[实用新型]一种提高光耦传输特性的电路

说明书

本实用新型涉及光耦应用电路技术领域，尤其涉及一种提高光耦传输特性的电路，包括跟随光耦输出值的浮动阈值电路和比较器，光耦的输出端与比较器的正极输入端或比较器的负极输入端相连，跟随光耦输出值的浮动阈值电路的输出端与相对应的比较器的负极输入端或比较器的正极输入端相连，光耦输出信号从最高或最低电平开始变化到总幅度的某比例值的电平值作为跟随光耦输出值的浮动阈值，当光耦输出信号大于跟随光耦输出值的浮动阈值时，比较器电平输出端翻转，从而输出相应的高低电平。本实用新型提高了光耦的传输特性，使光偶传输的速率大大提高，降低了产品成本，最重要的是大大提高了使用光耦产品的可靠性和稳定性。

技术领域

本实用新型涉及光耦应用电路技术领域，尤其涉及一种提高光耦传输特性的电路。

背景技术

光耦合器(opticalcoupler，英文缩写为OC)亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。普通光耦由于其成本低廉、品种多、生产厂家多等因素，在信号传输和隔离的电路及产品中得到了广泛应用。

图1为光耦的典型应用电路，图2为图1的输入和输出波形图，但是在应用时，由于光耦本身固有的特性导致其传输特性较差，尤其是在当传输频率达到10KHz时，在设备的整个温度范围中已经不能正常传输，如果再用来传输不同占空比的信号，比如PWM信号、通讯信号，传输影响就更大了。在上述的应用场合，光耦会大大的影响整个系统的可靠性和性能指标，即使使用高速光耦，这些问题也不可避免。图3为环境温度为25℃下内部发光管电流为2mA下输出响应时间与负载电阻关系曲线图，从图2和图3可以看出：

1)光耦输出的高低电平值不一定是电源Vcc或地，实际输出的高低电平值还跟负载电阻有关；

2)负载电阻越小，响应时间越短；

3)内部发光管关闭时输出幅度变化到约10％时的时间t_s比到幅度变化90％时间t_f要小得多，t_f是t_s的15倍左右，且不与幅度变化成正比。同时，t_s本身就比较小；

4)内部发光管导通时幅度变化约10％时的时间t_d比到幅度变化90％时间t_r要小。但与t_s、t_f的差值相比较，t_d、t_r相差不大，也就是说，内部发光管导通和关闭导致输出上升沿和下降沿时时间差别比较大，又都不与输出幅度成比例；

5)输出通常都以固定值作为高低电平的判定阈值，那么就造成输出高低电平的时间与输入相比较发生较大变化，使得整体的性能指标大大下降。

以上是基于环境温度为25℃下内部发光管电流约为2mA下单个光耦特性，对于在整个光耦的使用温度范围内，以及在不同个体之间电流传输比(Current Transfer ratio)会变化很大，不仅导致上升沿和下降沿时间发生较大变化，而且输出的幅度及高低电平值也会发生较大的变化。另外从图2可以看出，当低电平值VL高于阈值电平时接收端便认为是没有脉冲信号了。这样就会给整体的性能带来更大的影响。虽然用高速光偶或特殊光耦，在这些问题上会稍微好一些，但仍不能较好的解决这些问题，同时成本也会增加很多。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可以提高光耦传输特性的电路，该电路使得光耦产品更加可靠和稳定，同时可以降低成本。

为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是：一种提高光耦传输特性的电路，包括跟随光耦输出值的浮动阈值电路和比较器，跟随光耦输出值的浮动阈值电路的输出端和比较器的一输入端相连，比较器的另一输入端直接连接在光耦输出端上，光耦输出信号从最高或最低电平开始变化到总幅度的某比例值的电平值作为跟随光耦输出值的浮动阈值，当光耦输出信号大于跟随光耦输出值的浮动阈值时，比较器电平输出端翻转，从而输出相应的高低电平。