Оптопара что это. Оптопара: принцип работы, виды и применение в электронике — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое оптопара и как она устроена. Какие бывают виды оптопар. Для чего используются оптопары в электронных схемах. Каковы основные характеристики и параметры оптопар.

Содержание

Что такое оптопара и как она работает

Оптопара (оптрон) — это электронный прибор, состоящий из излучателя света и фотоприемника, объединенных в общем корпусе и связанных оптическим каналом. Принцип работы оптопары заключается в преобразовании электрического сигнала в свет, передаче его по оптическому каналу и обратном преобразовании в электрический сигнал.

Основные компоненты оптопары:

Излучатель света (обычно светодиод)
Фотоприемник (фоторезистор, фотодиод, фототранзистор и др.)
Оптический канал между ними
Общий корпус

Входная и выходная цепи оптопары гальванически развязаны между собой. Это позволяет передавать сигнал без передачи напряжения, что обеспечивает электрическую изоляцию цепей.

Основные виды оптопар

В зависимости от типа используемого фотоприемника выделяют следующие виды оптопар:

Резисторные — с фоторезистором
Диодные — с фотодиодом
Транзисторные — с фототранзистором
Тиристорные — с фототиристором
Симисторные — с фотосимистором

Каждый тип имеет свои особенности и область применения. Наиболее распространены транзисторные оптопары из-за хорошего сочетания характеристик.

Характеристики и параметры оптопар

Основные характеристики и параметры оптопар:

Входные и выходные токи и напряжения
Коэффициент передачи тока
Быстродействие (время включения и выключения)
Сопротивление и напряжение изоляции между входом и выходом
Проходная емкость
Линейность передаточной характеристики

Важными являются передаточные характеристики, показывающие зависимость выходных параметров от входных. Для каждого типа оптопар характерны свои специфические параметры.

Применение оптопар в электронике

Основные области применения оптопар в электронных схемах:

Гальваническая развязка цепей
Передача сигналов между устройствами с разными уровнями напряжений
Защита от помех и наводок
Коммутация сигналов и цепей управления
Преобразование уровней сигналов
Формирование импульсов
Стабилизация параметров

Оптопары широко используются в источниках питания, измерительных приборах, системах автоматики, телекоммуникационном оборудовании и других электронных устройствах.

Преимущества и недостатки оптопар

Основные преимущества оптопар:

Высокая электрическая изоляция между входом и выходом
Отсутствие обратной связи
Широкий диапазон рабочих частот

Высокая помехозащищенность
Малые габариты

К недостаткам можно отнести:

Относительно низкий КПД преобразования
Зависимость характеристик от температуры
Ограниченный динамический диапазон

Резисторные оптопары: устройство и применение

Резисторные оптопары содержат светодиод в качестве излучателя и фоторезистор как приемник. Их основные особенности:

Могут работать на постоянном и переменном токе
Имеют нелинейную передаточную характеристику
Обладают высокой электрической прочностью изоляции
Относительно низкое быстродействие

Применяются в схемах:

Автоматической регулировки усиления
Управления бесконтактными делителями напряжения
Модуляции сигналов
Формирования различных сигналов

Диодные оптопары: принцип действия и характеристики

Диодные оптопары содержат светодиод и фотодиод. Их ключевые особенности:

Высокое быстродействие
Возможность работы в фотогенераторном и фотодиодном режимах
Линейность передаточной характеристики
Малые габариты

Основные области применения:

Импульсные трансформаторы без обмоток
Передача информации между устройствами
Управление работой микросхем
Оптические датчики

Транзисторные оптопары: устройство и применение

Транзисторные оптопары используют фототранзистор в качестве приемника. Их характерные черты:

Высокий коэффициент передачи тока
Возможность работы в ключевом и аналоговом режимах
Хорошее быстродействие
Низкое выходное сопротивление

Основные сферы применения:

Коммутационные схемы
Интерфейсы датчиков с измерительными блоками
Оптические реле
Схемы гальванической развязки

Тиристорные и симисторные оптопары

Тиристорные оптопары используют фототиристор, а симисторные — фотосимистор в качестве приемника. Их особенности:

Возможность коммутации больших токов и напряжений
Триггерный эффект включения
Относительно низкое быстродействие

Области применения:

Формирование мощных импульсов
Управление силовыми тиристорами и симисторами
Коммутация мощных нагрузок
Твердотельные реле

Оптроны в интегральном исполнении

Оптроны в интегральном исполнении (оптоэлектронные интегральные схемы) содержат в одном корпусе несколько оптопар с дополнительными схемами. Их преимущества:

Высокая степень интеграции
Улучшенные характеристики
Расширенная функциональность
Уменьшенные габариты

Применяются в различных устройствах промышленной электроники, измерительной технике, системах автоматики и телекоммуникациях.

Оптопара | это… Что такое Оптопара?

ТолкованиеПеревод

Оптопара

Различные виды оптронов

Оптрон (оптопара) — электронный прибор, состоящий из излучателя света (обычно — светодиод, в ранних изделиях — миниатюрная лампа накаливания) и фотоприёмника (биполярных и полевых фототранзисторов, фотодиодов, фототиристоров, фоторезисторов), связанных оптическим каналом и как правило объединённых в общем корпусе. Принцип работы оптрона заключается в преобразовании электрического сигнала в свет, его передаче по оптическому каналу и последующем преобразовании обратно в электрический сигнал.

Содержание

1 Свойства и характеристики
2 Классификация
3 Использование
- 3.1 Механическое воздействие
- 3.2 Гальваническая развязка
- 3. 3 Неэлектрическая передача
4 Ссылки

Свойства и характеристики

В оптроне входная и выходная цепи гальванически развязаны между собой; взаимодействие цепей ограничено паразитными ёмкостями между выводами оптрона. Тепловым воздействием излучателя на фотоприёмник на практике можно пренебречь.

Электрическая прочность (допустимое напряжение между входной и выходной цепями) зависит от конструктивного оформления прибора; для распространённых отечественных DIP-корпусов предельное напряжение между цепями нормируется на 500 или 1000 В, при этом сопротивление изоляции нормируется на уровне 10¹¹Ом. Реальное напряжение электрического пробоя такого прибора — порядка нескольких киловольт.

Наиболее медленные оптроны, использующие лампы накаливания, фактически являются эффективными фильтрами низких частот с граничной полосой порядка единиц Гц.

Классификация

По степени интеграции

оптопары (или элементарные оптроны) — состоящие из двух и более элементов (в т. ч. собранные в одном корпусе)
оптоэлектронные интегральные схемы, содержащие одну или несколько оптопар (с дополнительными компонентами, например, усилителями, или без них).

По типу оптического канала

с открытым оптическим каналом
с закрытым оптическим каналом

По типу фотоприёмника

с фоторезистором
с фотодиодом
с биполярным (обычным или составным) фототранзистором
с полевым фототранзистором
с фототиристором

В настоящее время в оптоэлектронике можно выделить два направления.

Электронно-оптическое, основанное на принципе фотоэлектрического преобразования, реализуемого в твердом теле внутренным фотоэффектом и электролюминесценцией.
Оптическое, основанное на тонких эффектах взаимодействия твердого тела с электромагнитным излучением и использующее лазерную технику, голографию, фотохимию и т.д.

Существуют два класса оптических элементов, которые можно использовать при создании оптических ЭВМ:

Оптроны
Квантооптические элементы.

Они являются представителями соответственно электронно-оптического и оптического направлений.

Тип фотоприёмника определяет линейность передаточной функции оптрона. Наиболее линейны и тем самым пригодны для работы в аналоговых устройствах резисторные оптроны, затем — оптроны с приёмным фотодиодом или одиночным биполярным транзистором. Оптроны с составными биполярными транзисторами или полевыми транзисторами используются в импульсных (ключевых, цифровых) устройствах, в которых линейность передачи не требуется. Оптроны с фототиристорами применяются для гальванической развязки схем управления от цепей управления.

Использование

Оптроны имеют несколько областей применения, использующих их различные свойства:

Механическое воздействие

Оптронный координатный счётчик в механической мыши

Оптроны с открытым оптическим каналом, доступным для механического воздействия (перекрытия) используются как датчики во всевозможных детекторах наличия (например, детектор бумаги в принтере), датчиках конца (или начала), счётчиках и дискретных спидометрах на их базе (например, координатные счётчики в механической мыши, ареометры).

Гальваническая развязка

Оптроны используются для гальванической развязки цепей — передачи сигнала без передачи напряжения, для бесконтактного управления и защиты. Некоторые стандартные электрические интерфейсы, например,

Неэлектрическая передача

На принципе оптрона построены такие приспособления как:

беспроводные пульты и оптические устройства ввода
беспроводные (атмосферно-оптические) и волоконно-оптические устройства передачи аналоговых и цифровых сигналов

Также используются в неразрушающем контроле как датчики аварийных ситуаций. GaP-диоды начинают излучать свет при воздействии на него радиации, а фотоприёмник фиксирует падение его свечения и сообщает о тревоге.

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Нужно решить контрольную?

Синонимы:

оптрон

Оптовые цены
Оптроника

Полезное