光耦合器作為一種照明電路設(shè)計(jì)過(guò)程中不可或缺的重要電子元件，其本身的工作原理和結(jié)構(gòu)情況是需要工程師們牢固掌握的。就目前的應(yīng)用情況來(lái)看，HCNR200型號(hào)的光耦合器作為一種高精度線(xiàn)性光耦，具有低成本、高線(xiàn)性度、高穩(wěn)定度等多種優(yōu)點(diǎn)，能夠完成多種光電隔離轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。
市場(chǎng)上的線(xiàn)性光耦有幾中可選擇的芯片，如Agilent公司的HCNR200/201，TI子公司TOAS的TIL300，CLARE的LOC111等。這里以HCNR200/201為例介紹
Agilent公司的HCNR200/201的手冊(cè)上給出了多種實(shí)用電路，其中較為典型的一種如下圖所示：
設(shè)輸入端電壓為Vin，輸出端電壓為Vout，光耦保證的兩個(gè)電流傳遞系數(shù)分別為K1、K2，顯然，，和之間的關(guān)系取決于和之間的關(guān)系。
將前級(jí)運(yùn)放的電路提出來(lái)看，如下圖所示：
運(yùn)算放大器A1用以調(diào)節(jié)流過(guò)LED的電流（IF），進(jìn)而控制PD1中的電流（IPD1），從而使得其同向輸入端（+端）的電壓為0V。當(dāng)VIN增大時(shí)，A1的“+”輸入電壓會(huì)變大，而IF、IPD1會(huì)隨之變大，根據(jù)PD1的接法，由于運(yùn)放沒(méi)有電流輸入，VIN經(jīng)R1和PD1到地，IPD1增大導(dǎo)致R1上的分壓增大，從而使A1的“+”輸入電壓會(huì)回落，仍然保持到0V，反之亦然。
可知：IPD1=VIN/R1
在輸出端，運(yùn)放A2將電流IPD2轉(zhuǎn)換回電壓VOUT，且VOUT= IPD2*R2。 則：VOUT/VIN=（ IPD2*R2） /（ IPD1*R1） =K3*（R2/R1）
由于K3為定值，因而，VIN和VOUT之間的關(guān)系為線(xiàn)性的，且與LED的光通量無(wú)關(guān)。其增益調(diào)整可以通過(guò)調(diào)節(jié)R1和R2的值實(shí)現(xiàn)。
實(shí)際應(yīng)用電路
圖2中的典型電路雖然符合原理，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還需要一些額外的器件來(lái)穩(wěn)定輸入極電流、限制LED的電流以及優(yōu)化電路性能等。
在圖3中，C1可以防止電路產(chǎn)生震蕩，慮除電路中的毛刺，避免LED受到意外損壞。不過(guò)在高頻應(yīng)用時(shí)，C1的存在對(duì)通道增益會(huì)有一定影響，應(yīng)根據(jù)工作頻率具體選擇C1的值。
R2可以控制LED的發(fā)光強(qiáng)度，從而對(duì)控制通道增益起一定作用。
另外由于光耦會(huì)產(chǎn)生一些高頻的噪聲，所以一般在輸出電阻R3處并聯(lián)電容C3，構(gòu)成低通濾波器，具體電容的值由輸入頻率以及噪聲頻率確定。
參數(shù)選擇
運(yùn)放可以是單電源供電或正負(fù)電源供電，圖3給出的是單電源供電的例子。為了使輸入范圍能夠從0到VCC1，需要運(yùn)放能夠滿(mǎn)擺幅工作，另外，運(yùn)放的工作速度、壓擺率不會(huì)影響整個(gè)電路的性能。市場(chǎng)上的LMV321、HA17324等運(yùn)放基本都能夠滿(mǎn)足以上要求，可以作為HCNR200的外圍電路。
電阻的選擇需要考慮運(yùn)放的線(xiàn)性范圍和線(xiàn)性光耦的工作電流IF。K1已知的情況下，IF
又確定了IPD1的值。
在圖3中，假設(shè)確定VCC1=5V，輸入在0-3.5V之間，輸出等于輸入，下面給出參數(shù)確定的過(guò)程。
1）確定IF：HCNR200是電流驅(qū)動(dòng)型，其LED的工作電流要求為 1--40mA，數(shù)據(jù)手冊(cè)推薦工作電流為25mA，因而，此處取IF=25mA。
2） 確定R2：R2=VCC1/IF=200Ω。 3） 確定R1：R1=VIN/IPD1=VIN/（K1*IF）=3.5/（0.005*25）=28KΩ。 4） 確定R3：R3=R1=28KΩ。
應(yīng)用線(xiàn)性光耦合器組成的模擬信號(hào)隔離電路，線(xiàn)性度好，電路簡(jiǎn)單，有效地解決了模擬信號(hào)與單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)之間電氣隔離問(wèn)題。HCNR200可以廣泛地應(yīng)用在需要良好穩(wěn)定性、線(xiàn)性度和帶寬的模擬信號(hào)隔離場(chǎng)合。