Optronid – omadused, seade, rakendus
Mis on optronid
Optronid on optoelektrooniline seade, mille peamisteks funktsionaalseteks osadeks on valgusallikas ja fotodetektor, mis ei ole omavahel galvaaniliselt ühendatud, vaid asuvad ühises suletud korpuses. Optronidi tööpõhimõte põhineb sellel, et sellele rakendatud elektrisignaal tekitab saatval poolel kuma ja juba valguse kujul võetakse signaal vastu fotodetektorisse, algatades vastuvõtvale elektrisignaali. pool. See tähendab, et signaal edastatakse ja võetakse vastu elektroonilise komponendi optilise side kaudu.
Optronid on kõige lihtsamat tüüpi optronid. See koosneb ainult edastavatest ja vastuvõtvatest osadest. Keerulisemat tüüpi optronid on optoelektrooniline kiip, mis sisaldab mitut optroni, mis on ühendatud ühe või mitme sobitus- või võimendusseadmega.
Seega on optronid elektrooniline komponent, mis tagab optilise signaali edastamise ahelas ilma galvaanilise sidestuseta signaaliallika ja selle vastuvõtja vahel, kuna teadaolevalt on footonid elektriliselt neutraalsed.
Optronide ehitus ja omadused
Optronid kasutavad fotodetektoreid, mis on tundlikud infrapuna- ja nähtavates piirkondades, kuna seda spektriosa iseloomustavad intensiivsed kiirgusallikad, mis võivad töötada fotodetektoritena ilma jahutamiseta. Ränil põhinevad pn-siirde (dioodid ja transistorid) fotodetektorid on universaalsed, nende maksimaalse spektritundlikkuse piirkond on 0,8 μm lähedal.
Optronit iseloomustab eelkõige voolu ülekandesuhe CTR ehk sisend- ja väljundvoolude suhe. Järgmine parameeter on signaali edastuskiirus, tegelikult optroni töötamise piirsagedus fc, mis on seotud edastatud impulsside tõusuaja tr ja katkestusajaga tf. Lõpuks optroni iseloomustavad parameetrid galvaanilise isolatsiooni seisukohalt: isolatsioonitakistus Riso, maksimaalne pinge Viso ja läbilaskevõime Vt.
Sisendseade, mis on osa optroni struktuurist, on loodud selleks, et luua emitterile (LED) optimaalsed töötingimused, et nihutada tööpunkt I–V karakteristiku lineaarsesse piirkonda.
Sisendseadmel on piisav kiirus ja lai sisendvoolude valik, tagades infoedastuse usaldusväärsuse ka madala (lävi)voolu korral. Optiline meedium asub korpuse sees, mille kaudu valgus edastatakse emitterist fotodetektorisse.
Juhitava optilise kanaliga optroniides on lisajuhtseade, mille kaudu on võimalik elektri- või magnetvahendite abil mõjutada optilise kandja omadusi.Fotodetektori poolel taastatakse signaal suure optilise-elektriliseks konversioonimääraga.
Fotodetektori küljel asuv väljundseade (näiteks vooluringis sisalduv fototransistor) on ette nähtud signaali teisendamiseks standardsele elektrilisele kujule, mis on mugav edasiseks töötlemiseks optroni järgsetes plokkides. Optronid ei sisalda sageli sisend- ja väljundseadmeid, mistõttu on konkreetse seadme vooluringis normaalse töö tagamiseks vaja väliseid vooluahelaid.
Optronide rakendamine
Optilisi pistikuid kasutatakse laialdaselt galvaanilise isolatsiooni ahelates erinevate seadmete plokid, kus on ahelad madal- ja kõrgepinge jaoks, juhtimisahelad on eraldatud toiteahelatest: võimsate triakide ja türistorite juhtimine, releeahelad jne.
Diood-, transistor- ja takisti optronid kasutatakse raadiotehnika modulatsiooni ja automaatse võimenduse reguleerimise ahelates. Optilise kanali paljastamisega juhitakse vooluringi kontaktivabalt ja viiakse see optimaalsesse töörežiimi.
Optilised pistikud on nii mitmekülgsed, et neid kasutatakse nii erinevates tööstusharudes ja nii paljudes ainulaadsetes funktsioonides, isegi lihtsalt galvaanilise isolatsiooni ja kontaktivabade juhtelementidena, et neid kõiki on võimatu loetleda.
Siin on vaid mõned neist: arvutid, sidetehnoloogia, automaatika, raadioseadmed, automatiseeritud juhtimissüsteemid, mõõteriistad, juhtimis- ja reguleerimissüsteemid, meditsiinitehnika, visuaalsed kuvaseadmed ja paljud teised.
Optronide eelised
Trükkplaatidel optronide kasutamine võimaldab saavutada ideaalse galvaanilise isolatsiooni, kui kõrgepinge ja madalpinge, sisend- ja väljundahelate isolatsiooni nõuded takistuse osas on ülikõrged. Populaarse PC817 optroni edastus- ja vastuvõtuahelate vaheline pinge on näiteks 5000 V. Lisaks saavutatakse optilise isolatsiooniga ülimadal ribalaius, umbes 1 pF.
Kasutades optroneid, on kontaktivaba juhtimist väga lihtne rakendada, jättes samas ruumi ainulaadsetele disainilahendustele otsejuhtimisahelate osas. Siin on oluline ka see, et vastuvõtja ei reageeri allikale, see tähendab, et teave edastatakse ühesuunaliselt.
Optronidi kõige laiem ribalaius välistab madalatest sagedustest tulenevad piirangud: valguse abil saate edastada vähemalt konstantset signaali, isegi impulssi ja väga järskude servadega, mida impulsstrafode abil on põhimõtteliselt võimatu rakendada. Sidekanal optroni sees on absoluutselt immuunne elektromagnetväljade mõjude suhtes, seega on signaal kaitstud häirete ja püüdmise eest. Lõpuks ühilduvad optronid täielikult teiste elektrooniliste komponentidega.