在計算機(jī)數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大提高計算機(jī)工作的可靠性。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。光耦性能特點光耦合器的主要優(yōu)點是單向傳輸信號，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離，抗干擾能力強，使用壽命長，傳輸。

它廣泛用于電平轉(zhuǎn)換、信號隔離、級間隔離、開關(guān)電路、遠(yuǎn)距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR）、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。由于光電耦合器的輸入阻抗與一般干擾源的阻抗相比較小，因此分壓在光電耦合器的輸入端的干擾電壓較小，它所能提供的電流并不大，不易使半導(dǎo)體二極管發(fā)光；由于光電耦合器的外殼是密封的，它不受外部光的影響；光電耦合器的隔離電阻很大（約1012Ω）、隔離電容很?。s幾個pF）所以能阻止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。線性方式工作的光電耦合器是在光電耦合器的輸入端加控制電壓，在輸出端會成比例地產(chǎn)生一個用于進(jìn)一步控制下一級的電路的電壓。

線性光電耦合器由發(fā)光二極管和光敏三極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管接通而發(fā)光，光敏三極管導(dǎo)通，光電耦合器是電流驅(qū)動型，需要足夠大的電流才能使發(fā)光二極管導(dǎo)通，如果輸入信號太小，發(fā)光二極管不會導(dǎo)通，其輸出信號將失真。在開關(guān)電源，尤其是數(shù)字開關(guān)電源中。采用一只光敏三極管的光耦合器，CTR的范圍大多為20%～300%（如4N35），而PC817則為80%～160%，達(dá)林頓型光耦合器（如4N30）可達(dá)100%～5000%。

這表明欲獲得同樣的輸出電流，后者只需較小的輸入電流。因此，CTR參數(shù)與晶體管的hFE有某種相似之處。線性光耦合器與普通光耦合器典型的CTR-IF特性曲線。普通光耦合器的CTR-IF特性曲線呈非線性，在IF較小時的非線性失真尤為嚴(yán)重，因此它不適合傳輸模擬信號。

光耦隔離放大電路

該電路對各路信號進(jìn)行放大、校正,供A/D轉(zhuǎn)換使用。我們采用線性光耦合放大電路。線性光耦合器件TIL300的輸入輸出之間能隔離3500V的峰值電壓,可以有效地將測量通道與計算機(jī)系統(tǒng)隔離開來,使計算機(jī)系統(tǒng)避免測量通道部分較高電壓的危害,對信號放大的線性度也很好。多路輸入和信號調(diào)理電路如圖1所示。

圖1中TIL300是光線光耦合器件,適合交流與直流信號的隔離放大，主要技術(shù)指標(biāo)如下：*帶寬>200kHz;*傳輸增益穩(wěn)定度為±0.05%/℃;*峰值隔離電壓為3500V。C104是0.1μF的獨石電容,防止電路產(chǎn)生震蕩。TIL300內(nèi)部D0是發(fā)光二極管,其電流工作點If可選為10mA。D1、D2為光敏二極管,它們受D0的激發(fā)分別產(chǎn)生電流Ip1和Ip2,其大小與If有關(guān)：Ip1=K1·IfIp2=K2·If其中K1·If、K2·If表明Ip1,Ip2隨If的變化規(guī)律,可稱為光耦合函數(shù)。

由于D1、D2用相同的工藝作成并與D0封裝在一起,因此,它們的光耦合函數(shù)的變化規(guī)律相當(dāng)一致,故可設(shè)：K=Ip2/Ip1=(K2·If)/(K1·If)

plc控制中間繼電器（四）

近年來，微處理器的使用，特別是隨著單片機(jī)大量采用，大大增強了PLC的能力，并且使PLC與微型機(jī)控制系統(tǒng)之間的差別越來越小，特別是PLC更是如此。應(yīng)用概況1、開關(guān)量的開環(huán)控制開關(guān)量的開環(huán)控制是PLC的基本控制功能。PLC的指令系統(tǒng)具有強大的邏輯運算能力，很容易實現(xiàn)定時、計數(shù)、順序（步進(jìn)）等各種邏輯控制方式。

大部分PLC就是用來取代傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)。2、模擬量閉環(huán)控制對于模擬量的閉環(huán)控制系統(tǒng)，除了要有開關(guān)量的輸入輸出外，還要有模擬量的輸入輸出點，以便采樣輸入和調(diào)節(jié)輸出實現(xiàn)對溫度、流量、壓力、位移、速度等參數(shù)的連續(xù)調(diào)節(jié)與控制。目前的PLC不但大型、中型機(jī)具有這種功能外，還有些小型機(jī)也具有這種功能。

3、數(shù)字量的智能控制控制系統(tǒng)具有旋轉(zhuǎn)編碼器和脈沖伺服裝置（如步進(jìn)電動機(jī)）時，可利用PLC實現(xiàn)接收和輸出高速脈沖的功能，實現(xiàn)數(shù)字量控制，較為先進(jìn)的PLC還專門開發(fā)了數(shù)字控制模塊，可實現(xiàn)曲線插補功能，近來又推出了新型運動單元模塊，還能提供數(shù)字量控制技術(shù)的編程語言，使PLC實現(xiàn)數(shù)字量控制更加簡單。

PLC的另一個特點是自檢信號多．利用這個特點，PLC控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)白診斷式監(jiān)控，減少系統(tǒng)的故障，提高系統(tǒng)的可靠性。中間繼電器在PLC中對應(yīng)什么中間繼電器就跟名字一樣，是PLC內(nèi)部的一個虛擬原件，沒有實際的物理輸入輸出點，基本上在編程的時候用來做中間的信號轉(zhuǎn)接。中間繼電器用PLC控制接線方法plc輸出點一般接繼電器線圈；繼電器的常開常閉觸點可以根據(jù)原理圖接到PLC輸入端；PLC的輸出形式一般為晶體管輸出之后才會加中間繼電器，作用是小電流控制大電流，然后中間繼電器在去控制輸出線圈，例如接觸器的線圈等等。

光電耦合器的使用技巧

光電耦合器可根據(jù)不同要求，由不同種類的發(fā)光元件和光敏元件組合成許多系列的光電耦合器。目前應(yīng)用廣的是發(fā)光二極管和光敏三極管組合成的光電耦合器。光耦以光信號為媒介來實現(xiàn)電信號的耦合與傳遞，輸入與輸出在電氣上完全隔離，具有抗干擾性能強的特點。對于既包括弱電控制部分，又包括強電控制部分的工業(yè)應(yīng)用測控系統(tǒng)，采用光耦隔離可以很好地實現(xiàn)弱電和強電的隔離，達(dá)到抗干擾目的。

但是，使用光耦隔離需要考慮以下幾個問題：①光耦直接用于隔離傳輸模擬量時，要考慮光耦的非線性問題；②光耦隔離傳輸數(shù)字量時，要考慮光耦的響應(yīng)速度問題；③如果輸出有功率要求的話，還得考慮光耦的功率接口設(shè)計問題。1.光電耦合器非線性的克服光電耦合器的輸入端是發(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，光電耦合器存在著非線性工作區(qū)域，直接用來傳輸模擬量時精度較差。圖1光電耦合器結(jié)構(gòu)及輸入、輸出特性?解決方法之一，利用2個具有相同非線性傳輸特性的光電耦合器，T1和T2，以及2個射極跟隨器A1和A2組成，如圖2所示。如果T1和T2是同型號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，即K1(I1)=K2(I1)，則放大器的電壓增益G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。

圖2光電耦合器電路圖由此可見，利用T1和T2電流傳輸特性的對稱性，利用反饋原理，可以很好的補償他們原來的非線性。另一種模擬量傳輸?shù)慕鉀Q方法，就是采用VFC(電壓頻率轉(zhuǎn)換)方式，如圖3所示。現(xiàn)場變送器輸出模擬量信號(假設(shè)電壓信號)，電壓頻率轉(zhuǎn)換器將變送器送來的電壓信號轉(zhuǎn)換成脈沖序列，通過光耦隔離后送出。