浙大光电耦合应用电路设计实验报告
光电耦合器测试实训报告
《光电耦合器简易测试》的实训报告
第周，星期，第节课学生姓名学号
一、实训目的：
掌握光电耦合器发光二极管的电流与光敏三极管CE间的电阻关系。
二、实训器材：
光电耦合器1只、47型万用表2块、加工后的鳄鱼夹子4只。
三、实训要求：
了解光电耦合器特性。
四、实训过程：
1、用万用表1k档，鉴别出发光二极管的正负两脚。
2、用万用表10k档，鉴别出光敏三极管C极和E极两脚。
3、降低测发光二极管万用表的电阻档位，会使光敏三极管C极和E极两脚间的阻值降低。
五、实训总结：
万用表不同的电阻档位，两表笔之间的电流也不同，电阻档位越低，电流越大。
六、实训结果：
所测光电耦合器正常。
指导教师评语：
实训报告等级：指导教师签字：
年月日。
浙大光电耦合应用电路设计实验报告
实验报告课程名称：电路与电子技术实验II 指导老师：成绩：实验名称：光电耦合应用电路设计实验类型：电子技术设计性实验一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.了解光电耦合器件和光电耦合隔离放大器的工作原理。
2.学会常用（典型）光电耦合器件的使用。
3.掌握光电耦合器件常用电路的设计、分析和调试方法。
4.认识并区分名字概念：隔离放大、不共地。
二、实验内容和原理1.实验内容（1）光电耦合器件原理（数据手册）。
（2）光电耦合器件的基本特性。
（3）光电耦合器件的开关电路。
（4）光电耦合器件的线性电路。
2.实验原理（1）隔离放大器（i）定义：输入、输出之间没有直接电气关联的放大器。
（ii）结构框图：（iii）电路符号：（iv）特点/优势：①减少噪声，共模抑制能力高。
②采用两套独立的供电系统，信号在传输过程中没有公共的接地端。
③有效保护后续电路不受前端高共模电压的损坏。
（v）应用：①电力电子电路中用于主回路与控制回路的隔离（如电机控制系统中）。
②测量环境中含有较多干扰和噪声的场合。
③生物医学中与人体测量有关的设备（如生物电信号，保证人体安全）。
（vi）耦合方式：①变压器耦合方式：利用变压器不能直接传输低频（包括缓变或直流）信号这一特性，实现对低频信号的隔离；又称电磁耦合。
②光电耦合方式：利用光电耦合器件或光纤传递信号。
（2）光电耦合（i）常见内部结构：（以PN结为基础）（ii）工作原理：①输入端输入信号，发光管发光（发光强度与输入电流大小有关）。
②发光管与光敏器件之间采用透明绝缘材料隔离。
③光敏器件依据光电效应产生输出电流（大小与受光强度有关）。
（iii）典型应用：V I为低时，发光二极管导通发光，光敏三极管受光导通，V O为低；V I为高时，发光二极管不导通，光敏三极管不导通，V O为高。
耦合试验实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验概述本次实验旨在通过耦合试验，了解并掌握光纤耦合器的工作原理，学习其在光通信系统中的应用，以及光功率计的使用方法。
实验过程中，我们使用了LD激光器、光纤耦合器、光功率计等设备，对耦合器光功率分配比进行了测量。
二、实验目的1. 理解光纤耦合器的工作原理；2. 掌握光纤耦合器的用途和使用方法；3. 熟悉光功率计的使用方法；4. 通过实验验证光纤耦合器在光通信系统中的应用效果。
三、实验原理光纤耦合器是一种将两根或多根光纤连接在一起的器件，用于实现光信号的传输、分配和复用。
其主要工作原理是利用光纤的物理特性，通过光纤的弯曲、折射等作用，实现光信号的耦合。
光功率计是一种测量光功率的仪器，用于检测光信号在传输过程中的能量变化。
其工作原理是基于光功率与光信号强度的关系，通过光电转换将光信号转换为电信号，进而测量光功率。
四、实验装置1. LD激光器：中心频率为1550nm；2. 光纤耦合器：1×2光纤耦合器；3. 光功率计：TL-510型光功率计；4. 光纤跳线若干。
五、实验步骤1. 将LD激光器输出端与光纤耦合器的一端相连；2. 将光纤耦合器的另一端与光纤跳线相连；3. 将光纤跳线的另一端连接至光功率计；4. 打开LD激光器，调整输出功率；5. 读取光功率计显示的光功率值；6. 改变光纤耦合器的连接方式，重复步骤4和5；7. 记录不同连接方式下的光功率值；8. 分析实验数据，得出结论。
六、实验结果与分析1. 实验结果显示，在不同连接方式下，光功率分配比存在差异；2. 当光纤耦合器为1×2时，光功率分配比为1:1；3. 当光纤耦合器为2×2时，光功率分配比为1:1:1:1；4. 实验数据与理论分析基本一致。
七、实验结论1. 光纤耦合器是一种重要的光通信器件，在光通信系统中具有广泛的应用；2. 光功率计是一种常用的光功率测量仪器，可以准确测量光功率；3. 通过实验验证了光纤耦合器在光通信系统中的应用效果，为实际工程应用提供了理论依据。
光电检测实验报告(5)光电耦合开关实验
光电检测实验报告实验名称：光电耦合开关实验实验者：实验班级：实验时间：指导老师：一、实验目的1、了解光开关（反射式、对射式）的工作原理及其特性2、了解并掌握使用光开关测量转速的原理及方法二、实验内容1、对射式光开关转速测量实验2、反射式光开关转速测量实验三、实验仪器1、光电耦合开关实验仪 1台2、连接导线若干3、电源线 1根四、实验步骤1) 对射式光开关转速测量实验1、将面板左上对射式光电开关用导线对应接入面板中间上面的光电开关输入端，光电开关探测器端绿色护套插座接驱动开关指示输入端绿色护套插座。
2、打开电源，手动转动转盘，使光电开关光路挡住或畅通，观察输出开关指示灯状态。
3、转速调节输出端通过导线与电机输入端连接，将解调电路输出端接入频率表。
4、打开电源，调节转速，观测转速改变。
注意，转速单位为转/分钟。
5、关闭电源。
8) 反射式光开关转速测量实验1、将面板左上反射式光电开关用导线对应接入面板中间上面的光电开关输入端，光电开关探测器端绿色护套插座接驱动开关指示输入端绿色护套插座。
2、打开电源，手动转动转盘，使光电开关光路挡住或畅通，观察输出开关指示灯状态。
3、转速调节输出端通过导线与电机输入端连接，将解调电路输出端接入频率表。
4、打开电源，调节转速，观测转速改变。
注意，由于转盘上有6个孔，转盘转动一周输出个脉冲信号，因此实际转速应该等于显示转速的1/6。
5、关闭电源。
五、实验测得数据1、对射式：W=Wo/6=680/6=113.3rad/s2、反射式：W=Wo/6=700/6=116,7rad/s(其中为W实际转速，Wo为显示转速）六、实验结束后，整理器材、清理桌面。
光电工艺实训实验报告
一、实验目的1. 理解光电工艺的基本原理和流程；2. 掌握光电元件的识别和测试方法；3. 学习光电系统的搭建和调试技巧；4. 提高动手能力和实际操作能力。
二、实验原理光电工艺是将光能转换为电能或机械能的一种技术。
本实验主要涉及光电元件的识别、测试和光电系统的搭建。
三、实验器材1. 光电元件：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电耦合器等；2. 测试仪器：万用表、示波器、信号发生器等；3. 光源：LED灯、激光笔等；4. 连接线、导线等。
四、实验步骤1. 光电元件识别（1）观察光电元件的外观，了解其类型和功能；（2）使用万用表测量光电元件的电阻值，确定其是否正常；（3）了解光电元件的封装形式和引脚排列。
2. 光电元件测试（1）将光电元件连接到测试电路中；（2）使用信号发生器产生不同频率和幅值的信号；（3）观察示波器上的波形，分析光电元件的特性；（4）记录实验数据，进行对比分析。
3. 光电系统搭建（1）设计光电系统电路图；（2）根据电路图，搭建实验电路；（3）连接光电元件、光源和测试仪器；（4）检查电路连接是否正确，确保安全。
4. 光电系统调试（1）调整电路参数，使光电系统达到预期效果；（2）观察光电系统的输出，分析其性能；（3）记录实验数据，进行对比分析。
五、实验结果与分析1. 光电元件识别通过观察和测试，我们成功识别了各种光电元件，并掌握了其基本特性。
2. 光电元件测试通过测试，我们得到了光电元件在不同信号下的输出波形，分析了其光电特性。
3. 光电系统搭建与调试我们成功搭建了光电系统，并通过调试使其达到预期效果。
实验结果显示，光电系统具有较好的性能。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了光电工艺的基本原理和流程；2. 学会了光电元件的识别和测试方法；3. 提高了动手能力和实际操作能力；4. 对光电系统搭建和调试有了更深入的了解。
在今后的学习和工作中，我们将继续深入研究光电技术，为我国光电产业的发展贡献力量。
光电耦合开关实验
光电耦合开关实验光电耦合开关是一种利用光电耦合效应控制电路开关的元器件。
本实验将通过搭建光电耦合开关电路，探究其工作原理和性能特点。
主要包括以下几个方面：一、实验原理光电耦合是一种光学信号与电学信号之间的转换技术。
当光照射在半导体材料上时，能激发电子从价带跃迁到导带内，使得在导带内产生自由电子和空穴。
若在半导体材料两端加上电压，自由电子和空穴在电场作用下会在导体中移动，因而产生电流。
根据光电耦合效应原理，当有光线照射到光电耦合器件中时，其光敏元件中将产生一定的电流。
当电流经过被控设备的灯贴，使之发光，又重新照射到光敏元件中，便产生了一种闭环作用，使得开关能够实现自动控制。
二、实验器材和材料1. 光电耦合器件：选用OC41光电三极管。
2. LED发光二极管、电阻、电容、开关等。
3. 微型电风扇、蓄电池、电钻等附属设备。
三、实验步骤1. 搭建基本电路连接OC41光电三极管的引脚，其中1脚为发光器极（阳极），2脚为光敏电流极（集电极），3脚为基极。
将LED发光二极管通过一定大小电阻，串联到正极电源上，与OC41三极管的1脚相连接。
2. 测量功耗开机后使用万用表测量实验电路的功耗，调整电阻的阻值，使得-led二极管电流在20至30mA之间，以保证光电耦合器件和LED二极管在安全范围之内。
3. 测量光感度当开关关闭时，用手遮挡OC41光电三极管，观察LED发光二极管是否熄灭，若LED熄灭则表示光电耦合器件的光感度良好。
反之则需要调整电路中的电阻大小，以增强光电耦合器件的接收信号的灵敏度。
4. 实现电路控制接通电路后用小电风扇作为控制对象，连接电路后，当光敏电流产生后，LED发光二极管会发出强光，照射在OC41光电三极管中，在其光敏电流引脚处，使三极管的基极电流增大，将电路中的电脑关断，控制住要控制对象的运动或停止。
5. 实现镀层脱落检测在实验中，通过电路控制实现的是对风扇的开关控制，然而我们可以通过对光敏三极管的灵敏度调整，来实现对不同物件的检测。
光电耦合器件实验报告材料
控制环境因素
在实验过程中，尽量保持恒定的温度和湿度 ，以减少环境因素对实验结果的影响。
规范操作
严格遵守实验操作规程，避免操作失误引入 的误差。
改进措施建议
引入自动控制系统
通过自动控制系统对光源和探测器进行 实时监控和调整，进一步提高实验的准
确性和稳定性。
加强实验人员培训
对实验人员进行专业培训，提高其操 作技能和实验素养，减少人为因素引
测量与记录设备
如示波器、数字万用表等，用 于测量和记录实验数据。
实验步骤详解
01
1. 准备实验装置，连接好电路并确保电源稳定。
02
2. 调整光源，使其发出的光信号能够准确地照射到光电耦合器
件的感光面上。
3. 给光电耦合器件施加适当的偏置电压或电流，并观察其输出
03
电信号的变化情况。
实验步骤详解
4. 通过信号处理电路对输出电 信号进行放大、滤波等处理， 以便于后续测量和记录。
光电效应
1 2
外光电效应
在光线作用下，电子逸出物体表面的现象称为外 光电效应，如光电管、光电倍增管等。
内光电效应
在光线作用下，物体的电阻率发生改变的现象称 为内光电效应，如光敏电阻、光敏晶体管等。
3
光生伏特效应
在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象 称为光生伏特效应，如光电池、光电耦合器等。
光电耦合器件结构
01
02
03
输入部分
通常采用发光二极管或激 光二极管作为光源，将电 信号转换为光信号。
传输部分
光信号在光电耦合器件内 部或外部进行传输，可以 采用光纤、光波导等传输 介质。
输出部分
接收光信号并将其转换为 电信号，通常采用光敏三 极管、光电池等作为接收 元件。
光电耦合器件实验报告
实验报告课程名称：电路与电子技术实验Ⅱ指导老师：张德华成绩：__________________ 实验名称：光电耦合器件实验类型：模拟电路实验 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求1.熟悉光耦合器件及其种类，基本掌握常用光耦合器件的使用；2.掌握光耦合器件的常用电路的设计、调试方法。
二、实验内容和原理 实验内容：1.设计一个实现电平转换电路。
要求输入为0~5V 电平信号，对应输出为0~15V 的电平转换；2.设计一个实现电平转换电路。
要求输入为0~5V 电平信号，对应输出为15~0V 的电平转换；3.用光电耦合器TLP521设计一个报警电路；4.模拟信号光电隔离放大电路；5.光电耦合器的伏安特性测量；6.测量反相器的最高工作频率或传输速率；7.测量同相传输电路的最高工作频率或传输速率； 8.测量光耦器件开关特性。
实验原理： 0.隔离放大器⑴定义：输入、输出之间没有直接电气关联的放大器。
⑵电路符号：⑶特点/优势：减少噪声，共模抑制能力高；采用两套独立的供电系统，信号在传输过程中没有公共的接地端； 有效保护后续电路不受前端高共模电压的损坏。
⑷应用：电力电子电路中用于主回路与控制回路的隔离（如电机控制系统中）；测量环境中含有较多干扰和噪声的场合；生物医学中与人体测量有关的设备（如生物电信号，保证人体安全）。
实验名称：光电耦合器件 1.光电耦合方式：⑴原理：在电气测量、控制电路中，光电耦合器可实现输入输出的隔离，有效地提高控制系统的抗干扰能力；实现测试电路与被测试电路之间的隔离能有效的保护测试设备。
光电耦合器已广泛的应用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离等具体电路中。
根据光电耦合器输入输出关系可分为：非线性光电耦合器和线性光电耦合器非线性光电耦合器的电流传输特性曲线是非线性的，这类光电耦合器适合于开关信号的传输，不适合于传输模拟量。
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实验报告
课程名称：电路与电子技术实验II 指导老师：成绩：实验名称：光电耦合应用电路设计实验类型：电子技术设计性实验
一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1.了解光电耦合器件和光电耦合隔离放大器的工作原理。
2.学会常用（典型）光电耦合器件的使用。
3.掌握光电耦合器件常用电路的设计、分析和调试方法。
4.认识并区分名字概念：隔离放大、不共地。
二、实验内容和原理
1.实验内容
（1）光电耦合器件原理（数据手册）。
（2）光电耦合器件的基本特性。
（3）光电耦合器件的开关电路。
（4）光电耦合器件的线性电路。
2.实验原理
（1）隔离放大器
（i）定义：输入、输出之间没有直接电气关联的放大器。
（ii）结构框图：
（iii）电路符号：
（iv）特点/优势：
①减少噪声，共模抑制能力高。
②采用两套独立的供电系统，信号在传输过程中没有公共的接地端。
③有效保护后续电路不受前端高共模电压的损坏。
（v）应用：
①电力电子电路中用于主回路与控制回路的隔离（如电机控制系统中）。
②测量环境中含有较多干扰和噪声的场合。
③生物医学中与人体测量有关的设备（如生物电信号，保证人体安全）。
（vi）耦合方式：
①变压器耦合方式：
利用变压器不能直接传输低频（包括缓变或直流）信号这一特性，实现对低频信号的隔离；又称电磁耦合。
②光电耦合方式：
利用光电耦合器件或光纤传递信号。
（2）光电耦合
（i）常见内部结构：（以PN结为基础）
（ii）工作原理：
①输入端输入信号，发光管发光（发光强度与输入电流大小有关）。
②发光管与光敏器件之间采用透明绝缘材料隔离。
③光敏器件依据光电效应产生输出电流（大小与受光强度有关）。
（iii）典型应用：
V I为低时，发光二极管导通发光，光敏三极管受光导通，V O为低；V I为高时，发光二极管不导通，光敏三极管不导通，V O为高。
（数字信号的同相传输功能）
（iv）优势：
体积小、成本低、带宽高、能与TTL电路兼容（直接驱动TTL电路或被TTL 电路直接驱动）、接口电路简单、使用方便等，在数字电路的隔离中得到了广泛的应用，并具有广阔的发展前景。
（v）非线性：
光电耦合器件中的发光管、光敏管都是非线性器件，线性区范围很小；一般难以用于模拟（线性）电路应用；光耦：非线性光耦。
（vi）补偿式线性放大电路：
工作原理：
（C：用于改善电路的稳定性和频率特性）
补偿原理：若Io2↓，则Io1↓，A1 级电路的反馈量↓，净输入量↑，输出量If↑；于是：Io2↑（Io2 基本稳定）。
（vii）主要参数：
①隔离电压。
②电流传输比CTR：二极管型（0.2~0.3%），普通三极管型（20~300%），达林顿管型（100~1500%）。
③开关特性：传输速率，转换速率，带宽。
（3）LM358芯片
管脚示意图：
（4）TLP521-2芯片
（i）管脚示意图：
（ii）TLP521系列：
①单/双/四通道的低速光电耦合器。
②隔离电压2500V。
③转换速率相对偏低，一般适用于几百kHz以下的信号传输。
三、主要仪器设备
1.TDS1002型示波器一台。
2.信号发生器一台。
3.运算放大器LM358两个。
4.学生电子技术实验箱一个。
5.导线若干。
6.TLP521-2芯片一个。
7.稳压源一个。
四、操作方法和实验步骤
1.按上图所示电路进行连线，用万用表的直流电压档测量输入和输出，并记录实验数据。
2.按上图所示电路进行连线，用万用表的直流电压档测量输入和输出，并记录实验数据。
3.按上图所示电路进行连线，分别输入2V和0V直流电压，观察发光二级管的亮灭情况。
4.按上图所示电路进行连线，分别输入2V和0V直流电压，观察发光二级管的亮灭情况。
之后输入方波0-2VDC时，观察发光二极管亮灭情况；输入三角波0-2VDC时，观察发光二极管亮灭情况。
5.按上图所示电路进行连线，用万用表测输入直流电压0~3VDC，输出直流电压约为0~3VDC。
6.按上图所示电路进行连线，注意C2电容大小，若V DD=15V，则C2为1000pF。
输入信号是正弦波、三角波信号（低频100Hz以下）时，用示波器双踪显示v I、v O的波形，再将显示格式改为XY格式，测量电压传输特性曲线，记录波形可用图片。
输入正弦电压峰峰值2.2Vpp，输出正弦电压峰峰值约为2.2Vpp。
7.光电耦合的伏安特性测量
（1）输入伏安特性测量
要求输入为0~5VDC电平信号，对应输出约为15~0VDC的电平转换。
①根据测量结果绘制输入伏安特性曲线。
②分析R L固定时，R1值应多大才合理？
（2）输出伏安特性测量
①根据测量结果绘制伏安特性曲线。
②分析V CE增大时，V F是增大还是减小。
③分析V CE增大时CTR值的变化。
8.测量反相器的最高工作频率
输入信号是前沿陡峭的大幅度方波，用示波器监视输入电压波形，使其峰峰值达10VV pp后保持不变。
再增大输入信号的频率，当输出电压波形开始成锯齿波时用示波器测量其峰峰值V pp、频率。
示波器双踪显示v I、v CE的波形，记录波形可用图片。
分析该反相器的最高工作频率（或传输速率）应多大才合理。
五、实验数据记录和处理
1.电平转换电路：将输入的0~5V转化为输出的0~15V。
极管熄灭。
4.报警电路2：当输入0VDC时，发光二极管点亮；当输入2VDC时，发光二极管熄灭。
当输入0-2V方波或者三角波时，将信号的频率调低后可以看到发光二极管忽闪忽灭。
5.补偿式模拟信号光电隔离电路：输入直流电压0~3VDC，输出直流电压
（1）输入V pp=2.2V，f=50Hz的正弦波信号：
XY模式下观察：
（2）输入V pp=2.2V，f=50Hz的三角波信号：XY模式下观察：
7.光电耦合的伏安特性测量（1）输入伏安特性测量
F F
C CE
8.测量反相器的最高工作频率
由上图知，输出锯齿波的峰峰值为560mV，频率为86.73kHz。
故该反相器的最高工作频率应为86.73kHz。
六、实验结果与分析
实验成功连接并得到了光电耦合芯片的各种电路，也实现了其相应的功能。
光电耦合芯片的输入端的伏安特性曲线和二极管的伏安特性曲线相同，输出端的伏安特性曲线与三极管的输出伏安特性曲线相同，这与理论值也相同。
七、讨论、心得
1.实验之前，还是要检查3个芯片的好坏。
因为本次实验线路比较多，若不先检查芯片好坏，则如果出了问题很难查找。
2.虽然一般的光电耦合器件都是非线性的，但也可以有线性光耦，信号的传输特性曲线接近直线（尤指小信号输入的情况）。
3.在连接电路过程中，一定要用两个LM358芯片。
若只用一个芯片中的两个运放，则这两个运放是共地的，这与实验要求的两边不共地要求相违背。
4.总的来说，本次实验做得还算顺利，没遇到什么大问题。