两个方法轻松解决光耦合器非线性问题

来源：乐动体育热门赛事作者：华仔浏览：275 时间：2016-11-09 16:13

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摘要：光耦合器的非线性问题是在应用过程中最常出现的问题，这会对光耦的正常工作产生不良影响，也同样会造成整个系统的功耗上升。在今天的文章中，我们将会介绍两种方法，能够有效解决光耦合器的非线性问题，并进行非线性补偿，大家一起来看看吧。要解决光耦合器的非线性问题，首先就需要弄清楚这个问题的出现原因是什么。下图图1是光耦合器的结构及输入、输出特性图。由于光耦的输入端是发光二极管，因此，它的输入特性可用发光二极

光耦合器的非线性问题是在应用过程中最常出现的问题，这会对光耦的正常工作产生不良影响，也同样会造成整个系统的功耗上升。在今天的文章中，我们将会介绍两种方法，能够有效解决光耦合器的非线性问题，并进行非线性补偿，大家一起来看看吧。要解决光耦合器的非线性问题，首先就需要弄清楚这个问题的出现原因是什么。下图图1是光耦合器的结构及输入、输出特性图。由于光耦的输入端是发光二极管，因此，它的输入特性可用发光二极管的伏安特性来表示，如图1b所示。输出端是光敏三极管，因此光敏三极管的伏安特性就是它的输出特性，如图1c所示。由图可见，光电耦合器存在着非线性工作区域，直接用来传输模拟量时精度较差。

（c）
图1 光耦合器结构及输入、输出特性在了解了光耦的非线性问题产生原因之后，接下来我们就可以对症下药，采取相应的应对措施了。首先要为大家介绍的方法是，利用2个具有相同非线性传输特性的光电耦合器来构成和线性电路。如图2所示，光耦T1和T2，以及2个射极跟随器A1和A2共同构成了这一系统。如果T1和T2是同型号同批次的光电耦合器，可以认为他们的非线性传输特性是完全一致的，也就是说此时K1（I1）=K2（I1），那么在该系统中，放大器的电压增益可以计算为G=Uo/U1=I3R3/I2R2=（R3/R2）[K1（I1）/K2（I1）]=R3/R2。由此可见，利用T1和T2电流传输特性的对称性，利用反馈原理，可以很好的补偿他们原来的非线性。

图2 光耦合线性电路还有一种方法也能够有效解决光耦合器的非线性问题，就是采用VFC方式，其基础的设置情况如下图图3所示。在图3所设置的传送信号过程中，可以看到，现场变送器输出模拟量信号，电压频率转换器将变送器送来的电压信号转换成脉冲序列，通过光耦隔离后送出。在主机侧，通过一个频率电压转换电路将脉冲序列还原成模拟信号。此时，相当于光耦隔离的是数字量，可以消除光耦非线性的影响。这是一种有效、简单易行的模拟量传输方式。

图3 VFC方式传送信号以上就是本文针对光耦合器的非线性问题，所介绍的两种解决方案，希望能够对工程师们的日常工作有所帮助。

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