Optoerotin tai optoerotin on elektroninen laite, joka koostuu valosäteilijästä (yleensä LED , varhaisissa tuotteissa pienoishehkulamppu ) ja valoilmaisimesta (kaksinapaiset ja kenttävalotransistorit , valodiodit , fototyristorit , valovastukset ) , jotka on yhdistetty optisella kanavalla ja esim. sääntö, yhdistetty yhteiseen tapaukseen. Optoerottimen toimintaperiaate on muuntaa sähköinen signaali valoksi, välittää se optisen kanavan kautta ja muuntaa se sitten takaisin sähköiseksi signaaliksi.
Integraatioasteen mukaan
Optisen kanavan tyypin mukaan
Valotunnistimen tyypin mukaan
Valonlähteen tyypin mukaan
Kenttätransistorilla tai fototriacilla varustettuja optoerottimia kutsutaan joskus optoreleiksi tai puolijohdereleiksi .
Tällä hetkellä optoelektroniikassa voidaan erottaa kaksi suuntaa.
On olemassa kaksi optisten elementtien luokkaa, joita voidaan käyttää optisten tietokoneiden luomiseen:
Ne edustavat vastaavasti elektroni-optista ja optista suuntaa.
Valodetektorin tyyppi määrittää optoerottimen siirtofunktion lineaarisuuden . Lineaarisimmat ja siten analogisissa laitteissa käytettäväksi soveltuvat optoerottimet, sitten optoerottimet, joissa on vastaanottava valodiodi tai yksi bipolaarinen transistori. Komposiitti-bipolaarisilla transistoreilla tai kenttätransistoreilla varustettuja optoerottimia käytetään pulssi- (avain-, digitaali-) laitteissa, joissa lähetyksen lineaarisuutta ei vaadita. Valottyristoreilla varustettuja optoerottimia käytetään ohjauspiirien galvaaniseen eristämiseen ohjauspiireistä.
Optoliittimillä on useita sovelluksia, jotka hyödyntävät niiden erilaisia ominaisuuksia:
Optoliittimiä, joissa on avoin optinen kanava mekaanista toimintaa varten (päällekkäisyys), käytetään antureina erilaisissa läsnäolotunnistimissa (esimerkiksi paperintunnistin tulostimessa ), loppu- tai käynnistysantureissa (samanlainen kuin mekaaninen rajakytkin ), laskureissa ja erillisissä nopeusmittareissa. niiden perusteella (esimerkiksi koordinaattilaskurit mekaanisessa hiiressä , tuulimittarit ).
Optoerottimia käytetään piirien galvaaniseen eristykseen - signaalin siirtoon ilman jännitteen siirtoa, kosketuksettomaan ohjaukseen ja suojaukseen. Jotkut standardisähköliitännät , kuten MIDI , vaativat optoerottimen eristyksen. Galvaanisissa eristyspiireissä käytettäviksi suunniteltuja optoerottimia on kahta päätyyppiä: optoerottimet ja optoreleet. Suurin ero niiden välillä on, että optoerottimia käytetään yleensä tiedon siirtämiseen, kun taas optorelettä käytetään signaali- tai tehopiirien kytkemiseen.
OptoerottimetTransistoreja tai integroituja optoerottimia käytetään yleensä signaalipiirien tai matalan kytkentävirran piirien galvaaniseen eristykseen. Kytkinelementteinä käytetään kaksinapaisia transistoreja , digitaalitulon ohjauspiirejä, erikoispiirejä (esimerkiksi MOSFETin tehon ohjaamiseen tai IGBT - optodrivereihin) .
Optoliittimien ominaisuudet ja ominaisuudetSähkövoima (sallittu jännite tulo- ja lähtöpiirien välillä) riippuu laitteen suunnittelusta. Galvaanisen eristyksen optoerottimet ovat saatavilla DIP-, SOP-, SSOP- ja Mini litteälyijypakkauksissa. Jokaisella kotelotyypillä on omat eristysjännitteensä. Korkeiden läpilyöntijännitteiden aikaansaamiseksi on välttämätöntä, että optoerottimen suunnittelussa on suurimmat mahdolliset etäisyydet paitsi LEDin ja valotunnistimen välillä, myös suurimmat mahdolliset etäisyydet kotelon sisä- ja ulkopuolella. Joskus valmistajat tuottavat erikoistuneita optoerottimien perheitä, jotka täyttävät kansainväliset turvallisuusstandardit. Näille optoerottimille on ominaista lisääntynyt sähkölujuus.
Yksi tärkeimmistä transistorin optoerotinta kuvaavista parametreista on virransiirtokerroin. Optoerottimien valmistajat suorittavat lajittelun ja määrittävät lähetyskertoimesta riippuen yhden tai toisen järjestyksen, joka on ilmoitettu nimessä.
Optoerottimen alempaa toimintataajuutta ei ole rajoitettu: optoerottimet voivat toimia tasavirtapiireissä. Korkeataajuiseen digitaaliseen signaalinsiirtoon optimoitujen optoerottimien ylempi toimintataajuus on satoja MHz . Lineaaristen optoerottimien ylemmät toimintataajuudet ovat huomattavasti alhaisemmat (yksiköitä-satoja kHz ). Hitain hehkulamppuja käyttävät optoerottimet ovat itse asiassa tehokkaita alipäästösuodattimia, joiden katkaisukaista on muutaman hertsin luokkaa.
Transistori optocoupler noiseTransistorioptoerottimille kohina on ominaista, joka liittyy toisaalta LEDin ja transistorin kannan väliseen kapasitanssiin, toisaalta loiskapasitanssin olemassaoloon kollektorin ja fototransistorin kannan välillä. Ensimmäisen tyyppisen melun torjumiseksi optoerottimen suunnittelussa on erityinen näyttö. Toisen tyyppinen melu voidaan välttää valitsemalla optoerottimen oikeat toimintatilat.
Optoerottimet galvaaniseen eristykseenOptoreleitä ( Solid State Relays ) käytetään pääsääntöisesti korkean kytkentävirran kytkemiseen. Kytkinelementtinä käytetään pääsääntöisesti peräkkäisiä MOSFET-transistoreja, joiden ansiosta optorele pystyy toimimaan AC-piireissä.
Optoreleen ominaisuudet ja ominaisuudetOptoreleillä on kolme topologiaa. Normaalisti avoin - topologia A, normaalisti suljettu - topologia B ja kytkentä - topologia C. Normaalisti avoin topologia sisältää kytkentäpiirin sulkemisen vain, kun ohjausjännite on kytketty LEDiin. Normaalisti suljettu topologia sisältää kytkentäpiirin avaamisen, kun LEDiin syötetään ohjausjännite. Kytkintopologiassa, kuten nimestä voi päätellä, on yhdistelmä normaalisti suljettuja ja normaalisti avoimia kanavia optoreleen sisällä. Optoreleiden vakiokotelot ovat DIP8, DIP6, SOP8, SOP4, Mini flat-lead 4. Optoreleiden tapaan optoreleille on ominaista myös dielektrinen lujuus.
Optorelay-tyypitOptoerottimen periaatteella laitteet, kuten:
Käytetään myös ainetta rikkomattomissa testeissä hätäantureina. GaP-diodit alkavat säteillä valoa joutuessaan alttiiksi säteilylle, ja valoanturi tallentaa tuloksena olevan hehkun ja raportoi hälytyksen.