光電耦合器的檢測方法

光電耦合器的檢測方法判斷光耦的好壞，可在路測量其內(nèi)部二極管和三極管的正反向電阻來確定。更可靠的檢測方法是以下三種。

１．比較法拆下懷疑有問題的光耦，用萬用表測量其內(nèi)部二極管、三極管的正反向電阻值，用其與好的光耦對應(yīng)腳的測量值進行比較，若阻值相差較大，則說明光耦已損壞。

２．?dāng)?shù)字萬用表檢測法下面以ＰＣ１１１光耦檢測為例來說明數(shù)字萬用表檢測的方法，檢測電路如圖１所示。檢測時將光耦內(nèi)接二極管的＋端{1}腳和－端{2}腳分別插入數(shù)字萬用表的Ｈfe的ｃ、ｅ插孔內(nèi)，此時數(shù)字萬用表應(yīng)置于ＮＰＮ擋；然后將光耦內(nèi)接光電三極管ｃ極{5}腳接指針式萬用表的黑表筆，ｅ極{4}腳接紅表筆，并將指針式萬用表撥在Ｒ×１ｋ擋。這樣就能通過指針式萬用表指針的偏轉(zhuǎn)角度——實際上是光電流的變化，來判斷光耦的情況。指針向右偏轉(zhuǎn)角度越大，說明光耦的光電轉(zhuǎn)換效率越高，即傳輸比越高，反之越低；若表針不動，則說明光耦已損壞。

３．光電效應(yīng)判斷法仍以ＰＣ１１１光耦合器的檢測為例，檢測電路如圖２所示。將萬用表置于Ｒ×１ｋ電阻擋，兩表筆分別接在光耦的輸出端{4}、{5}腳；然后用一節(jié)１．５Ｖ的電池與一只５０～１００Ω的電阻串接后，電池的正極端接ＰＣ１１１的{1}腳，負(fù)極端碰接{2}腳，或者正極端碰接{1}腳，負(fù)極端接{2}腳，這時觀察接在輸出端萬用表的指針偏轉(zhuǎn)情況。如果指針擺動，說明光耦是好的，如果不擺動，則說明光耦已損壞。萬用表指針擺動偏轉(zhuǎn)角度越大，表明光電轉(zhuǎn)換靈敏度越高。高速光電耦合器(光耦)6N1376N137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個850nm波長AlGaAsLED和一個集成檢測器組成，其檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運放及一個肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補償功能，高的輸入輸出隔離，LSTTL/TTL兼容，高速(典型為10MBd)，5mA的極小輸入電流。其工作原理是:6N137的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，信號從腳2和腳3輸入，發(fā)光二極管發(fā)光，經(jīng)片內(nèi)光通道傳到光敏二極管，反向偏置的光敏管光照后導(dǎo)通，經(jīng)電流-電壓轉(zhuǎn)換后送到與門的一個輸入端，與門的另一個輸入為使能端，當(dāng)使能端為高時與門輸出高電平，經(jīng)輸出三極管反向后光電隔離器輸出低電平。當(dāng)輸入信號電流小于觸發(fā)閾值或使能端為低時，輸出高電平，但這個邏輯高是集電極開路的，可針對接收電路加上拉電阻或電壓調(diào)整電路。6N137電氣參數(shù)：最大輸入電流，低電平：250uA最大輸入電流，高電平：15mA最大允許低電平電壓(輸出高)：0.8v最大允許高電平電壓：Vcc最大電源電壓、輸出：5.5V扇出(TTL負(fù)載)：8個(最多)工作溫度范圍：-40°Cto+85°C典型應(yīng)用：高速數(shù)字開關(guān)，馬達控制系統(tǒng)和A/D轉(zhuǎn)換等6N137光電耦合器的真值表如表1所示：6N137特性：

①轉(zhuǎn)換速率高達10MBit/s;

②擺率高達10kV/us;

③扇出系數(shù)為8;

④邏輯電平輸出;

⑤集電極開路輸出;6N137典型應(yīng)用電路6N137典型應(yīng)用電路如圖2所示，若以腳2為輸入，腳3接地，則真值表如附表所列，這相當(dāng)于非門的傳輸，若希望在傳輸過程中不改變邏輯狀態(tài)，則從腳3輸入，腳2接高電平。隔離器使用方法如圖2所示，假設(shè)輸入端屬于模塊I，輸出端屬于模塊II。輸入端有A、B兩種接法，分別得到反相或同相邏輯傳輸，其中RF為限流電阻。發(fā)光二極管正向電流0-250uA，光敏管不導(dǎo)通；發(fā)光二極管正向壓降1.2-1.7V，正向電流6.5-15mA，光敏管導(dǎo)通。若以B方法連接，TTL電平輸入，Vcc為5V時，RF可選500Ω左右。如果不加限流電阻或阻值很小，6N137仍能工作，但發(fā)光二極管導(dǎo)通電流很大對Vcc1有較大沖擊，尤其是數(shù)字波形較陡時，上升、下降沿的頻譜很寬，會造成相當(dāng)大的尖峰脈沖噪聲，而通常印刷電路板的分布電感會使地線吸收不了這種噪聲，其峰-峰值可達100mV以上，足以使模擬電路產(chǎn)生自激，A/D不能正常工作。所以在可能的情況下，RF應(yīng)盡量取大。

輸出端由模塊II供電，Vcc2=4.5-5.5V。在Vcc2（腳8）和地（腳5）之間必須接一個0.1uF高頻特性良好的電容，如瓷介質(zhì)或鉭電容，而且應(yīng)盡量放在腳5和腳8附近。這個電容可以吸收電源線上的紋波，又可以減小光電隔離器接受端開關(guān)工作時對電源的沖擊。腳7是使能端，當(dāng)它在0-0.8V時強制輸出為高（開路）；當(dāng)它在2.0V-Vcc2時允許接收端工作，見附表。

腳6是集電極開路輸出端，通常加上拉電阻RL。雖然輸出低電平時可吸收電路達13mA，但仍應(yīng)當(dāng)根據(jù)后級輸入電路的需要選擇阻值。因為電阻太小會使6N137耗電增大，加大對電源的沖擊，使旁路電容無法吸收，而干擾整個模塊的電源，甚至把尖峰噪聲帶到地線上。一般可選4.7kΩ，若后級是TTL輸入電路，且只有1到2個負(fù)載，則用47kΩ或15kΩ也行。CL是輸出負(fù)載的等效電容，它和RL影響器件的響應(yīng)時間，當(dāng)RL=350Ω，CL=15pF時，響應(yīng)延遲為48-75ns。注意：6N137不應(yīng)使用太多，因為它的輸入電容有60pF，若過多使用會降低高速電路的性能。情況允許時，可考慮把并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)串行化，由一個光電隔離器傳送。光電耦合器6N137應(yīng)用注意事項

需要注意的是，在6N137光耦合器的電源管腳旁應(yīng)有—個0.1uF的去耦電容。在選擇電容類型時，應(yīng)盡量選擇高頻特性好的電容器，如陶瓷電容或鉭電容，并且盡量靠近6N13