Главная | Обратная связь

Применение оптронов

6.4.1. Классификация оптронов по применению

Классификационная диаграмма оптронов по применению представлена на рис. 43.

 

В качестве мощных транзисторных оптронов используются

в основном, оптроны с составным транзистором.

 

Цифровые оптроны

Основное назначение цифровых оптронов - высокоскоростная передача цифровых сигналов с высокой степенью электрической изоляции между электронными устройствами, а также выполнение различных логических операций. Цифровые оптроны изготавливаются в виде оптоэлектронных интегральных схем (ОИС), состоящих из объединенных в стандартном корпусе оптопары и интегрального усилителя.

Основным параметром, который характеризует качество ОИС, является добротность Q (см. параграф 2.5), характеризующая способность оптрона передавать цифровой сигнал с минимальными искажениями его фронтов и амплитудными потерями.

Проблемными задачами для ОИС в настоящее время являются:

1. уменьшение времени переключения до 10^-8 - 10^-9 с,

2. снижение уровней входных токов до уровней 0,05-0,1 мкА,

3. увеличение степени интеграции для дальнейшей микроминиатюризации аппаратуры.

Одними из наиболее распространенных являются микросхемы ОИС серии К249ЛП1, которые содержат в стандартном корпусе диодную оптопару (СИД-ФД) и интегральный усилитель. Эта схема работает в двух состояниях логического 0 или логической единицы, которые соответствуют ТТЛ-уровням выходных напряжений: "0" ~ 0,3 В и "1" ~ 3В. Если на вход микросхемы поступает электрический сигнал, то СИД начинает излучать и напряжение на выходе ОИС соответствует логическому 0. Когда СИД не излучает с выхода поступает логическая 1. Выпускаются варианты серии с инверсным выходом, когда излучающему СИД отвечает 1, а выключенному СИД - 0.

Основное применение ОИС находят для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и согласования между собой различных типов ИМС с высокой гальванической развязкой.

Аналоговые оптроны

Создание аналоговых оптронных устройств является сложной технической задачей в связи с повышенными требованиями линейности передаточных характеристик элементов оптронов. Из имеющихся видов оптронов этим требованиям наилучшим образом удовлетворяют диодные оптроны, обладающие известными преимуществами:

· малый уровень внутренних шумов,

· широкая полоса частот,

· низкая температурная зависимость параметров.

Поэтому аналоговые оптроны создаются на диодных оптопарах, состоящих из пары СИД - ФД и интегрального усилителя. Аналоговые диодные оптроны серии АОД101 обеспечивают при передаче аналогового сигнала коэффициент нелинейности η ≤ 2%.

На основе диодных и транзисторных оптронов создаются различные аналоговые оптоэлектронные микросхемы:

· параметрические дифференциальные усилители,

· дифференциальные оптроны;

· усилители с дифференциальными оптронами и т.д.

Ключевые оптроны

Ключевые оптроны широко используются для бесконтактного управления мощных высоковольтных электрических систем с помощью слаботочных управляющих электронных устройств. Как уже отмечалось выше для этих целей используются мощные тиристорные оптроны серии ТО-6,3 и ТО2, позволяющие переключать высоковольтные цепи с токами до 320 А. Сфера применения таких оптронных тиристоров не отличается от области использования электронных тиристоров.

Сигналы, поступающие с СУ регулируют поток Ф, изучаемый СИДом. В зависимости от уровня потока Ф изменяется ток управления I_У, изменяющий напряжение включения U_вкл мощного тиристора. Данная схема позволяет осуществить гальваническую развязку между слаботочным блоком СУ и сильноточной входной цепью электронного тиристора.