月 9 日起——至 2011年 5 月 13日止教研室主任 2011 年月日批准
隔离放大电路的设计 1 设计主要内容及要求 1.1 设计目的： （1）掌握隔离放大电路的构成，原理与设计方法； （2）熟悉模拟元件的选择，使用方法。 1.2基本要求： （1）输入信号为方波，幅度1V，频率100Hz～40kHz； （2）采用适当的隔离设备不影响信号提供者; （3）输出信号上升及下降时间占有方波周期的5%以下； （4）输出信号幅度不低于3V。 1.3发挥部分： <100μs； （1）t pd （2）幅度分段可调； （3）其他。 2 设计过程及论文的基本要求： 2.1 设计过程的基本要求 （1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向： （2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。 2.2 课程设计论文的基本要求 （1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改，不少于3000字。图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。 3 时间进度安排 顺序阶段日期计划完成内容备注 1 2010.5.24 讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始框图打分 2 2010.5.25 检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误打分 3 2010.5.26 检查逻辑图并指出错误及纠正；讲解接线图绘制及报告书写打分 4 2010.5.27 继续修正逻辑图，指导接线图绘制方法，布置答辩打分 5 2010.5.28 答辩、写报告打分
RS232串口光电隔离应用方案 网络系统设计中，RS-232串行数据口常常和终端、打印机、调制解调器相连，被称为零插槽（zero slot）的局域网连线。RS-232是破坏性噪声和电涌侵入设备的一个通道，而且也是计算机安全问题中最易受攻击的地方。侵入RS-232串口的干扰信号来源多种多样，包括系统间地线噪声、电话线冲击电流和线路故障。系统间地线噪声是由互联设备与地线（零线）之间的压差造成的。当地线分别接地或有一个地线从其他地方灌入了噪声或电涌就产生了地线压差。压差小到射频噪声，大到高能电涌，都会损坏RS-232串口。例如电话线电涌能通过调制解调器侵入RS-232串口，虽然调制解调器将RS-232串口和电话线隔离开来，但电涌仍然能越过这个阻碍，使RS-232串口损坏。线路故障指的是交流电源线对RS-232线的干扰，它一般是由附近的大电流机电设备引起的。 这种故障不常见，但它也可能会损坏RS-232串口上的每一台设备。为此选择正确的保护设备就尤为重要。目前，银行、保险、邮电行业一般采取如下几种方法：选用UPS系统：选择UPS完全保护RS-232连接的互联设备的唯一途径，就是所有的工作站和主机由同一台UPS供电，但这要求购买大容量UPS并要安装电源布线。选择调制解调器：调制解调器用双绞线将工作站或服务器与终端连接起来。连接接收、发送端的调制解调器，它的连接距离可达到数公里，可以连接较长的RS-232连线。从电源保护的角度看，调制解调器的额定隔离电压值较高。选择RS-232光电隔离器。前大多数RS-232数据线保护器不能确保RS-232的全部线路（不是只保护软件需要的线路）的安全。有些型号只保护数据线，有些保护器采用“分流”保护设备，常常是将硅雪崩二极管（SAD）接在被保护线路和保护器外壳之间。测试表明SAD的钳制性能很好，但它的电涌分流能力有限。用MOV（金属氧化物变阻器）的设计虽然在交流保护上很理想，但对数据线却不太适用。 选择光缆：用光缆传输RS-232 信号可以很好地抵制系统间地线噪声和电涌的功能，而且传输波特率高。光纤电缆的主要问题是它的成本较高，而且安装不方便，所以只适合高要求的场合。选择隔离变压器：隔离变压器只能隔离常见的电源噪声，它不能消除系统间地线噪声，无助于解决RS-232 保护问题。 除此之外，目前又有了一种新方案，它是北京异特路智能通讯科技有限公司生产的IR-1201。该产品的特性在于它在两个串口之间加装隔离器，隔离器用光电耦合器解决信号线路的隔离问题，其性能同使用光缆一样，从根本上做到了两个设备不共地，使信号之间没有电接触，把电涌和电位差降在隔离器上，从而起到保护串口、抑制电涌的作用，即使带电插拔串口插头也无安全之虞。实践证明，在多用户卡和终端之间加上串口隔离器，可使每个终端之间在电气线路上彼此隔离，互不干扰，从根本上解决了损坏串口的难题，使硬件系统安全保护提高到一个更高水平。 IR-1201 简介： IR-1201是一款无源RS-232串口三线（TXD、RXD、GND）光电隔离器，可将两个相互通讯的RS-232设备（DTE和DCE）在电气上完全隔离开来，从而有效的避免两个RS-232设备之间的互相干扰，防止两端RS-232设备因地电位差造成地环流而对设备造成的损害。本产品无须外部电源，直接从两端的RS-232串口取电。对于采用标准DB-9接头的RS-232设备来说，直接将其与接口连接即可使用，非常方便。 特点： ◆接口符合EIA RS-232和CCITT V.24异步协议 ◆RS-232为三线（TXD、RXD、GND）全双工通信 ◆分为DTE端（接数据终端设备，如计算机）和DCE端（接数据通信设备，如Modem）
带隔离的增强型RS-485接口电路图 磁耦隔离iCoupler技术，是由ADI公司设计开发的一项适合高压环境的隔离电路的专利技术，而非传统的基于光电耦合器所采用的发光二极管（LED）与光敏三极管结合，因采用了高速的iCOMS工艺，因此在功耗、体积、集成度、速度等各方面都优于光耦。同时能满足医用设备高电压工业应用、电源以及其它高隔离度环境的严格隔离要求，非常适合在各种工业上的应用，包括数据通信、数据转换器接口、各种总线隔离以及其它多通道隔离应用。 图1 ADM2483功能内部框图 ADM2483是带隔离的增强型RS-485 收发器，其内部框图如图1所示，它包括一个三通道隔离器、一个带三态输出的差分驱动器和一个带三态输入的差分接收器。1/8 单位负载的接收器输入阻抗可允许多达256 个收发器接入总线，最高传输速率可达500Kbps。逻辑端兼容3V/5V 工作电源，总线端5V 供电。
图2 ADM2483BRW典型应用电路 ADM2483与其它RS-485 接口芯片相比，集成了磁隔离技术，仅需要一个外部的DC/DC电源即可。ADM2483应用电路如图3所示，本电路仅供参考，若遇特殊应用，为了设备及系统安全，可以选择相应的其它保护措施，如TVS 等等。 89c51单片机采用光耦隔离485电路原理图 --------以上部分请勿修改！------------- 提高485总线的可靠性 摘要：就485总线应用中易出现的问题，分析了产生的原因并给出解决问题的软硬件方案 和措施。 关键词：RS-485总线、串行异步通信
-------------------------------------------------------------------------------- 1 问题的提出 在应用系统中，RS-485半双工异步通信总线是被各个研发机构广泛使用的数据通信总 线，它往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间。系统简图如图1所示。图1. RS-485系统示意图 由于实际应用系统中，往往分散控制单元数量较多，分布较远，现场存在各种干扰，所 以通信的可靠性不高，再加上软硬件设计的不完善，使得实际工程应用中如何保障RS-485总 线的通信的可靠性成为各研发机构的一块心病。 在使用RS-485总线时,如果简单地按常规方式设计电路，在实际工程中可能有以下两个问 题出现。一是通信数据收发的可靠性问题；二是在多机通信方式下，一个节点的故障（如死 机），往往会使得整个系统的通信框架崩溃，而且给故障的排查带来困难。 针对上述问题，我们对485总线的软硬件采取了具体的改进措施 2 硬件电路的设计 现以8031单片机自带的异步通信口，外接75176芯片转换成485总线为例。其中为了实现 总线与单片机系统的隔离，在8031的异步通信口与75176之间采用光耦隔离。电路原理图如 图2所示。 图 2 改进后的485通信口原理图 充分考虑现场的复杂环境，在电路设计中注意了以下三个问题。 2.1 SN75176 485芯片DE控制端的设计 由于应用系统中，主机与分机相隔较远，通信线路的总长度往往超过400米，而分机系 统上电或复位又常常不在同一个时刻完成。如果在此时某个75176的DE端电位为“１”，那 么它的485总线输出将会处于发送状态，也就是占用了通信总线，这样其它的
光电隔离器6N137应用 一、6N137原理及典型用法 6N137的结构原理如图1所示，信号从脚2和脚3输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时，输出高电平，但这个逻辑高是集电极开路的，可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。 简单的原理如图2所示，若以脚2为输入，脚3接地，则真值表如附表所列，这相当于非门的传输，若希望在传输过程中不改变逻辑状态，则从脚3输入，脚2接高电平。 隔离器使用方法如图2所示，假设输入端属于模块I，输出端属于模块II。输入端有A、B两种接法，分别得到反相或同相逻辑传输，其中RF为限流电阻。发光二极管正向电流0-250uA，光敏管不导通；发光二极管正向压降1.2-1.7V，正向电流6.5-15mA，光敏管导通。
若以B方法连接，TTL电平输入，Vcc为5V时，RF可选500Ω左右。如果不加限流电阻或阻值很小，6N137仍能工作，但发光二极管导通电流很大对Vcc1有较大冲击，尤其是数字波形较陡时，上升、下降沿的频谱很宽，会造成相当大的尖峰脉冲噪声，而通常印刷电路板的分布电感会使地线吸收不了这种噪声，其峰-峰值可达100mV以上，足以使模拟电路产生自激，A/D不能正常工作。所以在可能的情况下，RF应尽量取大。 输出端由模块II供电，Vcc2=4.5-5.5V。在Vcc2（脚8）和地（脚5）之间必须接一个0.1uF高频特性良好的电容，如瓷介质或钽电容，而且应尽量放在脚5和脚8附近。这个电容可以吸收电源线上的纹波，又可以减小光电隔离器接受端开关工作时对电源的冲击。脚7是使能端，当它在0-0.8V时强制输出为高（开路）；当它在2.0V-Vcc2时允许接收端工作，见附表。 脚6是集电极开路输出端，通常加上拉电阻RL。虽然输出低电平时可吸收电路达13mA，但仍应当根据后级输入电路的需要选择阻值。因为电阻太小会使6N137耗电增大，加大对电源的冲击，使旁路电容无法吸收，而干扰整个模块的电源，甚至把尖峰噪声带到地线上。一般可选4.7kΩ，若后级是TTL输入电路，且只有1到2个负载，则用47kΩ或15kΩ也行。CL是输出负载的等效电容，它和RL影响器件的响应时间，当RL=350Ω，CL=15pF时，响应延迟为48-75ns。注意：6N137不应使用太多，因为它的输入电容有60pF，若过多使用会降低高速电路的性能。情况允许时，可考虑把并行传输的数据串行化，由一个光电隔离器传送。 二 6N137应用实例 信号采集系统通常是模拟电路和数字电路的混合体，其中模数变换是不可缺少的。从信号通路来说，AD变换之前是模拟电路，之后是数字电路。模拟电路和AD变换电路决定了系统的信噪比，而这是评价采集系统优劣的关键参数。为了提高信噪比，通常要想办法抑制系统中噪声对模拟和AD电路的干扰。在各种噪声当中，由数字电路产生并串入模拟及AD电路的噪声普遍存在且较难克服。数字电平上下跳变时集成电路耗电发生突变，引起电源产生毛刺，通常对开关电源影响比线性电源大，因为开关电源在开关周期内不能响应电流突变，而仅由电容提供电流的变化部分。一般数字电路越复杂，数据速率越高，累积的电流跳变越强烈，高频分量越丰富。而普通印刷电路的分布电感较大，使地线不能完全吸收逻辑电平跳变产生的电流高频分量，产生电压的毛刺，而这种毛刺进入地线后就不能靠旁路电容吸收了，而且会通过共同的地线或穿过变压器，干扰模拟电路和AD转换器，其幅度可高达几百毫伏，足以使AD工作不正常。 本所研制的机载三通道红外成像扫描仪的数据采集系统，要求信噪比1000，12位量化级别，并行数据传输，数据传输率500KB/s。要达到上述要求，AD能否达到转换精度是个关键。在未采用光电隔离器的电路中，虽采取了一系列措施，但因各模块间地线相连，数字电路中尖峰噪声影响仍很大，系统信噪比仅达500.故我们采用6N137将模拟电路及AD变换器和数字电路彻底隔离，电路如图3所示。
光耦隔离（驱动）电路 （V1.0） 一、本文件的内容及适用范围 本文详细分析了非线性光耦的结构、重要参数，并以此为依据讲解了光耦的应用设计原则及隔离（驱动）电路的设计步骤与方法，最后对单片集成数字隔离器做了简单介绍。适用于作为艾诺公司开发工程师新项目硬件开发过程、产品设计修改过程、产品问题分析过程、工程师培训的指导性模块与参考文件。 本文中的“光耦”指非线性光耦。本文中的过程与方法不能完全应用于线性光耦。 二、光耦 光电耦合器optical coupler/optocoupler,简称光耦。是设计上输入与输出之间用来电气隔离并消除干扰的器件。因线性光耦特有其特点及设计方法，本文在此仅单独讨论在公司产品上广泛应用非线性光耦。 2.1 光耦在公司仪表上的主要应用 根据光耦的类型在公司仪表上主要有以下几个方面的应用： 1、数字信号隔离：非线性光耦，如6N137对高速数字信号如SPI、UART等接口的隔离。 2、模拟信号隔离传递：线性光耦。隔离&驱动：普通输出型，如TLP521对IO信号的隔离；达林顿输出型主要用于需要大驱动电流的场合，如继电器的驱动和隔离。 2.2 公司主要应用的主要非线性光耦类别、型号及参数特点 主要类别： 1、通用型：TLP521、PC817等。 2、数字逻辑输出型（高速、带输出控制脚）：6N137及其变种HCPL06系列等。 3、达林顿输出型：4N30、4N33等。 4、推挽输出型（MOS、IGBT驱动专用）：TLP250、HCPL316等 艾诺公司截止到2010年12月常用光耦型号统计及分类见表格《艾诺光耦201012.XLS》。 2.4 光耦基础知识 1、光耦结构及原理示意 光耦的主要构成部分：LED（电->光）、光电管（光->电）、电流放大（Hfe）部分。
光电耦合器件简介 光电偶合器件（简称光耦）是把发光器件（如发光二极体）和光敏器件（如光敏三极管）组装在一起，通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。光电耦合器分为很多种类，图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。 当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受到光照后产生电流，CE导通；当输入端无信号，发光二极体不亮，光敏三极管截止，CE不通。对于数位量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出为高电平“1”；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“ 0”。若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。 图一最常用的光电耦合器之部结构图三极管接收型 4脚封装
图二光电耦合器之部结构图三极管接收型 6脚封装 图三光电耦合器之部结构图双发光二极管输入三极管接收型 4脚封装
图四光电耦合器之部结构图可控硅接收型 6脚封装 图五光电耦合器之部结构图双二极管接收型 6脚封装 光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰，使通道上的信号杂讯比大为提高，主要有以下几方面的原因：
（1）光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105～106Ω。据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能使二极体发光，从而被抑制掉了。 （2）光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。 （3）光电耦合器可起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至输入信号线短接时，也不会损坏仪表。因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。 （4）光电耦合器的回应速度极快，其回应延迟时间只有10μs左右，适于对回应速度要求很高的场合。 光电隔离技术的应用 微机介面电路中的光电隔离 微机有多个输入埠，接收来自远处现场设备传来的状态信号，微机对这些信号处理后，输出各种控制信号去执行相应的操作。在现场环境较恶劣时，会存在较大的杂讯干扰，若这些干扰随输入信号一起进入微机系统，会使控制准确性降低，产生误动作。因而，可在微机的输入和输出端，用光耦作介面，对信号及杂讯进行隔离。典型的光电耦合电路如图6所示。该电路主要应用在“A／D转换器”的数位信号输出，及由CPU发出的对前向通道的控制信号与类比电路的介面处，从而实现在不同系统间信号通路相联的同时，在电气通路上相互隔离，并在此基础上实现将类比电路和数位电路相互隔离，起到抑制交叉串扰的作用。 图六光电耦合器接线原理 对于线性类比电路通道，要求光电耦合器必须具有能够进行线性变换和传输的特性，或选择对管，采用互补电路以提高线性度，或用V／F变换后再用数位光耦进行隔离。 功率驱动电路中的光电隔离 在微机控制系统中，大量应用的是开关量的控制，这些开关量一般经过微机的I／O输出，而I／O的驱动能力有限，一般不足以驱动一些点磁执行器件，需加接驱动介面电路，为避免微机受到干扰，须采取隔离措施。如可控硅所在的主电路一般是交流强电回路，电压较高，电流较大，不易与微机直接相连，可应用光耦合器将微机控制信号与可控硅触发电路进行隔离。电路实例如图7所示。
开关电源中光耦隔离的几种典型接法对比 在一般的隔离电源中，光耦隔离反馈是一种简单、低成本的方式。但对于光耦反馈的各种连接方式及其区别，目前尚未见到比较深入的研究。而且在很多场合下，由于对光耦的工作原理理解不够深入，光耦接法混乱，往往导致电路不能正常工作。本研究将详细分析光耦工作原理，并针对光耦反馈的几种典型接法加以对比研究。 1 常见的几种连接方式及其工作原理 常用于反馈的光耦型号有TLP521、PC817等。这里以TLP521为例，介绍这类光耦的特性。 TLP521的原边相当于一个发光二极管，原边电流If越大，光强越强，副边三极管的电流Ic越大。副边三极管电流Ic与原边二极管电流If的比值称为光耦的电流放大系数，该系数随温度变化而变化，且受温度影响较大。作反馈用的光耦正是利用“原边电流变化将导致副边电流变化”来实现反馈，因此在环境温度变化剧烈的场合，由于放大系数的温漂比较大，应尽量不通过光耦实现反馈。此外，使用这类光耦必须注意设计外围参数，使其工作在比较宽的线性带内，否则电路对运行参数的敏感度太强，不利于电路的稳定工作。 通常选择TL431结合TLP521进行反馈。这时，TL431的工作原理相当于一个内部基准为2.5 V的电压误差放大器，所以在其1脚与3脚之间，要接补偿网络。 常见的光耦反馈第1种接法，如图1所示。图中，Vo为输出电压，Vd为芯片的供电电压。com信号接芯片的误差放大器输出脚，或者把PWM 芯片(如UC3525)的内部电压误差放大器接成同相放大器形式，com信号则接到其对应的同相端引脚。注意左边的地为输出电压地，右边的地为芯片供电电压地，两者之间用光耦隔离。 图1所示接法的工作原理如下：当输出电压升高时，TL431的1脚(相当于电压误差放大器的反向输入端)电压上升，3脚(相当于电压误差放大器的输出脚) 电压下降，光耦TLP521的原边电流If增大，光耦的另一端输出电流Ic增大，电阻R4上的电压降增大，com引脚电压下降，占空比减小，输出电压减小；反之，当输出电压降低时，调节过程类似。 常见的第2种接法，如图2所示。与第1种接法不同的是，该接法中光耦的第4脚直接接到芯片的误差放大器输出端，而芯片内部的电压误差放大器必须接成同相端电位高于反相端电位的形式，利用运放的一种特性——当运放输出电流过大(超过运放电流输出能力)时，运放的输出电压值将下降，输出电流越大，输出电压下降越多。因此，采用这种接法的电路，一定要把PWM 芯片的误差放大器的两个输入引脚接到固定电位上，且必须是同向端电位高于反向端电位，使误差放大器初始输出电压为高。
光耦隔离运放HCPL-7800 在电机电流采样中的应用 摘要：本文介绍了一种专门适用于电机驱动电流检测的光耦隔离运放HCPL-7800的结构和特点，并重点介绍了此隔离运放的应用。 关键词：隔离运放，电流采样 Abstract: This paper introduces the construction and the characteristics of HCPL-7800.This isolation amplifier was designed for current sensing in electronic motor drives. The key is to introduce the application of this isolation amplifier. Keywords: isolation amplifier, current sensing 1. 概述 HCPL-7800隔离运放是专门为电机驱动电流的检测设计的。电机电流通过一个外部采样 电阻得到模拟电压，进入芯片。在隔离侧的另一边得到一个微分的输出电压。这个微分的输出电压正比与电机电流，通过一个光耦放大器转换成单端信号。由于在现代开关逆变器电机驱动中电压的共模干扰一般都有几百伏每微秒，而HCPL-7800能够抗至少10kv/us的共模干扰。正是基于这一点,HCPL-7800隔离运放为在很嘈杂的环境中，电机电流的检测提供了更高的准确性和稳定性，也为各种各样的电机控制提供了平滑控制的可能。它也能被用于在严重的噪声干扰的环境中需要很高的准确性，稳定性和线性的的模拟信号的隔离。HCPL-7800的增益为+/-3%，HCPL-7800（A）适用于比较精确的场合，因为它的增益为+/-1%，它应用了先进的（Σ-Δ）的模数转换技术， 斩波放大器和全微分电路拓扑。它的具体的原理图如图1所示： 图1 HCPL-7800的结构简图 HCPL-7800（A）隔离运放广泛应用于电机的相电流检测，逆变器的电流检测，开关电源的脉冲信号的隔离，一般的电流检测和监测，一般的模拟信号的隔离等方面。跟LEM比较，它更加适用于电机电流的检测，抗共模抑制比的能力较强，同时具有很高的性价比。 2. 典型应用 图2是HCPL-7800对电机电流采样的应用电路，从图中可以看出HCPL-7800（A）的电源 一般都从功率开关器件的门极驱动电路的电源中获得。旁路电容C1,C2尽可能地靠近HCPL-7800的管腿。旁路电容是必要的因为HCPL-7800内部的高速的数字信号的特点，由于输入电路的开关电容的本质，在输入侧也要加上旁路电容C3，输入的旁路电容也形成了滤波器的一部分，用于防止高频噪声。 对于采样电阻的选择也是本电路中的最重要的部分，电流采样电阻应该具有很低的阻抗（可以达到最小限度的功率损耗），很低的电感值（最小的di/dt变化引起的电压尖峰），。对于此电阻的选择，一般是考虑最小的功率损耗和最大的准确性的折中点。小的采样电阻能够减小功率损耗，而大的采样电阻能够用上HCPL-7800的整 个输入范围从而提高电路的准确性。
RS-232 串行口光电隔离器 HK-7002/7003/7004产品说明书 一、产品概述 二或连续重量：、性能参数 接口：符合和异步协议连接器：两侧都使用连接器传输模式：异步，全双工，全透明 隔离电压：脉冲电源：从端口供电（，或）EIARS-232CCITTV.24DB92500Vrms RS-232TXD RTS DTR 500VDC 30g 传输速率：外形尺寸：使用环境：℃到℃，相对湿度为到300BPS-57600BPS 63mmX33mmX17mm -40855%95% 四、连接器和信号 符合ＥＩＡＲＳ－２３２Ｃ、ＣＣＩＴＴＶ．２４的标准。２、３脚是数据发送与接收：７、８引脚是ＲＴＳ与ＣＴＳ；４、１引脚是ＤＴＲ和ＤＣＤ；６引脚是ＤＳＲ；５引脚是ＧＮＤ。 ＲＳ－２３２接口（ＴＯＤＴＥ）：连接器：使用ＤＢ－２５／９孔型连接器信号：内部信号线均是独立的。１、型号选择 用户首先应该了解自己的ＲＳ－２３２系统使用了几条 信号线，然后选择适当的型号来保护自己的ＲＳ－２３２通信系统。例如：对于ＤＢ９的传统２、３、５三线的终端，可以选择支持三线两路一收一发的隔离器ＨＫ－７００Ｘ；对于２、３、４、５、７五线的终端，可以选用支持五线四路两收两发的隔离器如九线需全部隔离，则选择ＨＫ－７００４； 1HK-700X RS-232RS-232TODTE TODCE PC DTE MODEM DCE DTE DCE RS-232DB252DTE 2DCE DTE RS-232HK-700X HK-700X TODTE TODCE UNIX RS-232MODEM 、连接方法 可以串接于原来系列的联接线和设备的接口之间，在任何一端均可，注意和的方向。一般而言，、多用户属于设备，、终端属于设备、但也不一定。真正判断设备是或设备，还应该从该设备的接口的信号线来入手。如接口引脚发送输出的是；引脚接收输入的是。 所以，如果两个设备（如终端和多用户卡）使用交叉的电缆相联，在使用时，不论插在哪一侧，都应将的一侧接设备，将的一侧接电缆。五、应用领域：等各种多用户系统保护种类多用户终端与主机 保护程控交换机、计费终端、话务台保护卫星接收机保护多用户卡 不共地的设备间的提款机保护、路由器 HK-700X HK-700XRS-232ISOLATORS RS-232RS-232RS-23290%RS-232A B RS-232A B 50V 80V RS-232RS-2322500Vrms 500VDC RS-232RS-232HK-700X RS-232UNIX ATM 串行口光电隔离器又称为串口隔离器（），它采用了先进的光电隔离技术，极大限度地保护了串行接口设备，避免了地线回路电压、浪涌、感应雷击、静电、热插拔等恶劣环境对设备的损坏。 接口的损坏是通信设备硬件的损坏，造成的原因以上是由于两端设备不共地、各类浪涌、感应雷击、静电干扰、热插拔，电磁干扰等恶劣环境对设备的损坏。比如设备和设备使用接口相连，如果和之间的地线之间有大于的电压差（经常会达到以上），则通信就会不正常，接口可以随瞬间，连续的峰值电压差，还可以吸收静电和电磁干扰，保护设备的接口。 由于采用了光电隔离技术，完全隔离了两端设备的电气与地线回路，使得一侧的电信号变成光信号以后传到另一方，在变回到电信号，从而保护通信设备免受电源地线回路和浪涌的干扰和损坏，明显地提高了通信系统的可靠与稳定性。 产品已经被广泛应用于电力、保险、电信、银行、证券、程控等行业的点到点通信系统、多用户系统、监视控制系统、程控交换机计费终端、卫星接收机、自动提款机等领域。有效铁路、邮局、金融、DTR GND D S R RTS CTS RI 保护地 数据终端准备信号地数据装置准备请求发送清除发送响铃指示发送数据接收数据SOUT (TXD)SIN(RXD)三、连接器和信号：RS-232CDTE 端引脚分配 DB9(PIN)孔型123456789 RS-232C 接口信号 RS-232CDCE 端引脚分配 SIN(RXD)SOUT (TXD)DTR GND D S R RTS CTS RI 保护地 接收数据发送数据数据终端准备信号地数据装置准备请求发送清除发送响铃指示DB9(PIN)针型123456789 RS-232C 接口信号 注：三线光电隔离转换器 五线光电隔离转换器 全线（九线）光电隔离转换器 HK-7002HK-7003HK-7004