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光耦上拉电阻选择

光耦合器(opticalcoupler,英文缩写为OC)又称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦合器。内部原理如下图所示:

在这里插入图片描述

简单说明原理:通过将传输的信号通过左发光二极管转换为光信号,然后通过右光敏三极管将光信号转换为电信号。本文探讨了普通光耦合(低速、非线性;是的,也就是最便宜的),一般光耦合隔离电压约为6KV,也就是说,对静电的抵抗力(8KV以上)不强,使用时仍需考虑静电相关保护措施。

调整光耦的上下拉电阻可以转换光耦的电流(CTR)适应,在保证信号传输时有足够的时间CTR比率,确保三极管侧的电平能够拉到底。在此基础上,我们将看到信号传输前后匹配电阻的延迟。

*CTR:光耦二极管导通的时候,三极管侧流过的最大电流与二极管导通电流的比值(百分比)。

以下是使用光耦通信的最基本(最低价格)ヽ( ̄▽)电路:

输入侧和输出侧使用的上拉电阻为510Ω,这是使用这种光耦合通信的合适电阻,不同的光耦合有新能量差异,不能说所有的都适用。但上图所示的电路存在问题,如下图所示:

输入波形为黄色,输出波形为绿色。是的,输出波形的相对输入延迟了20us,这在对信号要求不高的场景是可以的。但是对于通讯速率大于9600bps的通讯受到信号完整性的影响。这其中的原因是光耦内部

三极管等效为电容,与上拉电阻构成RC这部分延迟来自电路RC充电效应(或用于激活光耦内部三极管)。如上图所示,100us光耦后,信号变成80左右us值得考虑的信号,尤其是

当信号速率进一步提高时,特别是嵌入式领域MCU对高电平信号采集有一定的时间要求。输出延迟时间通过改变光耦合前后端的电阻来计算,有以下结论*:

在一定范围内(光耦合不燃烧),增加光耦合二极管侧的电阻或减少三极管侧的上拉电阻可以减少输出波形的延迟。

那么,普通光耦能否摆脱上拉电阻和下拉电阻的困扰呢?

有的,如下图所示,用光耦控制的三极管的通断将上拉电阻降低到100Ω基本上,此时的通信可以保证2us内的延迟。

2us延迟基本接近高速光耦。

标签: 高速光耦导通电阻

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