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(dá)林頓型光耦合器 （ 如 4N30） 可達(dá) 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(shù)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(shí)的非線性失真尤為嚴(yán)重 ， 因此它不適合傳輸模擬信號(hào)。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(hào)時(shí) ， 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(hào) ， 能使輸出與輸入之間呈線性關(guān)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(shè)計(jì)電路時(shí) ， 所選用的光電耦合器件必須符合國內(nèi)和國際的有關(guān)隔離擊穿電壓的標(biāo)準(zhǔn) ; 由英國埃索柯姆 （Isocom） 公司、美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的 4N ××系列 （ 如 4N25 、 4N26 、 4N35） 光耦合器 ， 目前在國內(nèi)應(yīng)用十分普遍。選用光耦器件必須具有較高的耦合系數(shù)。使用光電耦合器的原因主要有兩個(gè) ： 一個(gè)是信號(hào)隔離 ， 通過消除環(huán)路電流 ， 阻塞噪聲信號(hào)和共模瞬變 ， 改善信號(hào)質(zhì)量。第二個(gè)是電氣絕緣 ， 防止光電耦合器和靈敏電路因高壓電勢(shì)而引起損壞 ， 使用戶能夠安全地使用元器件或設(shè)備。

在開關(guān)電源隔離以及設(shè)計(jì)光耦反饋式開關(guān)電源或隔離傳輸模擬信號(hào)時(shí) ， 必須正確選擇線性光耦合器的型號(hào)及參數(shù) ， 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(diǎn)是 CTR 值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。

（2）光耦合器的電流傳輸比 （CTR） 的允許范圍是 50% ～ 200% 。這是因?yàn)楫?dāng) CTR5.0mA）， 才能正常控制占空比 ， 這會(huì)增大光耦的功耗。若 CTR》200%， 在啟動(dòng)電路或者當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí) ， 有可能誤觸發(fā) ， 影響正常輸出。

（3）若用放大器電路去驅(qū)動(dòng)光電耦合器 ， 必須精心設(shè)計(jì) ， 保證它能夠補(bǔ)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(huì)成比例地產(chǎn)生一個(gè)用于進(jìn)一步控制下一級(jí)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(hào)隔離形式。由于光耦合電路簡單 ， 在數(shù)字隔離電路或數(shù)據(jù)傳輸電路中常常用到。對(duì)于交流模擬信號(hào) ， 普通光耦因?yàn)檩斎胼敵龅木€性較差 ， 并且隨溫度變化較大 ， 限制了其在交流模擬信號(hào)隔離中的應(yīng)用。交流模擬信號(hào)隔離的一個(gè)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(jìn)階時(shí)期 ， 另外由于受光耦輸入輸出的線性以及溫度變化對(duì)特性影響較大 ， 在音響系統(tǒng)中 ， 用于前級(jí)以及小信號(hào)作隔離耦合比較適宜 ， 但用于音響后級(jí)也有如達(dá)林頓復(fù)合管組成的大電流隔離驅(qū)動(dòng)放大器 ， 其突出優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)用光耦單向傳輸性 ， 防止輸出信號(hào)包括揚(yáng)聲器反電動(dòng)勢(shì)對(duì)前級(jí)產(chǎn)生“倒灌” ， 使重放樂聲具有良好的形體框架 ， 音質(zhì)純真、自然流暢 ！

帶光電隔離系統(tǒng)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(jī)等數(shù)模音頻信號(hào)。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(tǒng)和功率放大器兩部分 ， 光電隔離系統(tǒng)由光電耦合器 4N35 及阻容元件構(gòu)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(nèi)構(gòu)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(hào)經(jīng)發(fā)光二極管轉(zhuǎn)換成光信號(hào) ， 經(jīng)光敏管接收后又轉(zhuǎn)換成電信號(hào)直接作用于 6SN7 陰極 ， 經(jīng) 6SN7 柵地電路作低噪聲輸出 ， 送入下級(jí)作電壓和功率放大推動(dòng)揚(yáng)聲器。

光電隔離部分工作電流調(diào)整方法如下 ， 前級(jí)工作電壓為 5 ～ 15V， 取自信號(hào)源電源 ， 限流電阻根據(jù)工作電流作適當(dāng)調(diào)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(diào)試簡單 ， 不必再述。

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