04 光隔离器

光纤通信概论一、单项选择题1、光纤通信指的就是:A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式;B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式;C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式;D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。

2 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的:A 近红外区B 可见光区C 远红外区D 近紫外区3 目前光纤通信所用光波的波长范围就是:A 0、4～2、0B 0、4～1、8C 0、4～1、5D 0、8～1、64 目前光纤通信所用光波的波长有三个,它们就是:A 0、85、1、20、1、80 ;B 0、80、1、51、1、80 ;C 0、85、1、31、1、55 ;D 0、80、1、20、1、70。

6 下面说法正确的就是:A 光纤的传输频带极宽,通信容量很大;B 光纤的尺寸很小,所以通信容量不大;C 为了提高光纤的通信容量,应加大光纤的尺寸;D 由于光纤的芯径很细,所以无中继传输距离短。

二、简述题1、什么就是光纤通信？2、光纤的主要作用就是什么？3、与电缆或微波等电通信方式相比,光纤通信有何优点？4、光纤通信所用光波的波长范围就是多少？5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别就是多少？光纤传输特性测量一、单项选择题1 光纤的损耗与色散属于:A 光纤的结构特性;B 光纤的传输特性;C 光纤的光学特性;D 光纤的模式特性。

2 光纤的衰减指的就是:A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少;B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少;C光信号沿光纤传输时,光功率的损耗;D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。

3 光纤的色散指的就是:A 光纤的材料色散;B光在光纤中传播时,不同波长光的群时延不一样所表现出来的一种物理现象;C 光纤的模式色散;D 光纤的波导色散。

4 测定光纤衰减的测试方法有三中,它们就是:A 切断法、插入损耗法与后向散射法;B 相移法、切断法与散射法;C插入损耗、脉冲时延法与散射法;D 切断法、插入损耗法与相移法。

n mos驱动电路光耦隔离摘要：1.简介2.n mos驱动电路3.光耦隔离技术4.应用领域5.总结正文：1.简介mos驱动电路是一种广泛应用于电子设备中的电路，具有高速、低噪声、低失真等特点。

光耦隔离技术则是通过光信号的传输来实现电气隔离，具有抗干扰能力强、传输速度快等优点。

将光耦隔离技术应用于n mos驱动电路中，可以有效提高电路的性能。

2.n mos驱动电路mos驱动电路是一种采用n沟道MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）作为开关的电路。

它具有响应速度快、输入阻抗高、输出阻抗低、电流驱动能力强等优点。

在实际应用中，n mos驱动电路常用于电源管理、通信、计算机等领域。

3.光耦隔离技术光耦隔离技术是一种通过光信号的传输来实现电气隔离的技术。

它具有以下优点：a.抗干扰能力强：光耦隔离器能有效地抑制共模干扰和差模干扰，提高系统的抗干扰能力。

b.传输速度快：光耦隔离器传输速度快，信号传输延迟小，能满足高速通信的需求。

c.安全性能高：光耦隔离器具有很高的绝缘电阻，可以有效防止触电事故。

d.结构紧凑：光耦隔离器结构紧凑，便于安装和维护。

4.应用领域将光耦隔离技术应用于n mos驱动电路中，可以有效提高电路的性能，广泛应用于以下领域：a.电源管理：在电源管理领域，光耦隔离技术可以实现电源与负载之间的电气隔离，有效防止电源故障对负载的影响。

b.通信：在通信领域，光耦隔离技术可以实现高速、高精度的信号传输，满足通信设备对信号传输速度和精度的要求。

c.计算机：在计算机领域，光耦隔离技术可以应用于各种输入输出接口，实现电气隔离，提高计算机系统的稳定性和可靠性。

5.总结mos驱动电路结合光耦隔离技术，充分发挥两者的优点，为电子设备提供了高性能、高可靠性的解决方案。

实验七 光纤隔离器参数测量实验一、实验目的1、了解光隔离器及其用途和主要性能参数2、实验操作光隔离器参数测量二、实验内容1、测量光纤隔离器的参数三、实验仪器1、手持式光源 1套1、 手持式光功率计 1台3、光纤隔离器 1只四、实验原理1、光隔离器简介光隔离器是一种只允许光波沿光路单向传输的非互易性光无源器件。

它的作用是隔离反向光对前级工作单元的影响。

光隔离器的主要技术指标有：插入损耗、反向隔离度和回波损耗等。

目前，在1310nm 波段和1550nm 波段反向隔离度都可做到40dB 以上。

光通信系统对光隔离器性能的要求是，正向插入损耗低、反向隔离度高、回波损耗高、器件体积小、环境性能好。

2、光隔离器的主要性能、指标（1）插入损耗光隔离器的插入损耗由下式表示：式中，P out 、P in 为光隔离器的输入、输出光功率。

)(lg 10dB P P inout L -=α （7－1） 插入损耗主要是由光隔离器中的偏振器、法拉第旋光元件和准直器等元件的插入而产生的。

光隔离器的插入损耗一般在0.5dB 以下，最好的指标可以达到0.1dB 以下。

（2）隔离度隔离度是光隔离器的重要指标之一，用符号I SO 表示。

数学表达式为： )lg('R R SO P P I -= （7－2）式中，P R 、P ’R 分别为反向输入、输出光功率。

无论那种型号的光隔离器，其隔离度应在30dB 以上，越高越好。

（3）回波损耗光隔离器的回波损耗定义为：光隔离器的正向输入光功率P in 和反回到输入端的光功率'in P 之比，由下面式子表示： )lg('inin R L P P -=α （7－3） 回波直接影响系统的性能，所以回波损耗是一个相当重要的指标。

优良的光隔离器其回波损耗都在55dB 以上。

由于光隔离器所用光学材料价格较高、工艺复杂，因此隔离器的价格也较高。

五、实验内容1、 测量光纤隔离器的插入损耗2、测量光纤隔离器的隔离度3、设计光纤隔离器回波损耗的测量方法并进行实现六、实验报告1、简述实验原理与目的2、记录各实验数据，根据实验结果，计算获得波分复用器插入损耗和隔离度(分1310和1550进行计算)3、设计光纤隔离器的回波损耗的测量方法. （此项可放结果讨论，画图阐述测量原理）光隔离器的回波损耗turnloss Re 是指正向入射到隔离器中的光功率与沿输入路径返回隔离器输入端口的光功率之比（以dB 为单位）。

光纤通信复习卷及答案1、光电二极管的主要功能是什么：将信号光功率转化成信号电流2、P-I-N代表什么意思？P型半导体和N型半导体之间夹有一层厚的本征型半导体。

3、与P-N光电二极管相比P-I-N的优点是什么？大大提高了光电转换效率，同时还提高了PIN管的响应速度。

4、与P-I-N光电二极管相比APD的优点是什么？内置放大，不引入外部电路相关噪声，偏压电路简单、价格低，超高速和较高灵敏度的接收器。

5、APD的缺点是什么？极大的温度倚赖性，存在倍增随机噪声，偏压电路复杂、价格高。

7、光波长解复用器的作用是什么?把在同一根光纤中传输的不同波长信道分别送到不同的光纤中传输。

（即：分解同一根光纤中传输的不同波长信道）9.写出几种无源器件，它们的用途？1.光纤连接器：连接光纤2.光衰减器：减少传输光功率3.光纤定向耦合器：实现光的分路、合路4.波分复用器：5.光隔离器：阻挡背向光，保护激光器、光纤放大器6.光环行器7.光滤波器：对光波进行筛选，允许特定波长范围光通过8.光开关：用光控制电路的通路或断路9.光调制器10.把你所知道的光纤通信元件分为两组：有源的和无源的。

11、比较发光二极管和半导体激光器的3dB光谱宽度：LED的3dB光谱宽度>FP-LD的3dB光谱宽度>DFB-LD的3dB光谱宽度12、比较适用场合：适合做高速长距离光纤通信系统光源是？LED、FP-LD和DFB-LD13、比较发光机理：发光二极管：自发辐射发光器件；半导体激光器：受激辐射发光器件14、比较LED和LD的输出NA大小。

LED>LD17、光纤通信指的是：（c）a以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；b以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；c以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；d 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。

18、光纤通信所使用的波段为：( a )✓ a 0.8um-2.0um ；b 0.01um-0.39um ；c 0.39um-0.79um ；d 100um-1000um 。

光耦脉冲信号隔离传输与控制电路
首先，光耦脉冲信号隔离传输与控制电路的基本原理是利用光耦隔离器将输入信号转换成光信号，然后通过光电转换器将光信号转换回电信号输出。

这样可以实现输入端和输出端的电气隔离，避免了因接地干扰或电压浮动而引起的干扰和损坏。

这种隔离传输方式有效地提高了系统的稳定性和可靠性。

其次，光耦脉冲信号隔离传输与控制电路在工业控制领域有着广泛的应用。

例如，在工业自动化控制系统中，传感器采集的信号需要传输到PLC或其他控制设备进行处理，而传感器和控制设备之间往往存在较大的电气隔离距离，这时就需要使用光耦隔离器进行信号隔离传输。

这种电路可以有效地解决工业现场电磁干扰、地电位差等问题，保证了控制系统的稳定性和可靠性。

此外，光耦脉冲信号隔离传输与控制电路还可以应用于通信系统中。

在通信设备中，由于地电位差、电磁干扰等因素，往往需要对输入输出信号进行隔离处理，以保证通信质量和设备安全。

光耦隔离器可以提供高速、高带宽的信号隔离传输，适用于各种通信设备和场合。

总的来说，光耦脉冲信号隔离传输与控制电路是一种重要的电子电路，它通过光耦隔离器实现了输入输出信号的电气隔离传输和控制，广泛应用于工业控制、通信系统等领域，对于提高系统稳定性和可靠性起到了重要作用。

希望这个回答能够满足你的需求。

实验七 光纤隔离器参数测量实验一、实验目的1、了解光隔离器及其用途和主要性能参数2、实验操作光隔离器参数测量二、实验内容1、测量光纤隔离器的参数三、实验仪器1、手持式光源 1套1、 手持式光功率计 1台3、光纤隔离器 1只四、实验原理1、光隔离器简介光隔离器是一种只允许光波沿光路单向传输的非互易性光无源器件。

它的作用是隔离反向光对前级工作单元的影响。

光隔离器的主要技术指标有：插入损耗、反向隔离度和回波损耗等。

目前，在1310nm 波段和1550nm 波段反向隔离度都可做到40dB 以上。

光通信系统对光隔离器性能的要求是，正向插入损耗低、反向隔离度高、回波损耗高、器件体积小、环境性能好。

2、光隔离器的主要性能、指标（1）插入损耗光隔离器的插入损耗由下式表示：式中，P out 、P in 为光隔离器的输入、输出光功率。

)(lg 10dB P P inout L -=α （7－1） 插入损耗主要是由光隔离器中的偏振器、法拉第旋光元件和准直器等元件的插入而产生的。

光隔离器的插入损耗一般在0.5dB 以下，最好的指标可以达到0.1dB 以下。

（2）隔离度隔离度是光隔离器的重要指标之一，用符号I SO 表示。

数学表达式为： )lg('RR SO P P I -= （7－2）式中，P R 、P ’R 分别为反向输入、输出光功率。

无论那种型号的光隔离器，其隔离度应在30dB 以上，越高越好。

（3）回波损耗光隔离器的回波损耗定义为：光隔离器的正向输入光功率P in 和反回到输入端的光功率'in P 之比，由下面式子表示：)lg('inin RL P P -=α （7－3） 回波直接影响系统的性能，所以回波损耗是一个相当重要的指标。

优良的光隔离器其回波损耗都在55dB 以上。

由于光隔离器所用光学材料价格较高、工艺复杂，因此隔离器的价格也较高。

五、实验内容1、 测量光纤隔离器的插入损耗2、测量光纤隔离器的隔离度3、设计光纤隔离器回波损耗的测量方法并进行实现六、实验报告1、简述实验原理与目的2、记录各实验数据，根据实验结果，计算获得波分复用器插入损耗和隔离度(分1310和1550进行计算)3、设计光纤隔离器的回波损耗的测量方法. （此项可放结果讨论，画图阐述测量原理）光隔离器的回波损耗turnloss Re 是指正向入射到隔离器中的光功率与沿输入路径返回隔离器输入端口的光功率之比（以dB 为单位）。

线性光耦隔离原理
光耦隔离技术是一种利用光电效应将输入和输出电路隔离开来的方法。

其中，线性光耦隔离原理基于发光二极管和光电二极管之间的光束传输。

在线性光耦隔离器中，输入端的信号通过电流转换成光信号。

发光二极管接收到电流后，将电流转换成等量的光能量，并将光信号传输到隔离区域。

隔离区域是通过光束传输的介质（一般是空气或光纤）来完成的。

光束经过隔离区域后，被光电二极管接收，并将光能量转换回电信号。

这个电信号将成为输出端的信号，与输入端的信号相对应。

通过光束的传输，线性光耦隔离器实现了输入和输出电路之间的电隔离。

这种隔离技术可以避免输入信号对输出信号产生干扰，并且可以保护输出端的电路免受输入端的高电压或高电流影响。

此外，光信号的传输还能够提供高速和宽带的传输性能，使得线性光耦隔离器在工业和通信领域得到广泛应用。

总之，线性光耦隔离器通过利用光电效应将电能转换成光能并进行传输，实现了输入和输出电路的隔离。

这种隔离技术具有抗干扰能力强、高速传输等优点，并且在多个领域中都有重要的应用价值。

- 1 - 串口光耦隔离电路 串口光耦隔离电路是一种常见的电路设计，用于保护电子设备免受电磁干扰和电气噪声的影响。本文将介绍串口光耦隔离电路的工作原理、设计方法和应用场景，以帮助读者更好地了解和应用这种电路。 一、工作原理 串口光耦隔离电路的基本原理是利用光电转换技术将串口信号转换成光信号，然后通过光耦隔离器将光信号隔离开来，再将光信号转换回串口信号。这样就可以实现串口信号的隔离和保护，防止电磁干扰和电气噪声的影响。 具体来说，串口光耦隔离电路由串口接口、光电转换器、光耦隔离器、光电转换器和串口接口四部分组成。当串口信号进入电路时，首先经过光电转换器将串口信号转换成光信号，然后通过光纤或光导管传输到光耦隔离器。在光耦隔离器中，光信号被隔离开来，以防止电磁干扰和电气噪声的影响。然后光信号再经过一个光电转换器，将光信号转换回串口信号，最终输出到串口接口。 二、设计方法 串口光耦隔离电路的设计需要考虑多个因素，包括信号频率、光电转换器的选择、光耦隔离器的选择和电路布局等。下面将分别介绍这些因素的设计方法。 1. 信号频率 串口光耦隔离电路的信号频率通常在几十kHz到几百kHz之间，因此需要选择合适的光电转换器和光耦隔离器来适应这个频率范围。 - 2 -

同时，电路的带宽也需要满足信号频率的要求。 2. 光电转换器的选择 光电转换器是将串口信号转换成光信号的关键部件，因此需要选择高性能的光电转换器。常用的光电转换器包括光电二极管、光敏电阻和光电晶体管等。其中，光电晶体管具有响应速度快、灵敏度高、噪声低等优点，是一种较为理想的选择。 3. 光耦隔离器的选择 光耦隔离器是将光信号隔离开来的关键部件，因此需要选择高性能的光耦隔离器。常用的光耦隔离器包括光电三极管、光电二极管和光电晶体管等。其中，光电晶体管具有响应速度快、隔离效果好、噪声低等优点，是一种较为理想的选择。 4. 电路布局 串口光耦隔离电路的电路布局需要尽可能地减小电磁干扰和电气噪声的影响。具体来说，可以采用双层或多层PCB板设计，将信号和电源线分开布局，采用屏蔽罩等措施来减小电磁干扰和电气噪声的影响。 三、应用场景 串口光耦隔离电路广泛应用于各种电子设备中，特别是在工业控制、通信、医疗等领域中。主要应用场景包括： 1. 工业控制 在工业控制领域中，串口光耦隔离电路可以用于隔离PLC、DCS、仪表等设备的串口信号，以保护这些设备免受电磁干扰和电气噪声的 - 3 -

数字隔离器将在多领域取代光耦隔离器从原理上一般分为三类：光电隔离器，电感式隔离器和电容隔离器。

习惯上将第一类称为光耦，后面两类称为隔离器。

隔离器从原理上一般分为三类：光电隔离器，电感式隔离器和电容隔离器。

习惯上将第一类称为光耦，后面两类称为隔离器。

这三类隔离器应用广泛，各有优缺点，其主要厂商都不断投入新的研发以获得更大市场份额。

光耦方面，Avago、Vishay、Toshiba、松下、NEC，以及台湾冠西、佰鸿等都是行业翘楚，尤以Avago占市场优势地位。

隔离器市场则以ADI、NVE、TI、Silicon Labs等厂商占主力。

光耦是70年代发展起来的隔离器件，它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，目前已成为种类最多、用途最广的光电器件之一，包括晶体管耦合器、高速集成电路输出耦合器、三端双向可控硅耦合器以及光控继电器等，广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大及固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。

光耦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，无触点，使用寿命长。

这种情形下，速度与功耗成为采购关注焦点。

不同的应用对光耦的速度要求也有所不同，例如在通信应用中，DeviceNet规定了相对较低的数据速率，包括125kBd、250kBd和500kBd，传播延迟要求小于40ns；CAN总线规定了125kBd低速和1MBd高速数据速率，但对传播延时没有严格的要求；Profibus发送数据则要求在12MBd范围内，并规定了隔离器、收发器和连接本身的PWD总延时。

近日安华高推出了两款车用级高速低功耗数字CMOS光电耦合器产品ACPL-M71T和ACPL-M72T，都使用较低驱动电流和较低功耗的LED技术进行设计，适合高速15MBd和低速数字应用。

8路光耦隔离芯片光耦隔离芯片是一种常用的电子元件，用于将输入信号和输出信号之间进行电气隔离，以保证信号传输的安全性和稳定性。

8路光耦隔离芯片是一种具有8个通道的光耦隔离器，可以同时隔离和传递8个信号通道。

一、光耦隔离芯片的基本原理光耦隔离芯片是通过光电效应实现信号隔离的。

其基本原理是利用发光二极管（LED）和光敏三极管（光电晶体管或光电二极管）的光电转换特性，将输入信号转换为光信号，并通过光耦合介质（一般为光纤或光电耦合器件）将光信号传输到输出端，再通过光敏三极管将光信号转换为输出信号。

二、8路光耦隔离芯片的结构8路光耦隔离芯片一般由8个独立的通道组成，每个通道包括一个输入端和一个输出端。

每个通道都包括一个LED作为发光源和一个光敏三极管作为光电转换器件。

在结构上，8路光耦隔离芯片还包括一些辅助电路，如电流限制电路、滤波电路、功率放大电路等，用于确保输入和输出之间的信号转换和隔离的准确性和稳定性。

三、8路光耦隔离芯片的应用8路光耦隔离芯片广泛应用于工业自动化、仪器仪表、通信设备、电力电子等领域。

它可以解决信号传输中的干扰、电位差、地位差等问题，提高系统的抗干扰能力和可靠性。

具体应用包括：1. 工业自动化系统中的信号隔离和传输：如PLC控制系统、数据采集系统等。

2. 仪器仪表中的信号隔离和放大：如测量仪表、示波器等。

3. 通信设备中的信号隔离和传输：如光纤通信设备、网络交换机等。

4. 电力电子设备中的信号隔离和控制：如电力变换器、电源管理系统等。

四、8路光耦隔离芯片的性能和特点1. 高速传输：8路光耦隔离芯片通常具有较高的传输速度，可以满足快速信号传输的要求。

2. 高隔离性能：光耦隔离器可以提供较高的隔离电压，通常可以达到数千伏的级别，有效隔离输入和输出之间的电气干扰。

3. 宽工作温度范围：8路光耦隔离芯片一般具有宽广的工作温度范围，可以适应各种环境条件下的应用。

4. 低功耗：光耦隔离器在工作时的功耗较低，有助于降低系统能耗。