導(dǎo)讀：隨著光電耦合器對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類多、用途廣的光電器件之一。下面我們就一起來學(xué)習(xí)有關(guān)光電耦合器的一些基礎(chǔ)知識(shí)。

　　一、正確認(rèn)識(shí)光電耦合器

　　光電耦合器（optical coupler,英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡(jiǎn)稱光耦。光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件.它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類多、用途廣的光電器件之一。

　　二、光電耦合器的抗干擾特性分析

　　光電耦合器之所以在傳輸信號(hào)的同時(shí)能有效地抑制尖脈沖和各種雜訊干擾，使通道上的信號(hào)雜訊比大為提高，主要有以下幾方面的原因：

　　（1）光電耦合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常為105~106Ω。據(jù)分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合器輸入端的雜訊電壓會(huì)很小，只能形成很微弱的電流，由于沒有足夠的能量而不能使二極體發(fā)光，從而被抑制掉了。

　?。?）光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒有電氣聯(lián)系，也沒有共地；之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾雜訊都很難通過光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號(hào)的產(chǎn)生。

　?。?）光電耦合器可起到很好的安全保障作用，即使當(dāng)外部設(shè)備出現(xiàn)故障，甚至輸入信號(hào)線短接時(shí)，也不會(huì)損壞儀表。因?yàn)楣怦詈掀骷妮斎牖芈泛洼敵龌芈分g可以承受幾千伏的高壓。

　　（4）光電耦合器的回應(yīng)速度極快，其回應(yīng)延遲時(shí)間只有10μs左右，適于對(duì)回應(yīng)速度要求很高的場(chǎng)合。

　　三、光電耦合器的簡(jiǎn)易測(cè)試

　　由于光電耦合器的組成方式不盡相同，所以在檢測(cè)時(shí)應(yīng)針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取不同的檢測(cè)方法。例如，在檢測(cè)普通光電耦合器的輸入端時(shí)，一般均參照紅外發(fā)光二極管的檢測(cè)方法進(jìn)行。對(duì)于光敏三極管輸出型的光電耦合器，檢測(cè)輸出端時(shí)應(yīng)參照光敏三極管的檢測(cè)方法進(jìn)行。

　　1.萬用表檢測(cè)法

　　這里以MF50型指針式萬用表和4腳PC817型光電耦合器為例，說明具體檢測(cè)方法：首先，將指針式萬用表置于“R×100”（或“R×1k”）電阻擋，紅、黑表筆分別接光電耦合器輸入端發(fā)光二極管的兩個(gè)引腳。如果有表針指數(shù)為無窮大，但紅、黑表筆互換后有幾千至十幾千歐姆的電阻值，則此時(shí)黑表筆所接的引腳即為發(fā)光二極管的正極，紅表筆所接的引腳為發(fā)光二極管的負(fù)極。

　　然后，在光電耦合器輸入端接入正向電壓，將指針式萬用表仍然置于“R×100”電阻擋，紅、黑表筆分別接光電耦合器輸出端的兩個(gè)引腳。如果有表針指數(shù)為無窮大（或電阻值較大），但紅、黑表筆互換后卻有很小的電阻值（<100Ω），則此時(shí)黑表筆所接的引腳即為內(nèi)部NPN型光敏三極管的集電極c、紅表筆所接的引腳為發(fā)射極e.當(dāng)切斷輸入端正向電壓時(shí)，光敏三極管應(yīng)截止，萬用表指數(shù)應(yīng)為無窮大。這樣，不僅確定了4腳光電耦合器PC817的引腳排列，而且還檢測(cè)出它的光傳輸特性正常。如果檢測(cè)時(shí)萬用表指針始終不擺動(dòng)，則說明光電耦合器已損壞。

　　四、光電耦合器的選取原則

　　在設(shè)計(jì)光耦光電隔離電路時(shí)必須正確選擇光耦合器的型號(hào)及參數(shù)，選取原則如下：

　　（1）由于光電耦合器為信號(hào)單向傳輸器件，而電路中數(shù)據(jù)的傳輸是雙向的，電路板的尺寸要求一定，結(jié)合電路設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，就要選擇單芯片集成多路光耦的器件；

　?。?）光耦合器的電流傳輸比（CTR）的允許范圍是不小于500%.因?yàn)楫?dāng)CTR<500%時(shí)，光耦中的LED就需要較大的工作電流（>5.0 mA），才能保證信號(hào)在長(zhǎng)線傳輸中不發(fā)生錯(cuò)誤，這會(huì)增大光耦的功耗；

　　（3）光電耦合器的傳輸速度也是選取光耦必須遵循的原則之一，光耦開關(guān)速度過慢，無法對(duì)輸入電平做出正確反應(yīng)，會(huì)影響電路的正常工作。

　?。?）推薦采用線性光耦。其特點(diǎn)是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。設(shè)計(jì)中由于電路輸入輸出均是一種高低電平信號(hào)，故此，電路工作在非線性狀態(tài)。而在線性應(yīng)用中，因?yàn)樾盘?hào)不失真的傳輸，所以，應(yīng)根據(jù)動(dòng)態(tài)工作的要求，設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，使電路工作在線性狀態(tài)。

　　通常情況下，單芯片集成多路光耦的器件速度都比較慢，而速度快的器件大多都是單路的，大量的隔離器件需要占用很大布板面積，也使得設(shè)計(jì)的成本大大增加。在設(shè)計(jì)中，受電路板尺寸、傳輸速度、設(shè)計(jì)成本等因素限制，無法選用速度上非常占優(yōu)勢(shì)的單路光耦器件，在此選用TOSHIBA公司的TLP521-4.

　　五、使用光電耦合器要注意的事項(xiàng)

　　1）在光電耦合器的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨(dú)立的電源，若兩端共用一個(gè)電源，則光電耦合器的隔離作用將失去意義。

　　2）當(dāng)用光電耦合器來隔離輸入輸出通道時(shí)，必須對(duì)所有的信號(hào)（包括數(shù)位量信號(hào)、控制量信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)）全部隔離，使得被隔離的兩邊沒有任何電氣上的聯(lián)系，否則這種隔離是沒有意義的。