光電隔離耦合6L6單端放大器的制作

一、 光耦的選用

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（ 不推薦使用 ） 則為 80% ～ 160%， 達林頓型光耦合器 （ 如 4N30） 可達 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重 ， 因此它不適合傳輸模擬信號。線性光耦合器的 CTR-IF 特性曲線具有良好的線性度 ， 特別是在傳輸小信號時 ， 其交流電流傳輸比 （ Δ CTR= Δ IC/ Δ IF） 很接近于直流電流傳輸比 CTR 值。因此 ， 它適合傳輸模擬電壓或電流信號 ， 能使輸出與輸入之間呈線性關系。這是其重要特性。使用光電耦合器主要是為了提供輸入電路和輸出電路間的隔離 ， 在設計電路時 ， 所選用的光電耦合器件必須符合國內和國際的有關隔離擊穿電壓的標準 ; 由英國埃索柯姆 （Isocom） 公司、美國摩托羅拉公司生產的 4N ××系列 （ 如 4N25 、 4N26 、 4N35） 光耦合器 ， 目前在國內應用十分普遍。選用光耦器件必須具有較高的耦合系數。使用光電耦合器的原因主要有兩個 ： 一個是信號隔離 ， 通過消除環(huán)路電流 ， 阻塞噪聲信號和共模瞬變 ， 改善信號質量。第二個是電氣絕緣 ， 防止光電耦合器和靈敏電路因高壓電勢而引起損壞 ， 使用戶能夠安全地使用元器件或設備。

在開關電源隔離以及設計光耦反饋式開關電源或隔離傳輸模擬信號時 ， 必須正確選擇線性光耦合器的型號及參數 ， 除了必須遵循普通光耦的選取原則外 ， 還必須遵循下列原則 ：

（1）推薦采用線性光耦合器 ， 其特點是 CTR 值能夠在一定范圍內做線性調整。

（2）光耦合器的電流傳輸比 （CTR） 的允許范圍是 50% ～ 200% 。這是因為當 CTR5.0mA）， 才能正?？刂普伎毡?， 這會增大光耦的功耗。若 CTR》200%， 在啟動電路或者當負載發(fā)生突變時 ， 有可能誤觸發(fā) ， 影響正常輸出。

（3）若用放大器電路去驅動光電耦合器 ， 必須精心設計 ， 保證它能夠補償耦合器的溫度不穩(wěn)定性和漂移。

上述使用的光電耦合器工作在線性方式下 ， 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生一個用于進一步控制下一級電路的電壓。

二、 光電隔離耦合 6L6 單端放大器的制作

光隔離是一種很常用的信號隔離形式。由于光耦合電路簡單 ， 在數字隔離電路或數據傳輸電路中常常用到。對于交流模擬信號 ， 普通光耦因為輸入輸出的線性較差 ， 并且隨溫度變化較大 ， 限制了其在交流模擬信號隔離中的應用。交流模擬信號隔離的一個比較好的選擇是使用線性光耦。介于大容量和高速度光耦合器的發(fā)展目前處于進階時期 ， 另外由于受光耦輸入輸出的線性以及溫度變化對特性影響較大 ， 在音響系統中 ， 用于前級以及小信號作隔離耦合比較適宜 ， 但用于音響后級也有如達林頓復合管組成的大電流隔離驅動放大器 ， 其突出優(yōu)點是運用光耦單向傳輸性 ， 防止輸出信號包括揚聲器反電動勢對前級產生“倒灌” ， 使重放樂聲具有良好的形體框架 ， 音質純真、自然流暢 ！

帶光電隔離系統的電子管 6L6 單端功率放大器的電路原理圖 ， 適用于電腦聲卡音頻輸出、激光唱機等數模音頻信號。具有隔離噪聲、抗干擾等性能 ， 信噪比較高。電路分光電隔離系統和功率放大器兩部分 ， 光電隔離系統由光電耦合器 4N35 及阻容元件構成 ， 光電耦合器是由砷化鎵 （GaAs） 發(fā)光二極管 （LED） 和光敏管封裝在同一管殼內構成的 ， 光電耦合器的傳輸比為 100% 左右 ， 傳輸速率約 4 μ s 。

輸入信號經發(fā)光二極管轉換成光信號 ， 經光敏管接收后又轉換成電信號直接作用于 6SN7 陰極 ， 經 6SN7 柵地電路作低噪聲輸出 ， 送入下級作電壓和功率放大推動揚聲器。

光電隔離部分工作電流調整方法如下 ， 前級工作電壓為 5 ～ 15V， 取自信號源電源 ， 限流電阻根據工作電流作適當調整取值 ， 發(fā)光管正向壓降約為 1.3V， 工作電流一般取 5 ～ 10mA， 光敏三極管的工作電壓 Vce 取 8 ～ 10V， 電流約 2 ～ 3mA 即可。電壓及功率放大部分調試簡單 ， 不必再述。

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