光耦合器的非線性問(wèn)題是在應(yīng)用過(guò)程中最常出現(xiàn)的問(wèn)題，這會(huì)對(duì)光耦的正常工作產(chǎn)生不良影響，也同樣會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的功耗上升。在今天的文章中，我們將會(huì)介紹兩種方法，能夠有效解決光耦合器的非線性問(wèn)題，并進(jìn)行非線性補(bǔ)償，大家一起來(lái)看看吧。

 

要解決光耦合器的非線性問(wèn)題，首先就需要弄清楚這個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn)原因是什么。下圖圖1是光耦合器的結(jié)構(gòu)及輸入、輸出特性圖。由于光耦的輸入端是發(fā)光二極管，因此，它的輸入特性可用發(fā)光二極管的伏安特性來(lái)表示，如圖1b所示。輸出端是光敏三極管，因此光敏三極管的伏安特性就是它的輸出特性，如圖1c所示。由圖可見(jiàn)，光電耦合器存在著非線性工作區(qū)域，直接用來(lái)傳輸模擬量時(shí)精度較差。

圖1 光耦合器結(jié)構(gòu)及輸入、輸出特性

 

在了解了光耦的非線性問(wèn)題產(chǎn)生原因之后，接下來(lái)我們就可以對(duì)癥下藥，采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施了。首先要為大家介紹的方法是，利用2個(gè)具有相同非線性傳輸特性的光電耦合器來(lái)構(gòu)成和線性電路。如圖2所示，光耦T1和T2，以及2個(gè)射極跟隨器A1和A2共同構(gòu)成了這一系統(tǒng)。如果T1和T2是同型號(hào)同批次的光電耦合器，可以認(rèn)為他們的非線性傳輸特性是完全一致的，也就是說(shuō)此時(shí)K1（I1）=K2（I1），那么在該系統(tǒng)中，放大器的電壓增益可以計(jì)算為G=Uo/U1=I3R3/I2R2=（R3/R2）[K1（I1）/K2（I1）]=R3/R2。由此可見(jiàn)，利用T1和T2電流傳輸特性的對(duì)稱(chēng)性，利用反饋原理，可以很好的補(bǔ)償他們?cè)瓉?lái)的非線性。

圖2 光耦合線性電路

 

還有一種方法也能夠有效解決光耦合器的非線性問(wèn)題，就是采用VFC方式，其基礎(chǔ)的設(shè)置情況如下圖圖3所示。在圖3所設(shè)置的傳送信號(hào)過(guò)程中，可以看到，現(xiàn)場(chǎng)變送器輸出模擬量信號(hào)，電壓頻率轉(zhuǎn)換器將變送器送來(lái)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖序列，通過(guò)光耦隔離后送出。在主機(jī)側(cè)，通過(guò)一個(gè)頻率電壓轉(zhuǎn)換電路將脈沖序列還原成模擬信號(hào)。此時(shí)，相當(dāng)于光耦隔離的是數(shù)字量，可以消除光耦非線性的影響。這是一種有效、簡(jiǎn)單易行的模擬量傳輸方式。

圖3 VFC方式傳送信號(hào)