光耦測試之頻率篇

光耦全稱光耦合器（opticalcoupler），它是以光為媒介來傳輸電信號的器件，輸入與輸出之間除了光束外無其它任何連接，完全隔離。在數(shù)字電路應(yīng)用廣泛。

根據(jù)輸出類型一般有如下幾類：晶體管輸出、高速集成電路輸出、三端雙向可控硅輸出和光控繼電器。在電路設(shè)計中以晶體管輸出和高速集成電路輸出使用居多，本次測試的光耦選用這兩類為樣品。

光耦的響應(yīng)頻率與光耦的打開關(guān)閉速度即上升沿與下降沿時間有關(guān)，其中上升沿與光耦的輸入電流有關(guān)，輸入電流越大，上升沿越短。下降沿與光耦的輸出負(fù)載有關(guān)，負(fù)載越重電流釋放越快，下降沿也越長。

本測試使用的電路如下：

圖1

輸入信號由FPGA提供，高電平3.3V，輸出為24V系統(tǒng)?？紤]到光耦輸入很多是由單片機(jī)之類的提供，其驅(qū)動電流有限，最大的也就十幾毫安，因此測試是選用10mA的輸入電流，因不同光耦的壓降不同，需通過可調(diào)電位器R2進(jìn)行微調(diào)。一般晶體管輸出（不包括達(dá)林頓輸出，關(guān)于該類型光耦后文有討論）的光耦輸出電流可到50mA，在測試中我們在輸出端串上一只1k的電阻，然后施加24V的電壓，此時的負(fù)載電流約23mA，接近標(biāo)稱值的一半。

測試樣品：TLP521-1,PS2801-1,PS2805-1,TLP127,TLP181,HCPL0601

測試使用頻率分檔：40M、20M、10M、8M、6.15M、4M、2M、1M、800K、615K、400K、200K、100K、80K、61.5K、40K、20K、10K、8K、6.15K、4K、2K、1K

測試結(jié)果：

測試過程中的截圖如下

TLP521-1
PS2801-1
PS2805-1
TLP127(2K)
TLP127(4K)
TLP181
HCPL0601

測試中發(fā)現(xiàn)TLP127的關(guān)閉時間很長，該光耦為達(dá)林頓管輸出，其原因可能是由于達(dá)林頓管的輸出電流能力較強(qiáng)，最大可達(dá)150mA，而我們測試電路的負(fù)載較小，輸出端瀉電流較慢，導(dǎo)致電平保持時間、關(guān)斷時間等都很長。在4K波形中可以看到，電流尚未來得及完全釋放下一個上升沿即已經(jīng)開始，此時的信號輸出已經(jīng)無法正常使用。芯片手冊上給出的參數(shù)亦是如此，在典型電路的測試中（詳情請參閱廠家的數(shù)據(jù)手冊）關(guān)斷時間達(dá)到80us，因此在使用該類型光耦是要注意。HCPL0601為高速集成電路輸出光耦，因此可使用頻率相當(dāng)高，測試中甚至可達(dá)到20MHz的極限頻率。

從測試結(jié)果上來看，同種類型的光耦性能相差不大，基本上可以互用。本次測試只是在一個固定的輸入電流與輸出負(fù)載下進(jìn)行的，這些因素也會對光耦的性能有較大影響，后期將會繼續(xù)進(jìn)行輸入電流、輸出負(fù)載這些因素與光耦性能之間的關(guān)系，敬請期待。

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