[发明专利]增益可调的光电耦合器

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及模拟集成电路，特别是一种增益可调的光电耦合器。

背景技术

光电耦合器是一种把发光器件和受光器件封装在同一壳体内的光电转换器件，以光为媒介传输电信号。光电耦合器的输入输出间互相隔离，具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。光电耦合器还具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽等优点，因此在各种电路中得到广泛的应用。目前光电耦合器已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。

图1所示为现有光电耦合器的结构图，包括发光二极管、接收二极管、光电检测电路和逻辑控制电路；发光二极管将输入电信号转换为一定波长的光信号，被接收二极管接收后输出电流信号给光电检测电路，光电检测对电流信号进行检测放大，输出控制信号给逻辑控制电路，控制信号经过逻辑控制电路的驱动后，输出耦合电压Vo。

上述光电耦合器由于增益为固定值，因此，其输入范围很小，不能对输入范围很大的电信号进行耦合，限制了光电耦合器的发展。

发明内容

本发明的目的在于针对上述光电耦合器的不足，提出了一种增益可调的光电耦合器，该光电耦合器能够根据输入电信号自动调节增益，提高光电耦合器的输入范围。

为实现上述目的，本发明包括：发光二极管1、接收二极管2、光电检测电路3和逻辑控制电路4；发光二极管1将输入电信号转换为光信号，光信号被接收二极管2接收后输出电流信号给光电检测电路3，光电检测电路3与逻辑控制电路4相连，逻辑控制电路4输出耦合电压Vo；其特征在于：所述光电检测电路3，包括运算放大器31、增益自动控制模块32、阈值产生模块33、迟滞比较器34、施密特触发器35和滤波器36；运算放大器31对接收二极管2接收到的接收电流Iin进行放大，输出放大信号V1给迟滞比较器34的第一输入端；增益自动控制模块32跨接在运算放大器31的输入端和输出端，用于控制光电检测电路3的增益；阈值产生模块33连接到迟滞比较器34的第二输入端；迟滞比较器34输出迟滞信号V3给施密特触发器35；施密特触发器35输出触发信号给滤波器36，滤波器36对触发信号进行滤波，输出检测信号V6给逻辑控制电路4。

作为优选，上述增益自动控制模块32，包括三个电阻R1，R2，R3，电容C1，NPN管Q1以及第一电流源I1，其中：

NPN管Q1的发射极与第二电阻R2的一端相连；NPN管Q1的基极、集电极及第一电阻R1的一端均与第一电流源I1的负端相连，作为增益自动控制模块32的输出端；

第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的另一端均与第三电阻R3的一端相连，电容C1跨接于第三电阻R3的另一端与地之间。

作为优选，上述阈值产生模块33，包括NMOS管MN1，四个电阻R4，R5，R6，R7，第二电流源I2，第一多晶硅导线T1和第二多晶硅导线T2，，其中：

NMOS管MN1的栅极、漏极及第四电阻R4的一端均与第二电流源I2的负端相连；其源极接地；

第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的另一端与第六电阻R6的一端相连，第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端相连，第七电阻R7的另一端作为阈值产生模块33的输出端；

第一多晶硅导线T1跨接于第四电阻R4的两端，第二多晶硅导线T2跨接于第六电阻R6的两端。

本发明由于采用了增益可调的光电检测电路，可根据输入电信号自动调节光电耦合器的增益，使光电耦合器能的输入范围有了大幅度的提高。

附图说明

图1为现有光电耦合器的结构图；

图2为本发明的结构图；

图3为本发明中增益自动控制模块的电路原理图；

图4为本发明中阈值产生模块的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图及其实施例对本发明作进一步描述。

参照图2，本发明的光电耦合器包括：发光二极管1、接收二极管2、光电检测电路3和逻辑控制电路4；发光二极管1将输入电信号转换为光信号，接收二极管2接收光信号后输出电流信号给光电检测电路3，光电检测电路3与逻辑控制电路4相连，逻辑控制电路4输出耦合电压Vo；

所述光电检测电路3，包括运算放大器31、增益自动控制模块32、阈值产生模块33、迟滞比较器34、施密特触发器35和滤波器36；运算放大器31和阈值产生模块33均与迟滞比较器34相连；迟滞比较器34与施密特触发器35相连；施密特触发器35与滤波器36相连，滤波器36输出检测信号V6给逻辑控制电路4。