什么是光電耦合器 有何作用？

光電耦合器是一種將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的器件，光電耦合器的功能是將輸入的交流電信號轉(zhuǎn)化為光信號，以便于傳輸。光電耦合器用光學(xué)元件將信號和光源聯(lián)系起來，其特征是：用透明介質(zhì)做成光通道；有可調(diào)的折射率使光能順利通過；在接收端可檢測到兩個(gè)不同光通量、不同波長和頻率。光電耦合器在現(xiàn)代通訊、計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備中有著廣泛應(yīng)用，它已經(jīng)成為現(xiàn)代通訊系統(tǒng)不可缺少的器件。

光電耦合器的介紹

光電耦合器是將光電效應(yīng)應(yīng)用于傳輸電路的一種器件。

光電耦合器用于將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，或?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)換成電信號。光電耦合器分為直接耦合和間接耦合兩種。

直接耦合就是將光纖兩端的電壓直接加到一個(gè)電介質(zhì)上，它與電光變壓器的原理相同。

間接耦合又稱串級傳導(dǎo)、并聯(lián)傳導(dǎo)等。

光電耦合器主要有如下類型：傳輸型光電耦合器，接收型光電耦合器等。

通常，人們常說的光耦就是指傳輸型光電耦合器，通常使用光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)兩部分構(gòu)成，其中輸入信號經(jīng)檢測電路后送到光耦控制電路；同時(shí)經(jīng)過放大和整形電路后再送到反饋回路或由光接收機(jī)發(fā)出指示信號給光耦的驅(qū)動電路。

其優(yōu)點(diǎn)是體積小、功耗低、輸出損耗小且可提高抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是體積大、重量重、可靠性差；另外對于高速高功率信號輸入時(shí)其轉(zhuǎn)換效率低和衰減大也是其缺點(diǎn)。

根據(jù)傳輸光信號的種類分為兩種：

一、光電耦合器用于交流和直流信號的隔離，可用于自動控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)電源和通訊設(shè)備中。

其特點(diǎn)是光電轉(zhuǎn)換效率高、體積小、重量輕、抗電磁干擾性能好，工作溫度范圍寬，工作電壓穩(wěn)定，可在高頻條件下應(yīng)用。

光電耦合器（Phot-to-Ethernet），也稱光電分路器、光纖分路器件。

它將兩根光纖直接耦合成一個(gè)光波導(dǎo)。

光波導(dǎo)可以是單模，也可以是多模光纖。

單模的光纖可以通過光電二極管形成一個(gè)完整的光發(fā)射器件；而多模光纖只有一個(gè)波長選擇器且具有可選擇的增益帶寬。

多模光纖（Polymetric fiber）在耦合后，每根光纖只傳輸一個(gè)波長。

二、光電耦合器用于交流電路時(shí)，輸入信號不是基波，而是與輸入頻率相關(guān)的任意高次諧波；

而用于傳輸光信號時(shí)，輸入信號是基波信號，但與光耦合器的光發(fā)射端（也稱為光源）、光接收機(jī)、光放大電路及反饋回路等無關(guān)。

光電耦合器的優(yōu)點(diǎn)是體積小，可靠性高及輸出損耗小，而且可以提高抗干擾能力和抗誤碼能力。

缺點(diǎn)是輸出電平不穩(wěn)定和傳輸線較長。

光電耦合器通常包括：輸入接口和輸出接口兩部分。

其中輸入接口主要包括：耦合端、信號處理端、檢測端等，輸出接口主要包括：控制端子、驅(qū)動端、放大器等

對于光電耦合器來說，主要是根據(jù)信號的性質(zhì)來決定選擇不同的光耦類型，目前使用比較廣泛的是以光纖為傳輸介質(zhì)的光纖式光電耦合器和光纖無源光電耦合器。

三、光電接點(diǎn)可在較寬的電壓范圍內(nèi)工作，能很好地抑制電網(wǎng)和設(shè)備的諧振；

在某些場合下，光電接點(diǎn)也可作為功率放大器的輸入級。

主要用于光纖通信系統(tǒng)，通信設(shè)備中作連接光纖和光纜的光端機(jī)。

主要產(chǎn)品有：高穩(wěn)定光纖連接器、光纜光耦合器、光電放大器（如圖1）和光電開關(guān)等。

其中，高穩(wěn)定光纖連接器是采用高性能光傳輸材料并在高性能玻璃基板上制成的。它能承受-100℃~+200℃的溫度范圍且具有良好地抗腐蝕能力，是光纖長距離傳輸和光纖通信系統(tǒng)中最常用的一種光纖光纜接口技術(shù)。

（3）光電耦合器在光纖連接器中應(yīng)用的一個(gè)例子是在光纜中傳輸數(shù)據(jù)。

四、其連接方式簡單，只需一端引出端子連接即可；

一、光耦合器件分為兩大類，即光電耦合器和電光耦合器。

二、光電耦合器件的基本功能是將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成光信號，一般在輸入端和輸出端都有接口。

三、在光纖耦合中采用光學(xué)耦合器，它的優(yōu)點(diǎn)是輸出無損耗、體積小，傳輸距離遠(yuǎn)。

四、在光纖網(wǎng)絡(luò)中，常用的光耦合器有光纖放大器（OPA）驅(qū)動光纖濾波器（SFF）和光纖耦合器等。

五、光電耦合器根據(jù)介質(zhì)不同分為：石英耦合器（石英光纖）、陶瓷耦合器（陶瓷光纖）和玻璃耦合器。

六、光纖中使用光學(xué)隔離區(qū)時(shí)，應(yīng)采用光隔離放大器進(jìn)行隔離。

五、能在-40℃~+85℃范圍內(nèi)長期工作，溫度系數(shù)小。

[4]光電耦合器，又稱光濾波器。

[5]由兩部分組成：（1）光生電信號通過光電耦合器的耦合而輸出；（2）光生電信號經(jīng)過光電耦合器后通過電光變壓器的另一端輸出。

[6]電光效應(yīng)是使光敏二極管在吸收光源輻射能量后，產(chǎn)生響應(yīng)電壓的過程。

[7]光電器件有多種分類方法，按工作原理和工作特性分為二極管整流型、光電探測器型，按光學(xué)特性分類則有雙折射和多折射效應(yīng)的兩種。

[8]主要用于光纖通信領(lǐng)域、光纖傳感領(lǐng)域和光通信應(yīng)用等方面。

[9]在光通信中，用來實(shí)現(xiàn)光源和放大器的匹配；在光信息處理中，則用來實(shí)現(xiàn)信息傳輸與處理，即用于光通信系統(tǒng)中的放大器與光接收機(jī)之間、光接收機(jī)與控制中心計(jì)算機(jī)之間等各種設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

六、體積小巧，尺寸為16 mm×12 mm×1.5 mm。

八、高可靠性，無信號丟失，可使用50年以上，無需維護(hù)；

九、超低的工作溫度性能：-40℃~+85℃。

由于光電耦合器的作用及特點(diǎn)，在通訊行業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛[1]。例如光端機(jī)，光開關(guān)，光纖插拔器以及光纖通信中的光電耦合器。

但是隨著技術(shù)進(jìn)步和成本控制，許多光模塊制造商逐漸放棄了這些昂貴的小元件。因此，許多光接口盒生產(chǎn)商都改用價(jià)格便宜且性能可靠的光電耦合器來代替它們。

目前國內(nèi)市場上常見的光電耦合器主要有以下幾種：

七、能實(shí)現(xiàn)信號的雙向傳輸。

也稱為單端光電耦合器。

光纖耦合器是用于光信號分配的光纖耦合集成電路[2]。

光控光纖耦合組件簡稱 LTCC，又稱光纖耦合器陣列，是一種光電效應(yīng)集成化器件，通過在半導(dǎo)體制造工藝中摻入一層摻硅氧化物而制成。

通?？煞譃椋汗怆姺致菲?、光衰減器、光分路器、激光器光耦合器、激光器光隔離器等多種類型。