|
| |
|
Слаботочка Книги Известно, что деградация светодиода ведет к уменьшению Ki с течением времени (см. § 1.5), причем для жестких режимов работы (большое значение вх и высокая температура) за время тыс. ч это уменьшение может составить 20 ... 30% от своего первоначального значения. Дополнительная неприятность состоит в том, что конкретный характер временного изменения Ki точно не прогнозируется. Таким образом, значительный разброс параметров от образца к образцу, существенная температурная и временная нестабильность этих параметров резко осложняет задачу неискаженной передачи аналоговой информации с помощью оптопар. Существенное улучшение линейности достигнуто схемотехнической компенсацией и применением для этой цели двух оптопар, близких по определяющим параметрам (см. гл. 5). Еще лучшие результаты получаюiCH, когда оба фотоприемника «работают» от одного излучателя, что существенно снижает роль деградационных и температурных эффектов. Возможности трех схемотехнических вариантов передачи аналогового сигнала сопоставлены в обзоре [38J (см. также табл. 5.1). Таким образом, перспективным (и фактически единственным) элементом для передачи аналоговых сигнал лов является дифференциальная оптопара (рис. 2.3,г), сконструированная таким образом, что обеспечивается высокая степень подобия передаточных характеристик по обоим каналам. Подчеркнем, что речь идет именно о подобии, а не о полной идентичности, необходимой в дифференциальных каскадах В дифференциальной оптопаре выделяют основной и вспомогательный каналы: по основному идет передача сигнала (и здесь должна обеспечиваться развязка от светодиода), вспомогательный- используется для компенсации (см. гл. 5). Степень подобия передаточных характеристик основного и вспомогательного каналов оптопар оиисываетй введением параметра «коэффициент неидентичности»: 6=:(6imax+6,mln)/2, 6=[1-(/о< в.)/(/оо во)]100%, *) с этой точки зрения и исходя из условий работы оптопару в. схемах передачи аналоговых сигналов термин «дифференциальна» оптопара» представляется нам не отражающим существа прибора, однако этот термин широко вошел в научно-техническую литератур» и стал привычным. Где /oi, /вг, /оо, /во-выходные токи основного и вспО могательного канала оптопар на краях диапазона (max или min) и в номинальной точке. Отечественные дифференциальные оптопары типа КОД301 имеют гарантированное значение 62% в динамическом диапазоне от 4 до 20 мА, при этом по основному каналу /развптах=1000 В, frpO.l МГц. У лучших образцов приборов типа КОД302 достигается 6<0,2 ... 0,5% [39]. Следует отметить, что в создании приборов с гальванической развязкой, пригодных для передачи аналоговых сигналов, сделаны лишь первые шаги и можно ожидать дальнейшего прогресса. 2.6. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ МИКРОСХЕМЫ И ДРУГИЕ ПРИБОРЫ ОПТРОННОГО ТИПА Оптоэлектронные микросхемы представляют собой . один из наиболее широко применяемых, развивающихся, перспективных классов изделий оптронной техники. Это обусловлено полной электрической и конструктивной совместимостью оптоэлектронных микросхем с традици-" онными микросхемами, а также их более широкими по сравнению с элементарными оптронами функциональными возможностями. Как и среди обычных микросхем, наиболее широкое распространение получили переключательные оптоэлектронные микросхемы (табл. 2.10) [40]. В наиболее распространенной переключат,ельной микросхеме серии К249ЛП1 (рис. 2.21,а) объединены бескорпусная диодная оптопара и один из вентилей базового кристалла ИС стандартной серии. Из схемы вентиля исключен входной многоэмиттерный транзистор; использование высокоомного резистора в базовой цепи входного транзистора Т1 (десятки килоом) позволяет уменьшить величину порогового тока включения до десятков микроампер, чем достигается совместимость вентиля с фотодиодом. Выходная цепь устройства неизменна в сравнении со схемой базового вентиля, чем t Достигается совместимость выхода оптронной микросхемы с другими логическими микросхемами. Для повышения устойчивости микросхемы к резкому изменению напряжения вход -выход между базой, транзистора первого каскада (эта точка микросхемы специально выводится на внешний вывод) и общей шиной выходного усилителя рекомендуется подключить конденсатор. При емкости конденсатора 100 ... 200 пФ допустимая величина (с?/разв/<Г)тах возрастает в 5 ... ... 10 раз, одновременно с этим несколько возрастают времена задержек переключения микросхемы из одного логического состояния в другое. Tf2 RW Рис. 2.21. Переключательные оптоэлектронные микросхемы сери! К249ЛШ (а) и К249ЛПЗ (б) При использовании переключательных оптронны микросхем следует иметь в виду, что из-за большой мощности, выделяемой в пороговом усилителе вреА1Я переходных процессов, не допускается слишком медленное нарастание входного сигнала. Так, максимальная,  Таблица 2.10 Параметры оптоэлектронных переключательных микросхем {общие для групп)
длительность нарастания (спада) импульса на светоиз-лучающем диоде оговаривается на уровне 0,005 с для микросхем К249ЛП1 и К293ЛП1, у приборов К262КП1 она не должна превышать 1 мкс. Таблица 2.106 Параметры оптоэлектронных, переключательных, схем для отдельных групп
Среди приборов среднего быстродействия по сочетанию определяющих параметров (ток включения, время задержки включения, потребляемая мощность, помехозащищенность), малым размерам и удобству корпуса (металлокерамнческий типа 401.14-3) наиболее удобными являются микросхемы серии К249ЛП1. Для развязки в аппаратуре на микросхемах в DIP-корпусах удобно использовать приборы серии К293ЛП1 (пластмассовый 14-выводной DIP-Kopnyc); эти же приборы характеризуются и «умощненным» выходом. Появление микросхем серии К262ЛП1, согласующее устройство которых изготавливается по гибридной технологии, отражает некоторые издержки начального этапа развития оптронной техники. Чтобы повысить быстродействие оптоэлектронных переключателей, следует исключить высокоомный рези- \ стор во входном каскаде и использовать более сложные согласующие устройства, включающие наряду с ключе-! вой схемой линейный блок со значительным коэффици-j ентом усиления (рис. 2.21,6) [41]. Линейной оптоэлектронной микросхемой является, коммутатор аналоговых сигналов серии K249KHlj (табл. 2.11 и рис. 2.22) [9], состоящий из бес корпус ного" интегрального прерывателя и двух диодных оптопар. J04 Оптопары работают в фотовентильном режиме и выполняют функции импульсного трансформатора, обычно используемого для управления прерывателем. В этой замене трансформатора оптроном выявляются перечисленные ранее достоинства последнего, в первую очередь широкополосность (начиная от постоянного тока) и отсутствие помех в канале управления (в обоих направле- Вход < Выход Рис. 2.22. Оптоэлектронный коммутатор аналоговых сигиалон серии к249кн1 ниях). Иснользование двух оптопар необходимо потому, , что выходное напряжение одной из них (f/,xx=0,45 В) недостаточно для отпирания транзисторов. Приборы изготавливаются в металлостеклянном корпусе типа 151.15-4, позволяющем разместить в нем два несвязанных канала (группы А и Г). Таблица 2.11 Параметры оптоэлектронного линейного ключа-коммутатора} аналоговых сигналов гетш KOAOirui
ДЛЯ,групп Г Д EnDHKOMwrun, А в в при коммутируемом токе 0,5 мА 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [16] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||