setare.kavir19
عضو جدید
مواقع بسیاری وجود دارد که سیگنال ها و اطلاعات نیاز دارند تادر یک قطعه ی الکترونیکی از یک زیر سیستم به دیگری ارسال شوند یا از یک بخش وسیله ای به وسیله ی دیگر بدون یک اتصال اهمی مستقیم.این به این دلیل است که گاهی مبدا و مقصد در ولتاژهای متفاوتی کار میکنند,مانند یک میکروپروسسور که از ابتدا با 5 ولت dcکار میکند اما برای کنترل یک تریاک که 240 ولت dc را سوییچ می کند استفاده می شود.در چنین شرایطی اتصال بین این دو باید ایزوله باشد تا میکروپروسسور از خطر اضافه ولتاژ حفظ شود.
البته رله ها می توانند این ایزولاسیون را فراهم کنند اما تمامی رله ها در مقایسه با ICها و دیگر مدارات مینیاتوری بسیار حجیم اند.زیرا رله ها الکترو مکانیکی اندو همچنین چندان قابل اطمینان نیستند و تنها در سرعت های نسبتا پایین عمل میکنند.در جایی که سایز کوچک ,سرعت بالا ,و اطمینان بالا مهم است چاره ی مناسب تر استفاده ازOPTOCOUPLER است.optocouplerها از یک باریکه ی نور استفاده می کنند تا سیگنال ها و داده ها را را از مرز الکتریکی ارسال کنند و ایزولاسیون عالی را فراهم می کنند.
Optocouplerها معمولا به صورت مدارات مجتمع 8 پایه یا 6 پایه هستند,اما در اصل ترکیبی از دو وسیله مجزا اند: یک فرستنده نوری , یک LED(LIGHT-EMITTING DIOD) گالیم آرسنیک و یک گیرنده نوری مانند ترانزیستور نوری یا دیاک محرک نوری.این دو با یک مرز شفاف از هم جدا می شوند که هر عبور هر جریان الکتریکی بین این دو را سد می کند اما اجازه عبور نور را می دهد.ایده ی اصلی در شکل 1 به همراه نماد معمول مداری برای optocoupler نشان داده شده است.
برای جداسازی فیزیکی مورد نیاز,معمولا اتصالات الکتریکی به پایه ی LED از یک طرف بسته و برای ترانزیستور نوری یا دیاک از طرف دیگر, خارج می شوند و این به optocoupler این اجازه را می دهد که ولتاژ بین 500 و 7500 در ورودی و خروجی را تحمل کند.
Optocouplerها در اصل دیجیتال یاوسایل سوییچینگ هستند,بنابراین آنها برای ارسال سیگنال کنترلی on/off یا داده های دیجیتال مناسب اند.سیگنال های آنالوگ می توانند به وسیله فرکانس یا مدولاسیون پهنای باند ارسال شوند.
Ø پارامترهای کلیدی
مهم ترین پارامتر برای بیش تر optocouplerها بازده انتقالی آنهاست که معمولا بر حسب نسبت انتقال جریان یا CTR(current transfer ratio) اندازه گیری می شود. CTR در واقع نسبت بین تغییرات جریان در خروجی ترانزیستور و تغییرات جریان در ورودی LED است.حدود مقادیر برای CTR بین 10 تا 50% برای وسایل با خروجی ترانزیستور و برای وسایل با خروجی ترانزیستور دارلینگتون تا 2000% یا بیشتر بالا می رود.توجه کنید,با این وجود در بیشتر وسایل CTR مطلقا بسته به تغییرسطح جریان است.معمولا این مقدار در 10mA برای جریان LED به حداکثر مقدار می رسد و برای جریان های کم تر و بیش تر افت می یابد.
دیگر پارامترهای optocoupler شامل ماکزیمم سطح ولتاژ خروجی ترانزیستور که ولتاژ تغذیه خروجی مدار را محدود می کند؛ماکزیمم جریان ورودی LED ( ) که برای محاسبه ی مقدار مقاومت سری استفاده می شود؛و پهنای باند optocoupler ,که بیش ترین فرکانس سیگنالی که می تواند از طریق آن ارسال شود را تعیین می کند- که اساسا به وسیله ساختمان وسایل داخلی یا عملکرد فوتوترانزیستور خارجی تعیین می شود.optocoupler با خروجی فوتوترانزیستور دارای پهنای باند 200 تا 300kHz در حالی که برای optocoupler با ترانزیستور دارلینگتون معمولا 10 برابر کوچک تر در حدود 20 تا 30kHz است.-می باشند.
Ø چگونگی استفاده
در حقیقت ساده ترین نوع تصور optocoupler بر حسب دو بخش سازنده اش است:LEDورودی و ترانزیستور/دیاک خروجی است.این دو از نظر الکتریکی خنثی هستند که این مساله انعطاف مناسبی به آن ها هنگام اتصال به مدار می دهد. ما باید به دنبال روش ساده ای برای روشن و خاموش کردن LED ورودی و استفاده از نتیجه ی کلیدزنی فوتوترانزیستور/دیاک به منظور تولید یک شکل موج خروجی یا یک سیگنال منطقی سازگار با مدار خروجی باشیم.
برای مثال دقیقا مشابه با یک LEDمجزا ،LED ورودی optocoupler را می توان با یک ترانزیستور یا یک گیت بافر تحریک کرد.همچنین نیاز به یک مقاومت سری برای تنظیم سطح جریان هنگام روشن بودنLED است.صرف نظر از این که شما از ترانزیستور یا گیت بافر برای تحریک LED استفاده می کنید،شما عمل تحریک را با pull down یا pull up انجام می دهید.مطابق شکل 2.
این بدین معنی است که شما می توانید LED و بدین ترتیب optocoupler را طوری تنظیم کنید که هر دو برای یک منطق high یا low ، در مدار تحریک on یا off باشند.
در بعضی از مدارات این احتمال وجود دارد که در دفعاتی که ولتاژ تحریک LED ورودی را تحریک می کند پلاریته عوض شود. (برای مثال به علت عوض شدن کابل اتصال) که می تواند باعث صدمه به وسایل شود.چون LEDی optocoupler تنها می تواند ولتاژ معکوس کمی- معمولا در حدود 3 تا 5 ولت- را تحمل کند.بنابراین اگر احتمال تغییر پلاریته وجود اشته باشد یک دیود باید مستقیما با LEDموازی شود.شکل 3.
در طرف خروجی نیز اتصالاتی با optocoupler که دارای گیرنده فوتوترانزیستوراست، وجود دارد . (مانند4N25 و 4N28 ).در بیشتر موارد ترانزیستور مانند یک کلید نوری به یک بار مقاومتی سری متصل شده است.(شکل-A 4)
یا در (شکل 4-B) طبق تعریف pull down و pull up.و این قضیه انعطاف زیادی برای تحریک گیت های منطقی یا ترانزیستور ها می دهد همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است.
اگر پهنای باند زیادی مورد نیاز باشدتنها می توان با استفاده از یک اتصال collectorو base ،و استفاده از یک ترانزیستور به عنوان یک دیود نوری به آن دست یافت.(شکل 6-A).این مساله CTR(نسبت انتقال جریان)optocoupler وبهره انتقال را به طور قابل توجهی کاهش می دهد اما می تواند پهنای باند را تا 30MHz یا بیشتر افزایش دهد.
البته رله ها می توانند این ایزولاسیون را فراهم کنند اما تمامی رله ها در مقایسه با ICها و دیگر مدارات مینیاتوری بسیار حجیم اند.زیرا رله ها الکترو مکانیکی اندو همچنین چندان قابل اطمینان نیستند و تنها در سرعت های نسبتا پایین عمل میکنند.در جایی که سایز کوچک ,سرعت بالا ,و اطمینان بالا مهم است چاره ی مناسب تر استفاده ازOPTOCOUPLER است.optocouplerها از یک باریکه ی نور استفاده می کنند تا سیگنال ها و داده ها را را از مرز الکتریکی ارسال کنند و ایزولاسیون عالی را فراهم می کنند.
Optocouplerها معمولا به صورت مدارات مجتمع 8 پایه یا 6 پایه هستند,اما در اصل ترکیبی از دو وسیله مجزا اند: یک فرستنده نوری , یک LED(LIGHT-EMITTING DIOD) گالیم آرسنیک و یک گیرنده نوری مانند ترانزیستور نوری یا دیاک محرک نوری.این دو با یک مرز شفاف از هم جدا می شوند که هر عبور هر جریان الکتریکی بین این دو را سد می کند اما اجازه عبور نور را می دهد.ایده ی اصلی در شکل 1 به همراه نماد معمول مداری برای optocoupler نشان داده شده است.
برای جداسازی فیزیکی مورد نیاز,معمولا اتصالات الکتریکی به پایه ی LED از یک طرف بسته و برای ترانزیستور نوری یا دیاک از طرف دیگر, خارج می شوند و این به optocoupler این اجازه را می دهد که ولتاژ بین 500 و 7500 در ورودی و خروجی را تحمل کند.
Optocouplerها در اصل دیجیتال یاوسایل سوییچینگ هستند,بنابراین آنها برای ارسال سیگنال کنترلی on/off یا داده های دیجیتال مناسب اند.سیگنال های آنالوگ می توانند به وسیله فرکانس یا مدولاسیون پهنای باند ارسال شوند.
Ø پارامترهای کلیدی
مهم ترین پارامتر برای بیش تر optocouplerها بازده انتقالی آنهاست که معمولا بر حسب نسبت انتقال جریان یا CTR(current transfer ratio) اندازه گیری می شود. CTR در واقع نسبت بین تغییرات جریان در خروجی ترانزیستور و تغییرات جریان در ورودی LED است.حدود مقادیر برای CTR بین 10 تا 50% برای وسایل با خروجی ترانزیستور و برای وسایل با خروجی ترانزیستور دارلینگتون تا 2000% یا بیشتر بالا می رود.توجه کنید,با این وجود در بیشتر وسایل CTR مطلقا بسته به تغییرسطح جریان است.معمولا این مقدار در 10mA برای جریان LED به حداکثر مقدار می رسد و برای جریان های کم تر و بیش تر افت می یابد.
دیگر پارامترهای optocoupler شامل ماکزیمم سطح ولتاژ خروجی ترانزیستور که ولتاژ تغذیه خروجی مدار را محدود می کند؛ماکزیمم جریان ورودی LED ( ) که برای محاسبه ی مقدار مقاومت سری استفاده می شود؛و پهنای باند optocoupler ,که بیش ترین فرکانس سیگنالی که می تواند از طریق آن ارسال شود را تعیین می کند- که اساسا به وسیله ساختمان وسایل داخلی یا عملکرد فوتوترانزیستور خارجی تعیین می شود.optocoupler با خروجی فوتوترانزیستور دارای پهنای باند 200 تا 300kHz در حالی که برای optocoupler با ترانزیستور دارلینگتون معمولا 10 برابر کوچک تر در حدود 20 تا 30kHz است.-می باشند.
Ø چگونگی استفاده
در حقیقت ساده ترین نوع تصور optocoupler بر حسب دو بخش سازنده اش است:LEDورودی و ترانزیستور/دیاک خروجی است.این دو از نظر الکتریکی خنثی هستند که این مساله انعطاف مناسبی به آن ها هنگام اتصال به مدار می دهد. ما باید به دنبال روش ساده ای برای روشن و خاموش کردن LED ورودی و استفاده از نتیجه ی کلیدزنی فوتوترانزیستور/دیاک به منظور تولید یک شکل موج خروجی یا یک سیگنال منطقی سازگار با مدار خروجی باشیم.
برای مثال دقیقا مشابه با یک LEDمجزا ،LED ورودی optocoupler را می توان با یک ترانزیستور یا یک گیت بافر تحریک کرد.همچنین نیاز به یک مقاومت سری برای تنظیم سطح جریان هنگام روشن بودنLED است.صرف نظر از این که شما از ترانزیستور یا گیت بافر برای تحریک LED استفاده می کنید،شما عمل تحریک را با pull down یا pull up انجام می دهید.مطابق شکل 2.
این بدین معنی است که شما می توانید LED و بدین ترتیب optocoupler را طوری تنظیم کنید که هر دو برای یک منطق high یا low ، در مدار تحریک on یا off باشند.
در بعضی از مدارات این احتمال وجود دارد که در دفعاتی که ولتاژ تحریک LED ورودی را تحریک می کند پلاریته عوض شود. (برای مثال به علت عوض شدن کابل اتصال) که می تواند باعث صدمه به وسایل شود.چون LEDی optocoupler تنها می تواند ولتاژ معکوس کمی- معمولا در حدود 3 تا 5 ولت- را تحمل کند.بنابراین اگر احتمال تغییر پلاریته وجود اشته باشد یک دیود باید مستقیما با LEDموازی شود.شکل 3.
در طرف خروجی نیز اتصالاتی با optocoupler که دارای گیرنده فوتوترانزیستوراست، وجود دارد . (مانند4N25 و 4N28 ).در بیشتر موارد ترانزیستور مانند یک کلید نوری به یک بار مقاومتی سری متصل شده است.(شکل-A 4)
یا در (شکل 4-B) طبق تعریف pull down و pull up.و این قضیه انعطاف زیادی برای تحریک گیت های منطقی یا ترانزیستور ها می دهد همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است.
اگر پهنای باند زیادی مورد نیاز باشدتنها می توان با استفاده از یک اتصال collectorو base ،و استفاده از یک ترانزیستور به عنوان یک دیود نوری به آن دست یافت.(شکل 6-A).این مساله CTR(نسبت انتقال جریان)optocoupler وبهره انتقال را به طور قابل توجهی کاهش می دهد اما می تواند پهنای باند را تا 30MHz یا بیشتر افزایش دهد.
آخرین ویرایش توسط مدیر: