光电耦合器6N137应用.PDFVIP

光電耦合器 6N137應用 一、6N137原理及典型用法 6N137的結構原理如圖 1所示，信號從腳 2和腳 3輸入，發光二極體發光， 經片內光通道傳到光敏二極體，反向偏置的光敏管光照後導通，經電流-電壓轉 換後送到及閘的一個輸入端，及閘的另一個輸入為使能端，當使能端為高時及閘 輸出高電平，經輸出三極管反向後光電 耦合器輸出低電平。當輸入信號電流小於 觸發閾值或使能端為低時，輸出高電平，但這個邏輯高是集電極開路的，可針對 接收電路加上拉電阻或電壓調整電路。 簡單的原理如圖 2所示，若以腳 2為輸入，腳 3 接地，則真值表如附表所列，這 相當於反閘的傳輸，若希望在傳輸過程中不改變邏輯狀態，則從腳 3輸入，腳 2 接高電平。 6N137 真值表 輸入 使能 輸出 H H L L H H H L H L L H 耦合器使用方法如圖 2所示，假設輸入端屬於模組 I ，輸出端屬於模組II 。 輸入端有 A 、B 兩種接法，分別得到反相或同相邏輯傳輸，其中 RF為限流電阻。 發光二極體正向電流 0-250uA ，光敏管不導通；發光二極體正向壓降1.2-1.7V ， 正向電流 6.5-15mA ，光敏管導通。若以B 方法連接，TTL電平輸入， Vcc 為 5V 時， RF可選 500Ω左右。如果不加限流電阻或阻值很小，6N137仍能工作，但發 光二極體導通電流很大對Vcc1有較大衝擊，尤其是數字波形較陡時，上升、下 降沿的頻譜很寬，會造成相當大的尖峰脈衝雜訊，而通常印刷電路板的分佈電感 會使地線吸收不了這種雜訊，其峰 -峰值可達 100mV 以上，足以使類比電路產生 自激， A/D 不能正常工作。所以在可能的情況下， RF應儘量取大。 輸出端由模組 II供電，Vcc2=4.5-5.5V 。在Vcc2 （腳8）和地（腳5）之間 必須接一個0.1uF高頻特性良好的電容，如瓷介質或鉭電容，而且應儘量放在腳 5和腳 8附近。這個電容可以吸收電源線上的紋波，又可以減小光電耦合器接受 端開關工作時對電源的衝擊。腳7是使能端，當它在 0-0.8V時強制輸出為高（開 路）；當它在 2.0V-Vcc2時允許接收端工作，見附表。 腳 6是集電極開路輸出端，通常加上拉電阻 RL 。雖然輸出低電平時可吸收 電路達 13mA ，但仍應當根據後級輸入電路的需要選擇阻值。因為電阻太小會使 6N137 耗電增大，加大對電源的衝擊，使旁路電容無法吸收，而干擾整個模組的 電源，甚至把尖峰雜訊帶到地線上。一般可選 4.7kΩ ，若後級是TTL輸入電路， 且只有1 到2個負載，則用 47kΩ或 15kΩ也行。 CL是輸出負載的等效電容， 它和RL影響器件的回應時間，當 RL=350Ω ，CL=15pF時，回應延遲為 48-75ns 。 注意：6N137不應使用太多，因為它的輸入電容有 60pF ，若過多使用會降低高速 電路的性能。情況允許時，可考慮把平行傳輸的資料序列化，由一個光電耦合器 傳送。 二 6N137應用實例 信號採集系統通常是類比電路和數位電路的混合體，其中模數變換是不可缺 少的。從信號通路來說，AD變換之前是類比電路，之後是數位電路。類比電路 和 AD變換電路決定了系統的信噪比，而這是評價採集系統優劣的關鍵參數。為 了提高信噪比，通常要想辦法抑制系統中雜訊對類比和AD電路的干擾。在各種 雜訊當中，由數位電路產生並串入類比及AD電路的雜訊普遍存在且較難克服。 數位電平上下跳變時積體電路耗電發生突變，引起電源產生毛刺，通常對開關電 源影響比線性電源大，因為開關電源在開關週期內不能回應電流突變 ，而僅由電 容提供電流的變化部分。一般數位電路越複雜，資料速率越高，累積的電流跳變 越強烈，高頻分量越豐富。而普通印刷電路的分佈電感較大，使地線不能完全吸 收邏輯電平跳變產生的電流高頻分量，產生電壓的毛刺，而這種毛刺進入地線後 就不能靠旁路電容