Помехи в цепи портят ваши проекты? Оптопары исправят это. Давайте рассмотрим, что это такое и почему они важны.

Оптопары (OC) передают сигналы через свет, изолируя вход и выход. Они используют светодиод и фотодетектор, что является ключом к борьбе с помехами в цепях.

Однажды я пропустил оптопару в цепи двигателя — шум сжег контроллер. Извлеките урок из этой ошибки. Давайте разберемся, как они работают, какие типы и как используются.

Как оптопары передают сигналы?

Хотите узнать, как свет переносит электричество? Вот в чем магия. Ошибетесь, и ваша схема выйдет из строя.

Оптопары преобразуют электричество в свет (через светодиод), а затем обратно в электричество (через фотодетектор). Это изолирует вход и выход.

Три шага

  1. Электричество в свет: входной ток питает светодиод. Светодиод светится — яркость соответствует входному сигналу. Я видел это в тесте: входное напряжение 5 В заставило светодиод светиться; 0 В выключили его.
  2. Свет в электричество: фотодетектор (например, фототранзистор) находится рядом со светодиодом. Он улавливает свет и создает небольшой ток. Больше света = больше тока.
  3. Усиление: некоторые оптопары усиливают небольшой ток до приемлемых уровней. Это гарантирует, что выходной сигнал достаточно сильный.

Почему важна изоляция

Вход и выход не имеют прямого электрического соединения. Это предотвращает пересечение шума или высокого напряжения. В блоке питания, который я построил, оптопара не давала сети 220 В сжечь схему управления 5 В.

Компонент Роль
Светодиод Преобразует входное электричество в свет
Фотоприемник Преобразует свет обратно в электричество
Усилитель (если есть) Усиливает выходной сигнал

В прошлом месяце стажер подключил оптопару. Скачок напряжения разрушил микроконтроллер. Изоляция не является обязательной, она критически важна.

Как оптопары классифицируются по световому пути?

Типы светового пути сначала смутили меня. Выберите неправильный, и ваш оптопара не будет обнаруживать сигналы.

Они делятся на внутренние (закрытый световой путь) и внешние (открытый световой путь). Внешние включают сквозной луч и отражательный.

Внутренний световой путь

Светодиод и фотодетектор запечатаны в одном корпусе. Свет проходит прямо внутрь — без внешних помех. Я использую их для большинства схем. Они надежны для изоляции сигнала. Хорошим примером является оптопара 4N25 — она запечатана, поэтому пыль или свет от других источников не влияют на нее.

Внешний световой путь

Они имеют отдельные светодиод и фотодетектор. Свет проходит через открытое пространство. Два основных типа:

Тип Структура Лучше всего подходит для
Внутренний Герметичный корпус Изоляция сигнала, шумоподавление
Внешний сквозной луч Отдельный светодиод/детектор, прямой путь Обнаружение объектов, подсчет
Внешний отражательный Светодиод/детектор вместе, свет отражается Датчик приближения, обнаружение поверхности

Однажды я попробовал внутреннюю оптопару для счетчика конвейера. Она не сработала — потребовался внешний отражательный тип, чтобы «увидеть» детали.

Какие типы выходов у оптопар?

Из-за неправильного выбора типа выхода мой первый блок питания сломался. Выходы не бывают универсальными.

Типы выходов включают фотодиод, фототранзистор, Дарлингтон, логический вентиль и силовые (IGBT/MOSFET) типы, каждый для определенных задач.

Распространенные типы выходов

Тип выхода Макс. ток Скорость Лучшее использование
Фотодиод <1 мА Быстрый (100+ МГц) Высокоскоростные данные
Фототранзистор <10 мА Медленный (100 кГц) Простое включение/выключение
Дарлингтон <100 мА Медленнее (10 кГц) Реле, небольшие двигатели
Логический вентиль 1 А Средний (1 МГц) Устройства высокой мощности

Коллега однажды использовал фототранзистор для сигнала 1 МГц. Он запаздывал — замена на фотодиод исправила это. Соответствуйте выходу вашей скорости и текущим потребностям.

Как оптопары классифицируются по корпусу?

Тип корпуса имеет значение для пространства. Однажды я выбрал слишком большой оптопару — он не влез в печатную плату.

Корпуса включают DIP, SMD, TO, коаксиальный и волоконно-оптический типы. Выбирайте в зависимости от пространства и потребностей в монтаже.

Распространенные корпуса

Корпус Размер Монтаж Лучше всего подходит для
DIP Больше Сквозное отверстие Прототипирование, мелкосерийное
SMD Маленький Поверхностный монтаж Массовое производство, небольшие устройства
TO Средний Сквозное отверстие/SMD Мощный, чувствительный к нагреву
Коаксиальный Маленький Сквозное отверстие Чувствительные схемы
Оптоволоконный Изменяемый Пользовательский Передача сигнала на большие расстояния

В прошлом году я разработал печатную плату с DIP-оптопарами. Она работала, но была громоздкой. Переход на SMD уменьшил размер на 40% — важно для портативных устройств.

Что такое цифровые и линейные оптопары?

Цифровые против линейных — их смешивание привело к искажению моей аудиосхемы. Они по-разному обрабатывают сигналы.

Цифровые оптопары отправляют сигналы включения/выключения. Линейные точно передают изменяющиеся сигналы (например, громкость).

Цифровые оптопары

Они работают как переключатели. Вход включен = выход включен; вход выключен = выход выключен. Нет промежуточных значений. Отлично подходит для двоичных сигналов (0 и 1). Я использовал один в адаптере USB-последовательный порт — он передавал 0 и 1 без ошибок.

Линейные оптопары

Они копируют силу входного сигнала. Вход 2 В создает выход 2 В (масштабированный). Идеально подходит для аналоговых сигналов, таких как аудио или показания датчиков. В схеме микрофона линейный оптопара сохраняет чистый звук — без искажений.

Тип Тип сигнала Точность Пример использования
Цифровой Двоичный (вкл./выкл.) Высокий для 0/1 Компьютерные данные, логические схемы
Линейный Переменный (0-5 В и т. д.) Высокий для градиентов Аудио, сигналы датчиков

Однажды я попробовал цифровую оптопару в аудиосхеме. Музыка превратилась в щелчки — она не могла справиться с изменяющимися сигналами. Линейный вариант был решением.

Чем отличаются высокоскоростные и низкоскоростные оптопары?

Медленный оптопар в быстрой схеме? Данные теряются. Скорость важнее, чем вы думаете.

Высокоскоростные оптопары обрабатывают сигналы >10 МГц. Низкоскоростные работают с сигналами <1 МГц. Выбирайте в зависимости от скорости сигнала.

Высокоскоростная трассировка печатных плат

Высокоскоростные оптопары

Они используют быстрые компоненты (например, PIN-фотодиоды) и обработку сигнала. Некоторые достигают 1 ГГц. Используется для передачи данных (Ethernet, USB). 6N138, который я использовал, обрабатывал 100 МГц — без потери данных.

Низкоскоростные оптопары

Медленнее (обычно 10 МГц (до 1 ГГц) | PIN-фотодиод, обработка сигнала | Каналы передачи данных, высокочастотные схемы |
| Низкоскоростной | <1 МГц | Фототранзистор | Медленные переключатели, датчики |

В зонде осциллографа 50 МГц низкоскоростная оптопара сделала сигнал нечетким. Обновление до высокоскоростной модели прояснило его — критически важно для точных измерений.

Заключение

Оптопары изолируют сигналы с помощью света, с типами для скорости, типа сигнала и пространства. Выберите правильный, чтобы избежать шума и сбоев.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Get in touch

Where Are We?

Factory Address

Industrial Park, No. 438, Shajing Donghuan Road, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong, China

Head Office Address

Floor 4, Zhihui Creative Building, No.2005 Xihuan Road, Shajing, Baoan District, Shenzhen, China

HK Office Address

ROOM A1-13,FLOOR 3,YEE LIM INDUSTRIAL CENTRE 2-28 KWAI LOK STREET, KWAI CHUNG HK,CHINA

Let's Talk

Phone : +86 400 878 3488

Send Us A Message

The more detailed you fill out, the faster we can move to the next step.

Microchip Removal