光电耦合器的检测方法.doc

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光电耦合器的检测方法

判断光耦的好坏，可在路测量其内部二极管和三极管的正反向电阻来确定。

更可靠的检测方法是以下三种。

１．比较法拆下怀疑有问题的光耦，用万用表测量其内部二极管、三极管的正反向电阻值，用其与好的光耦对应脚的测量值进行比较，若阻值相差较大，则说明光耦已损坏。

２．数字万用表检测法下面以ＰＣ１１１光耦检测为例来说明数字万用表检测的方法，检测电路如图１所示。

检测时将光耦内接二极管的＋端{1}脚和－端{2}脚分别插入数字万用表的Ｈfe的ｃ、ｅ插孔内，此时数字万用表应置于ＮＰＮ挡；然后将光耦内接光电三极管ｃ极{5}脚接指针式万用表的黑表笔，ｅ极{4}脚接红表笔，并将指针式万用表拨在Ｒ×１ｋ挡。

这样就能通过指针式万用表指针的偏转角度——实际上是光电流的变化，来判断光耦的情况。

指针向右偏转角度越大，说明光耦的光电转换效率越高，即传输比越高，反之越低；若表针不动，则说明光耦已损坏。

３．光电效应判断法仍以ＰＣ１１１光耦合器的检测为例，检测电路如图２所示。

将万用表置于Ｒ×１ｋ电阻挡，两表笔分别接在光耦的输出端{4}、{5}脚；然后用一节１．５Ｖ的电池与一只５０～１００Ω的电阻串接后，电池的正极端接ＰＣ１１１的{1}脚，负极端碰接{2}脚，或者正极端碰接{1}脚，负极端接{2}脚，这时观察接在输出端万用表的指针偏转情况。

如果指针摆动，说明光耦是好的，如果不摆动，则说明光耦已损坏。

万用表指针摆动偏转角度越大，表明光电转换灵敏度越高。

高速光电耦合器（光耦）6N137

6N137光耦合器是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850nm波长AlGaAsLED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。

具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，LSTTL/TTL兼容，高速（典型为10MBd），5mA的极小输入电流。

其工作原理是:

6N137的结构原理如图1所示，信号从脚2和脚3输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。

当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时，输出高电平，但这个逻辑高是集电极开路的，可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。

6N137电气参数：

·最大输入电流，低电平：

250uA

·最大输入电流，高电平：

15mA

·最大允许低电平电压（输出高）：

0.8v

·最大允许高电平电压：

Vcc

·最大电源电压、输出：

5.5V

·扇出（TTL负载）：

8个（最多）

·工作温度范围：

-40°Cto+85°C

·典型应用：

高速数字开关，马达控制系统和A/D转换等

6N137光电耦合器的真值表

如表1所示：

6N137特性：

①转换速率高达10MBit/s;

②摆率高达10kV/us;

③扇出系数为8;

④逻辑电平输出;

⑤集电极开路输出;

6N137典型应用电路

6N137典型应用电路如图2所示，若以脚2为输入，脚3接地，则真值表如附表所列，这相当于非门的传输，若希望在传输过程中不改变逻辑状态，则从脚3输入，脚2接高电平。

隔离器使用方法如图2所示，假设输入端属于模块I，输出端属于模块II。

输入端有A、B两种接法，分别得到反相或同相逻辑传输，其中RF为限流电阻。

发光二极管正向电流0-250uA，光敏管不导通；发光二极管正向压降1.2-1.7V，正向电流6.5-15mA，光敏管导通。

若以B方法连接，TTL电平输入，Vcc为5V时，RF可选500Ω左右。

如果不加限流电阻或阻值很小，6N137仍能工作，但发光二极管导通电流很大对Vcc1有较大冲击，尤其是数字波形较陡时，上升、下降沿的频谱很宽，会造成相当大的尖峰脉冲噪声，而通常印刷电路板的分布电感会使地线吸收不了这种噪声，其峰-峰值可达100mV以上，足以使模拟电路产生自激，A/D不能正常工作。

所以在可能的情况下，RF应尽量取大。

输出端由模块II供电，Vcc2=4.5-5.5V。

在Vcc2（脚8）和地（脚5）之间必须接一个0.1uF高频特性良好的电容，如瓷介质或钽电容，而且应尽量放在脚5和脚8附近。

这个电容可以吸收电源线上的纹波，又可以减小光电隔离器接受端开关工作时对电源的冲击。

脚7是使能端，当它在0-0.8V时强制输出为高（开路）；当它在2.0V-Vcc2时允许接收端工作，见附表。

脚6是集电极开路输出端，通常加上拉电阻RL。

虽然输出低电平时可吸收电路达13mA，但仍应当根据后级输入电路的需要选择阻值。

因为电阻太小会使6N137耗电增大，加大对电源的冲击，使旁路电容无法吸收，而干扰整个模块的电源，甚至把尖峰噪声带到地线上。

一般可选4.7kΩ，若后级是TTL输入电路，且只有1到2个负载，则用47kΩ或15kΩ也行。

CL是输出负载的等效电容，它和RL影响器件的响应时间，当RL=350Ω，CL=15pF时，响应延迟为48-75ns。

注意：

6N137不应使用太多，因为它的输入电容有60pF，若过多使用会降低高速电路的性能。

情况允许时，可考虑把并行传输的数据串行化，由一个光电隔离器传送。

光电耦合器6N137应用注意事项

需要注意的是，在6N137光耦合器的电源管脚旁应有—个0.1uF的去耦电容。

在选择电容类型时，应尽量选择高频特性好的电容器，如陶瓷电容或钽电容，并且尽量靠近6N137光耦合器的电源管脚；另外，输入使能管脚在芯片内部已有上拉电阻，无需再外接上拉电阻。

6N137光耦合器的使用需要注意两点：

1）6N137光耦合器的第6脚Vo输出电路属于集电极开路电路，必须上拉一个电阻；

2）6N137光耦合器的第2脚和第3脚之间是一个LED，必须串接一个限流电阻。