一種低速光耦加速電路的製作方法

2023-05-28 15:51:56 1

專利名稱：一種低速光耦加速電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光耦加速電路，特別涉及的是一種電路簡單、成本低廉的低 速光耦加速電路，該電路通過採用低速光耦元件實現了高速光耦才能實現的高速脈衝隔離 電路。
背景技術：
光耦合器以光為媒介傳輸電信號的元件，由於其對輸入、輸出電信號有良好的隔 離作用，因此在各種需要電氣隔離的信號傳輸電路中，具有廣泛的應用。光耦合器一般由 三部分組成光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極體，使之發出 一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大後輸出。這就完成了 電-光-電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由於光耦合器輸入輸出間互相隔離， 電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗幹擾能力。目前的光耦合器主要包括有低速光耦和高速光耦，其中最常用的是低速光耦， 由於低速光耦中LED在發光結束後，光敏三極體需要等到基極的截流子抽取完畢後才能關 斷，因此存在較大的傳輸延遲，傳輸速率很低，一般只有5 IOKbps;高速光耦的傳輸速率 可達到IOMbps以上，但是高速光耦除了光接收元件以外，還增加了信號放大、整形等電路， 因此其成本和價格比低速光耦要高很多。
發明內容有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種低速光耦加速電路，以解決目前高速 脈衝信號傳輸電路中低速光耦傳輸速率低、而高速光耦成本價格較高的問題。為實現上述目的，本實用新型主要採用以下技術方案一種低速光耦加速電路，包括低速光耦合器(Pl)，該低速光耦合器(Pl)由發光二 極管和光敏三極體構成，其中還包括第一開關型NPN三極體(Tl)、第二開關型NPN三極體 (T2)和第一 RC電路、第二 RC電路，所述發光二極體的陽極通過上拉電阻(Rl)與脈衝高電 平電源連接，陰極與第一開關型NPN三極體(Tl)的集電極連接；所述光敏三極體的集電極 與輸出信號電源端連接，發射極通過第一 RC電路與第二開關型NPN三極體(T2)的基極連 接。其中所述第一開關型NPN三極體(Tl)的基極與第二 RC電路連接。其中所述第一 RC電路由第一加速電容(Cl)和第一限流電阻(R2)並聯而成。其中所述第二 RC電路由第二加速電容(C2)和第二限流電阻(R3)並聯而成。其中所述光敏三極體發射極與第二開關型NPN三極體(T2)之間還連接有一對地 電阻(R4)。其中在光耦的輸入端，高頻脈衝電壓信號通過第一開關型NPN三極體轉換成快速 的電流脈衝信號，輸入到低速光耦合器的發光二極體，而發光二極體通過上拉電阻值的設 置而改變光耦的發光二極體通態電流，在同樣傳輸比CTR條件下，適當加大電流可減小信號上升沿的延遲；在光耦的輸出端，光耦的光敏三極體集電極接至電源正端，其發射極通過並聯的 RC電路串接至NPN管的基極，光耦驅動三極體後輸出脈衝信號。所述輸出級電路中，第一電容為高頻信號提供低阻抗通路，加速了第二開關型NPN 三極體開關速度，而第二開關型NPN三極體對光耦輸出電流的放大驅動大大減小了因光耦 本身的延遲。與現有技術相比，本實用新型由於從輸入和輸出兩個方面綜合改善了低速光耦在 應用於高速脈衝信號隔離傳輸時的性能，因此擴展了低速光耦的應用範圍，節省了器件成 本，因此具有顯著的進步。

圖1為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
為闡述本實用新型的思想及目的，下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型做 進一步的說明。請參見圖1所示，本實用新型提供的低速光耦加速電路，包括低速光耦合器P1，該 低速光耦合器Pl由發光二極體和光敏三極體構成，其中還包括第一開關型NPN三極體Tl、 第二開關型NPN三極體T2和第一 RC電路、第二 RC電路，其中第一 RC電路由第一加速電容 Cl和第一限流電阻R2並聯而成，第二 RC電路由第二加速電容C2和第二限流電阻R3並聯 而成。其中低速光耦合器Pl中的發光二極體陽極通過上拉電阻Rl與脈衝高電平電源連 接，陰極與第一開關型NPN三極體Tl的集電極連接，而第一開關型NPN三極體Tl的基極則 通過第二 RC電路連接至高速脈衝信號輸入端，且第一開關型NPN三極體Tl的發射極與第 二 RC電路之間還連接有電阻R6 ；所述光敏三極體的集電極與輸出信號電源端連接，並通過 電阻R5上拉至信號電源的正端，發射極通過第一 RC電路與第二開關型NPN三極體T2的基 極連接，而第二開關型NPN三極體T2的發射極與光敏三極體的發射極之間連接有對地電阻 R4。本實用新型工作原理為在光耦的輸入側，發光二極體的陽極1腳通過上拉電阻 Rl接至脈衝的高電平電源端，陰極2腳與第一開關型NPN管Tl的集電極C極相連，Tl發射 極E極則接至脈衝電平的低電平地端，限流電阻R3上並聯了一加速小電容C2與Tl基極連 接，其中C2可提高三極體Tl的開關速度，高頻脈衝波形經過加速電容C2和限流電阻R3，驅 動Tl管的通斷，由於三極體的電流放大特性，該開關信號轉換成為一定值的快速電流脈衝 信號；在光耦輸出側，光敏三極體集電極的4腳接至輸出信號的電源正端，光敏三極體發射 極3腳通過串接限流電阻R2與加速電容Cl的並聯電路與NPN三極體T2基極相連，T2的 集電極經電阻R5上拉到信號電源的正端，該集電極作為信號的輸出端，T2發射集接信號的 電源地端。電阻R2與光耦3腳連接點加一個對地電阻R4，在光耦傳輸比允許範圍內，盡可 能減小R4阻值能夠減小三極體關斷延時，能夠進一步提高可傳輸的工作頻率。以上對本實用新型所提供的一種低速光耦加速電路進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助 理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型 的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解 為對本實用新型的限制。
權利要求一種低速光耦加速電路，包括低速光耦合器(P1)，該低速光耦合器(P1)由發光二極體和光敏三極體構成，其特徵在於還包括第一開關型NPN三極體(T1)、第二開關型NPN三極體(T2)和第一RC電路、第二RC電路，所述發光二極體的陽極通過上拉電阻(R1)與脈衝高電平電源連接，陰極與第一開關型NPN三極體(T1)的集電極連接；所述光敏三極體的集電極與輸出信號電源端連接，發射極通過第一RC電路與第二開關型NPN三極體(T2)的基極連接。
2.根據權利要求1所述的低速光耦加速電路，其特徵在於所述第一開關型NPN三極體 (Tl)的基極與第二 RC電路連接。
3.根據權利要求1所述的低速光耦加速電路，其特徵在於所述第一RC電路由第一加速 電容(Cl)和第一限流電阻(R2)並聯而成。
4.根據權利要求1或2所述的低速光耦加速電路，其特徵在於所述第二RC電路由第二 加速電容(C2)和第二限流電阻(R3)並聯而成。
5.根據權利要求1所述的低速光耦加速電路，其特徵在於所述光敏三極體發射極與第 二開關型NPN三極體(T2)之間還連接有一對地電阻(R4)。
專利摘要本實用新型公開了一種低速光耦加速電路，包括低速光耦合器，該低速光耦合器由發光二極體和光敏三極體構成，其中還包括第一開關型NPN三極體、第二開關型NPN三極體和第一RC電路、第二RC電路，所述發光二極體的陽極通過上拉電阻與脈衝高電平電源連接，陰極與第一開關型NPN三極體的集電極連接；所述光敏三極體的集電極與輸出信號電源端連接，發射極通過第一RC電路與第二開關型NPN三極體的基極連接。與現有技術相比，本實用新型由於從輸入和輸出兩個方面綜合改善了低速光耦在應用於高速脈衝信號隔離傳輸時的性能，因此擴展了低速光耦的應用範圍，節省了器件成本，因此具有顯著的進步。
文檔編號H03K19/0175GK201699682SQ201020204448
公開日2011年1月5日 申請日期2010年5月21日 優先權日2010年5月21日
發明者蔡曉斌 申請人:深圳市易能電氣技術有限公司