光耦隔离放大电路(二).doc

中 文 摘 要 本文主要通过光耦隔离放大电路，对光电耦合器4N25及放大电路和电压跟随器中的放大器件TL084的特性进行简要描述和分析。 光耦隔离放大电路主要由电压串联负反馈放大电路 光电耦合器和电压跟随器三部分组成。其中光电耦合器是本次设计的关键。 光耦的工作原理包括：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。 关键词 隔离放大器 光耦 电压放大电路 电压跟随器 目 录 课程设计任务书 II 隔离放大电路的设计 III 模拟电子技术 课程设计成绩评定表 IV 中 文 摘 要 V 目 录 1 1.设计任务描述 2 1.1 设计题目: 2 1.2 设计要求： 2 1.2.1 设计目的： 2 1.2.2 基本要求： 2 1.2.3发挥部分： 2 2.设计思路 3 3.基本框架 4 4.模块细节及各部分电路设计及参数计算 5 4.1方波信号输入 5 4．2电源提供电流进入光耦图 6 4.2.1 光偶的一些参数 6 4.2.2分析 9 4.2.3放大电路的选择及计算 9 4.2.4 光耦简图 11 4.2.5 CTR的计算 11 4.3 的计算 11 4.4 电压跟随器的设计图 12 4.5 方波仿真信号输出 12 4.6.注意的问题 13 5.电路元件清单 14 6.主要元器件介绍 15 6.1光耦数据单 15 6.2 TLO84的数据单 17 7.小结 19 8.参考文献 21 9.附录 22  1.设计任务描述 1.1 设计题目: 1.2 设计要求： 1.2.1 设计目的： （1）掌握隔离放大电路的构成，原理与设计方法； （2）熟悉模拟元件的选择，使用方法。 1.2.2 基本要求： （1）输入信号为方波，幅度1V，频率100Hz～40kHz； （2）采用适当的隔离设备不影响信号提供者; （3）输出信号上升及下降时间占有方波周期的5%以下； （4）输出信号幅度不低于3V。 1.2.3发挥部分： （1）tpd100μs； （2）幅度分段可调； （3）其他。 2.设计思路 光耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。 ??光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入和输出隔离的作用。 ??光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离；输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强；由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力；另外，它还有工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高等优点。 3.基本框架 → → → → 基本原理： 通过电压提供电流，利用放大器改变电流的大小，从而使输入电流在所选光耦的线性区，使光耦起到隔离放大的作用。 在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。 4.模块细节及各部分电路设计及参数计算 4.1方波信号输入 输入信号仿真图 4．2电源提供电流进入光耦图 图4.2.1 4.2.1 光偶的一些参数 Maximum Ratings T =25°C A Emitter Reverse Voltage6.0 V Forward Current 60 mA Surge Current (t≤10 μs)2.5 A Power Dissipation10