光电隔离
光电隔离电子电路图大全
光电隔离电子电路图全集一．MSD1型湿敏原件空气翁度测量仪电路图二．光电隔离器应用电路图光电隔离器可以组成多种多样的应用电路。
如组成光电隔离电路，长传输线隔离器，TTL电路驱动器，CMOS 电路驱动器，脉冲放大器等。
目前，在A／D模拟转换开关，光斩波器，交流、直流固态继电器等方面也有广泛应用。
光电隔离器的输入部分为红外发光二极管，可以采用TTL或CMOS数字电路驱动。
在图a，输出电压Vo受TTL电路反相器的控制，当反相器的控制输入信号为低电平时，信号反相使输出为高电平，红外发光二极管截止，光敏三极管不导通，Vo输出为高电平。
反之Vo输出为低电平。
从而实现TTL电路控制信号的隔离、传输和驱动作用。
图2为CMOS门电路通过光电隔离器为中间传输媒介，驱动电磁继电器的应用实例。
当CMOS反相器的输出控制信号为高电平时．其输出信号为低电平，Q晶体管截止，红外发光二极管不导通，光电隔离器中的输出达林顿管截止，继电器控制绕组J处于释放状态。
反之继电器的控制绕组J吸合，继电器的触点可完成规定的控制动作，从而实现CMOS门电路对电磁继电器控制电路的隔离和驱动。
选用输出部分为达林顿晶体管的光电隔离器，可以显著提高晶体管的电流放大系数，从而提高光电耦合部分的电流传输比CTR。
这样，输入部分的红外发光二极管只需较小的正向导通电流If，就可以输出较大的负载电流，以驱动继电器、电机、灯泡等负载形式。
达林顿晶体管输出形式的光电隔离器，其电流传输比CTR可达5000％，即Ic＝5000×If ，适用于负载较大的应用场合。
在采用光电隔离器驱动电磁继电器的控制绕组时，应在控制绕组两侧反向并联二极管D，以抑制吸动时瞬恋反电动势的作用，从而保护继电器产品。
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RS-232光电隔离方案
RS232串口光电隔离应用方案网络系统设计中，RS-232串行数据口常常和终端、打印机、调制解调器相连，被称为零插槽（zero slot）的局域网连线。
RS-232是破坏性噪声和电涌侵入设备的一个通道，而且也是计算机安全问题中最易受攻击的地方。
侵入RS-232串口的干扰信号来源多种多样，包括系统间地线噪声、电话线冲击电流和线路故障。
系统间地线噪声是由互联设备与地线（零线）之间的压差造成的。
当地线分别接地或有一个地线从其他地方灌入了噪声或电涌就产生了地线压差。
压差小到射频噪声，大到高能电涌，都会损坏RS-232串口。
例如电话线电涌能通过调制解调器侵入RS-232串口，虽然调制解调器将RS-232串口和电话线隔离开来，但电涌仍然能越过这个阻碍，使RS-232串口损坏。
线路故障指的是交流电源线对RS-232线的干扰，它一般是由附近的大电流机电设备引起的。
这种故障不常见，但它也可能会损坏RS-232串口上的每一台设备。
为此选择正确的保护设备就尤为重要。
目前，银行、保险、邮电行业一般采取如下几种方法：选用UPS系统：选择UPS完全保护RS-232连接的互联设备的唯一途径，就是所有的工作站和主机由同一台UPS供电，但这要求购买大容量UPS并要安装电源布线。
选择调制解调器：调制解调器用双绞线将工作站或服务器与终端连接起来。
连接接收、发送端的调制解调器，它的连接距离可达到数公里，可以连接较长的RS-232连线。
从电源保护的角度看，调制解调器的额定隔离电压值较高。
选择RS-232光电隔离器。
前大多数RS-232数据线保护器不能确保RS-232的全部线路（不是只保护软件需要的线路）的安全。
有些型号只保护数据线，有些保护器采用“分流”保护设备，常常是将硅雪崩二极管（SAD）接在被保护线路和保护器外壳之间。
测试表明SAD的钳制性能很好，但它的电涌分流能力有限。
用MOV（金属氧化物变阻器）的设计虽然在交流保护上很理想，但对数据线却不太适用。
模拟量光电隔离_解释说明以及概述
模拟量光电隔离解释说明以及概述1. 引言1.1 概述模拟量光电隔离是一种重要的电子技术，用于隔离和保护模拟信号。
它通过使用光学器件将输入信号与输出信号之间进行物理隔离，从而实现信号的传递和保护。
模拟量光电隔离在工业自动化、仪表控制和通信系统等领域中广泛应用，对于提高系统的可靠性和安全性起到了关键作用。
1.2 文章结构本文将围绕着模拟量光电隔离展开讨论，主要分为以下几个部分：第二部分将详细解释说明模拟量光电隔离的概念、原理以及应用领域；第三部分将深入探讨模拟量光电隔离技术，包括光耦合器件及其工作原理、光电隔离器件的分类和特点以及选择方法；第四部分将通过实际案例分析与应用实践来进一步了解设备或系统中模拟量光电隔离的需求分析、选型依据，以及在工业自动化中的应用案例以及遇到的挑战与解决方案；第五部分将总结模拟量光电隔离的优势与不足，并对未来模拟量光电隔离发展进行展望。
1.3 目的本文的目的是提供读者对于模拟量光电隔离技术的全面理解。
通过阐述其概念、原理和应用领域，以及深入探讨其技术细节和实际案例，帮助读者了解模拟量光电隔离在工业自动化中的重要性和价值。
同时，本文还旨在为今后相关领域的研究和开发提供参考和指导。
2. 模拟量光电隔离解释说明2.1 模拟量信号与光电隔离的概念模拟量信号指的是连续变化的电信号，其数值可以在一定范围内任意取值。
而光电隔离是指通过使用光耦合器件将模拟量信号转换成光信号，实现信号之间的隔离和传递。
2.2 光电隔离的原理与作用光电隔离器件采用了光耦合技术，利用发射器将输入电信号转换成相应的光信号，然后经过介质空气或者光纤传输到接收器，接收器再将光信号转换回原始电信号输出。
这样就实现了输入与输出之间的完全电气隔离。
光电隔离主要有以下几个作用：1. 电气隔离：通过光学方法将输入和输出之间进行绝缘，避免了由于共地引起的潜在危险。
2. 抗干扰能力强：由于采用了光学传输方式，在一些噪声环境下具有很好的抗干扰能力，可以有效地防止外界干扰对模拟量信号的影响。
简述光电耦合器的光电隔离原理
简述光电耦合器的光电隔离原理
光电耦合器是一种特殊的耦合器件，它可以将电能和光能在电路中进行转换。
因此，它广泛地应用于各种电子设备中。
但是，当开关电源通过它时，由于电源开关的冲击，使电路的稳定性受到了一定的影响。
为了避免这种情况发生，光电耦合器应运而生。
光电耦合器的隔离原理
光电耦合器是利用光作为能量载体将光信号转换成电信号，实现能量传递的器件。
它是一种利用光电效应实现能量耦合与转换的器件。
其结构主要包括光敏元件、光导纤维、放大器和隔离电路等部分。
当发光二极管发出的光线穿过光敏元件时，由于其内部存在电场，会使光敏元件产生光电流。
光电耦合器中有一个光敏器件与一个发光二极管相连，当光线照射到它时，会使它发光。
光电流经过放大器放大后再传递给被隔离的电路中的负载电容和输出端电容，从而完成能量转换和传输。
光电耦合器在电路中起到了信号隔离和信息传递的作用，但是在应用时也存在着一定的问题。
其中比较常见的问题是输入和输出信号间存在干扰，使得信号失真甚至不能正常工作。
—— 1 —1 —。
光电隔离器的工作原理和应用
光电隔离器的工作原理和应用
光电隔离器：
一、工作原理：
1. 原理：光电隔离器（Opto-Isolator）是一种非导电连接的绝缘元件，它结合了一个发射器和一个接收器，从而实现电气分离和信号传输功能。
发射器通常是一种发光的半导体，以脉冲形式照射到接收器，接收器将脉冲转换为电强度输出信号。
由于发射器和接收器之间有一个隔离的紫外线光纤，因此没有物理联系，就可以实现完全的电气分离功能。
2. 运用：光电隔离器可以有效的防止静电、泄漏电流、消除大电流、消除电感和除颤，同时它也可以防止拓扑结构改变时产生的耦合，可以有效的保护系统免受高压电磁脉冲等高级别的传导干扰和电磁强度的电磁干扰，从而可以保护系统的可靠性和安全性。
二、应用：
1. 自动化产线控制：光电隔离器用于自动化产线控制，可以防止拓扑结构改变时产生的电流耦合，充分保护控制信号和控制部件。
2. 机器人控制：光电隔离器可以用于机器人控制，可以有效地降低电磁噪声，确保机器人的性能。
3. 逻辑控制系统：光电隔离器可以确保逻辑控制系统的安全，减少电磁污染，保护系统的安全性。
4. 数据传输：光电隔离器可以用于无线电数据传输，从而提高数据传输的安全性和性能。
5. 信号传输：光电隔离器可以用于信号传输，可以有效的降低系统的电磁干扰，确保系统的稳定性和安全性。
光电隔离的作用和原理
光电隔离的作用和原理
光电隔离的作用和原理:
1. 作用是实现不同电路之间的电气隔离,防止电流传递,避免电磁干扰。
2. 利用发光二极管和光电二极管之间的光耦合原理实现。
3. 发光二极管接收输入电信号,转换为光信号输出。
4. 光信号传输不带电,可在电路之间传递信息。
5. 光电二极管接收光信号,再转换回电信号输出。
6. 发光二极管和光电二极管之间没有电连接,起到隔离作用。
7. 转换为光信号可避免噪声干扰,保证信号的纯净性。
8. 不同电位甚至不同电源的电路可以实现连接。
9. 隔离电压可达数千伏,具有很高的绝缘能力。
10. 光电隔离器小型集成,实用性好,应用广泛。
综上,光电隔离利用光信号传递实现不同电路之间的隔离,防止电流传递,保护电路安全。
光电隔离电路常用元件
光电隔离电路常用元件一、基本概念1.光电隔离电路：光电隔离电路是一种用于隔离电路中的设备、系统、部件或物理连接的电路，其中利用光传感器和光信号处理器来隔离电气系统之间的信号传输和通信。
它通常会被应用在控制设备、传感器、通信设备之间，以及与人在操作过程中的电磁兼容性要求有关的应用中。
这些元件可以实现有效的电磁隔离，能够有效的防止电磁干扰的发生，保证其中各部件的安全性。
2.光电隔离器：光电隔离器是一种使用光信号进行电路之间的隔离的设备，它通过使用光学元件将电信号转换为可见光或红外光信号，然后再将其转换回电信号，实现电路之间的隔离。
该设备可以达到一定程度的阻抗隔离、高压隔离和变压器式隔离的效果，从而有效地防止电磁波的扩散。
二、常用元件1.光耦合器：光耦合器是利用光学原理使电路中的信号进行传输和隔离的元件，它可以实现放大、隔离、阻抗匹配和延迟等功能，具有稳定可靠的特性。
2.光电二极管：光电二极管又称为发光二极管，是一种集成电路元件，它可以将光信号转换成电信号，或将电信号转换成光信号。
通常，光电二极管可以用来实现电路之间的光电隔离，同时也可作为光源发光。
3.光电管：光电管是一种可实现光电隔离的装置，它可以将光信号转换成电信号，用以实现光电隔离的功能。
它通常由两部分组成：一个光探测部件，用来探测外界的光信号；另一个电动部件，用来将光信号转换为电信号，实现电路间的隔离。
4.光电放大器：光电放大器是一种利用光信号进行电信号的放大和隔离的装置，它可以实现电路之间的高阻抗隔离，并可以抑制电磁辐射的影响。
它可以将电信号转换成可见光或红外光信号，然后再将其转换回电信号，实现电路间的隔离和放大功能。
光电隔离mos管电路设计
实用文档
光电隔离mos管电路设计
光电隔离mos管电路设计旨在解决电路中信号隔离和噪声干扰问题。
光电隔离技术是一种常用的信号隔离技术，其基本原理是利用光电元件将电信号转换成光信号，再通过光学传输系统传输到对面的光电元件，最终再转换为电信号输出。
该技术具有信号隔离、电气隔离、防雷击和电磁干扰等方面的优点，是广泛应用于工业自动化和仪表控制等领域的技术。
根据设计需求，光电隔离mos管电路可分为输入端和输出端两部分，其中输入端主要是信号输入和隔离，输出端则是信号重放和放大。
在设计时需要注意以下几个方面：
1. 选择光电元件：根据不同的应用场景选择相应的光电元件，例如光电耦合器、光电转换器等。
同时需要考虑光电元件的封装、功耗、响应时间等因素。
2. 设计输入电路：为保证信号有效隔离，需要在输入端设计一个基准地，将输入信号隔离到基准地后再进行信号放大或处理。
同时还需要注意输入电路的电容和阻抗匹配。
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3. 选择mos管：mos管是一种效率较高、噪声较小的放大器，可以
在输出端起到放大作用。
在选择mos管时需要考虑通道电阻、漂移、输入电容等因素。
4. 输出端增加滤波器：由于涉及到信号放大和重放，可能会增加噪声
和干扰，因此需要在输出端增加滤波器，以保证信号的质量和稳定性。
光电隔离mos管电路设计需要注意的方面较多，上述仅是其中的一部分，但是无论是在工业自动化还是仪表控制领域，光电隔离技术都必
不可少。
未来随着技术的不断进步和应用场景的拓展，也将会有更多
优化和创新的方案出现。
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带隔离的增强型RS-485接口电路图磁耦隔离iCoupler技术，是由ADI公司设计开发的一项适合高压环境的隔离电路的专利技术，而非传统的基于光电耦合器所采用的发光二极管（LED）与光敏三极管结合，因采用了高速的iCOMS工艺，因此在功耗、体积、集成度、速度等各方面都优于光耦。
同时能满足医用设备高电压工业应用、电源以及其它高隔离度环境的严格隔离要求，非常适合在各种工业上的应用，包括数据通信、数据转换器接口、各种总线隔离以及其它多通道隔离应用。
图1 ADM2483功能内部框图ADM2483是带隔离的增强型RS-485 收发器，其内部框图如图1所示，它包括一个三通道隔离器、一个带三态输出的差分驱动器和一个带三态输入的差分接收器。
1/8 单位负载的接收器输入阻抗可允许多达256 个收发器接入总线，最高传输速率可达500Kbps。
逻辑端兼容3V/5V 工作电源，总线端5V 供电。
图2 ADM2483BRW典型应用电路ADM2483与其它RS-485 接口芯片相比，集成了磁隔离技术，仅需要一个外部的DC/DC电源即可。
ADM2483应用电路如图3所示，本电路仅供参考，若遇特殊应用，为了设备及系统安全，可以选择相应的其它保护措施，如TVS 等等。
89c51单片机采用光耦隔离485电路原理图--------以上部分请勿修改！-------------提高485总线的可靠性摘要：就485总线应用中易出现的问题，分析了产生的原因并给出解决问题的软硬件方案和措施。
关键词：RS-485总线、串行异步通信--------------------------------------------------------------------------------1 问题的提出在应用系统中，RS-485半双工异步通信总线是被各个研发机构广泛使用的数据通信总线，它往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间。
系统简图如图1所示。
图1. RS-485系统示意图由于实际应用系统中，往往分散控制单元数量较多，分布较远，现场存在各种干扰，所以通信的可靠性不高，再加上软硬件设计的不完善，使得实际工程应用中如何保障RS-485总线的通信的可靠性成为各研发机构的一块心病。
在使用RS-485总线时,如果简单地按常规方式设计电路，在实际工程中可能有以下两个问题出现。
一是通信数据收发的可靠性问题；二是在多机通信方式下，一个节点的故障（如死机），往往会使得整个系统的通信框架崩溃，而且给故障的排查带来困难。
针对上述问题，我们对485总线的软硬件采取了具体的改进措施2 硬件电路的设计现以8031单片机自带的异步通信口，外接75176芯片转换成485总线为例。
其中为了实现总线与单片机系统的隔离，在8031的异步通信口与75176之间采用光耦隔离。
电路原理图如图2所示。
图 2 改进后的485通信口原理图充分考虑现场的复杂环境，在电路设计中注意了以下三个问题。
SN75176 485芯片DE控制端的设计由于应用系统中，主机与分机相隔较远，通信线路的总长度往往超过400米，而分机系统上电或复位又常常不在同一个时刻完成。
如果在此时某个75176的DE端电位为“１”，那么它的485总线输出将会处于发送状态，也就是占用了通信总线，这样其它的分机就无法与主机进行通信。
这种情况尤其表现在某个分机出现异常情况下（死机），会使整个系统通信崩溃。
因此在电路设计时，应保证系统上电复位时75176的DE端电位为“0”。
由于8031在复位期间，I/O口输出高电平，故图2电路的接法有效地解决复位期间分机“咬”总线的问题。
隔离光耦电路的参数选取在应用系统中，由于要对现场情况进行实时监控及响应，通信数据的波特率往往做得较高（通常都在4800波特以上）。
限制通信波特率提高的“瓶颈”，并不是现场的导线（现场施工一般使用5类非屏蔽的双绞线），而是在与单片机系统进行信号隔离的光耦电路上。
此处采用TIL117。
电路设计中可以考虑采用高速光耦，如6N137、6N136等芯片，也可以优化普通光耦电路参数的设计，使之能工作在最佳状态。
例如：电阻R2、R3如果选取得较大，将会使光耦的发光管由截止进入饱和变得较慢；如果选取得过小，退出饱和也会很慢，所以这两只电阻的数值要精心选取，不同型号的光耦及驱动电路使得这两个电阻的数值略有差异，这一点在电路设计中要特别慎重，不能随意，通常可以由实验来定。
485总线输出电路部分的设计输出电路的设计要充分考虑到线路上的各种干扰及线路特性阻抗的匹配。
由于工程环境比较复杂，现场常有各种形式的干扰源，所以485总线的传输端一定要加有保护措施。
在电路设计中采用稳压管D1、D2组成的吸收回路，也可以选用能够抗浪涌的TVS 瞬态杂波抑制器件，或者直接选用能抗雷击的485芯片（如SN75LBC184等）。
考虑到线路的特殊情况（如某一台分机的485芯片被击穿短路），为防止总线中其它分机的通信受到影响，在75176的485信号输出端串联了两个20Ω的电阻R10、R11。
这样本机的硬件故障就不会使整个总线的通信受到影响。
在应用系统工程的现场施工中，由于通信载体是双绞线，它的特性阻抗为120Ω左右，所以线路设计时，在RS-485网络传输线的始端和末端各应接1只120Ω的匹配电阻（如图2中R8），以减少线路上传输信号的反射。
由于RS-485芯片的特性，接收器的检测灵敏度为± 200mV，即差分输入端VA－VB ≥+200mV，输出逻辑1，VA－VB ≤－200mV，输出逻辑0；而A、B端电位差的绝对值小于200mV时，输出为不确定。
如果在总线上所有发送器被禁止时，接收器输出逻辑0，这会误认为通信帧的起始引起工作不正常。
解决这个问题的办法是人为地使A端电位高于B 两端电位，这样RXD的电平在485总线不发送期间（总线悬浮时）呈现唯一的高电平，8031单片机就不会被误中断而收到乱字符。
通过在485电路的A、B输出端加接上拉、下拉电阻R7、R9，即可很好地解决这个问题。
3 软件的编程485芯片的软件编程对产品的可靠性也有很大影响。
由于485总线是异步半双工的通信总线，在某一个时刻，总线只可能呈现一种状态，所以这种方式一般适用于主机对分机的查询方式通信，总线上必然有一台始终处于主机地位的设备在巡检其它的分机，所以需要制定一套合理的通信协议来协调总线的分时共用。
这里采用的是数据包通信方式。
通信数据是成帧成包发送的，每包数据都有引导码、长度码、地址码、命令码、内容、校验码等部分组成。
其中引导码是用于同步每一包数据的引导头；长度码是这一包数据的总长度；命令码是主机对分机（或分机应答主机）的控制命令；地址码是分机的本机地址号；“内容”是这一包数据里的各种信息；校验码是这一包数据的校验标志，可以采用奇偶校验、和校验等不同的方式。
在485芯片的通信中，尤其要注意对485控制端DE的软件编程。
为了可靠的工作，在485总线状态切换时需要做适当延时，再进行数据的收发。
具体的做法是在数据发送状态下，先将控制端置“1”，延时1ms左右的时间，再发送有效的数据，一包数据发送结束后再延时1ms后，将控制端置“0”。
这样的处理会使总线在状态切换时，有一个稳定的工作过程。
4 结论经过以上的软硬件共同处理，RS-485总线在应用系统工程中的可靠性大大提高，在通常的环境条件下，24小时连续开机，系统的通信始终处于正常状态，整机性能满足了现场工程的需要。
但是RS-485总线仍然只是一种常规的通信总线，它不能够做总线的自动仲裁，也就是不能够同时发送数据以避免总线竞争，所以整个系统的通信效率必然较低，数据的冗余量较大，对于速度要求高的应用场所不适宜用RS-485总线。
同时由于RS-485总线上通常只有一台主机，所以这种总线方式是典型的集中－分散型控制系统。
一旦主机出现故障，会使整个系统的通信陷于瘫痪状态，因此做好主机的在线热备份是一个重要措施。
尽管RS-485总线存在这样那样的问题，但由于它的线路设计简单、价格低廉、控制方便，只要合理的使用在某些场所仍然能发挥良好的作用。
RS-232/RS-485无源转换电路设计RS-232、RS-485都是串行数据接口标准。
由于它们的接口电路简单，通用性比较好，所以在控制领域有着广泛的应用。
RS-232和RS-485有着各自的优缺点：RS-232是低速率串行单端标准，采取不平衡传输方式(即所谓单端通信)，收、发端的数据信号是相对于信号地的电平而言，其共模抑制能力差，传送距离短，其为点对点的通信方式；RS-485采用平衡传输方式，可以实现多点通信，由于采用了有别于RS-232电平方式的差分方式，使得在通信速率、抗干扰和传输距离方面都有较大的改善。
但由于现用的工控PC机大多都只直接提供RS-232接口，所以为了实现RS-485与监控系统的接口，往往需要另加转换接口，从而使得网络构成相对比较复杂，使用也不方便。
为了克服使用上的不便，本文设计了一种RS-232/RS-485通用接口。
为了克服以往在单端情况下只能232或485不能同时接口的局限，本文利用Maxim公司的ICL7662芯片设计一种通用接口。
下面就ICL7662芯片及电路原理作全面地介绍。
1 ICL7662电压转换器ICL7662是由美国Maxim 公司提供的一种CMOS电压转换器，主要特性为：◆转换电压为～20V到～-20V;◆转换效率高达％；◆外围电路简单，最小只需两个储能电容。
引脚说明如表1所列。
2 ICL7662电压转换器工作原理ICL7662原理性图解如图1所示。
在ICL7662工作周期的前半个周期，S1和S3闭合，S2和S4断开，C1由输入电压充电到VIN。
在接下来的后半个周期， S1和S3断开，S2和S4闭合。
在电路电阻非常小的情况下，就会由C1放电在C2上，在C2两端形成-VIN。
根据该芯片的工作原理，本文做了大量的试验，如果在C2两端加上-VIN，根据同样的原理，会在C1上形成相当于VIN的电压。
根据此特性非常有利于从信号端“窃取”电源，即不管是在正电源端还是负电源端，只要某一端有足够的电平，芯片就会高效地完成“窃电”。
本文就针对这一特性设计了无源的RS-232/RS-485转换电路，如图2所示。
注:①本原理图为通用方式的RS485接口原理，2个TVP用于ESD防护，外加2个自复位保险丝PCT;②下半部分用于无源RS232→RS485的转换电路，保证两端同时可用，但在系统中只能有一端为主，且RS232应为标准232口，232口发送数据在485口可见。
3 通用硬件设计说明本文设计的接口电路主要是针对工业现场控制终端，由于各种控制要求不同，所以对控制终端的配置各异。
但总体要求是某一终端故障不应影响系统其余部分的功能，要便于终端与监控系统之间的接口。