Разновидности оптронов

Основным универсальным видом излучателя, используемым в оптронах, является светодиод, поэтому оптроны получают название от вида фотоприемника. Например, используемый в лабораторной работе диодный оптрон – оптрон, у которого излучателем является светодиод, а приемник выполнен на основе фотодиода.

Достоинства и недостатки оптронов

Достоинства этих приборов базируются на общем оптоэлектронном принципе использования электрически нейтральных фотонов для переноса информации. Основные из них:

· возможность обеспечения идеальной электрической (гальванической) развязки между входом и выходом;

· однонаправленность распространения информации по оптическому каналу, отсутствие обратной реакции приемника на излучатель;

· широкая частотная полоса пропускания оптрона, отсутствие ограничения со стороны низких частот; возможность передачи по оптронной цепи как импульсного, так и постоянной составляющей;

· возможность управления выходным сигналом оптрона путем воздействия на материал оптического канала и вытекающая отсюда возможность создания разнообразных датчиков, а также разнообразных приборов для передачи информации,

Оптронам присущи и определенные недостатки:

· значительная потребляемая мощность, обусловленная необходимостью двойного преобразования энергии и невысокими КПД этих переходов;

· более или менее заметная временная деградация (ухудшение) параметров;

· повышенная чувствительность параметров и характеристик к воздействию повышенной температуры и проникающей ядерной радиации;

· относительно высокий уровень собственных шумов, обусловленный, как и два предыдущих недостатка, особенностями физики светодиодов;

· сложность реализации обратных связей, вызванная электрической разобщенностью входной и выходной цепей.

Параметры и характеристики

Система параметров оптопар формируется из четырех групп параметров и режимов:

1. Входные параметры (характеризуют входную цепь оптрона):

· Входной ток I_вх;

· Выходной ток I_вых;

· Выходная емкость С_вх.

2. Выходные параметры (характеризуют выходную цепь оптрона):

· Максимальное допустимое обратное выходное напряжение U_{вых. обр}

· Максимальный допустимый выходной ток I_{вых. макс}

· Темновой ток на выходе I_{т. вых.}

· Выходная емкость C_вых.

3. Параметры передаточной характеристики (характеризуют степень воздействия излучателя на фотоприемник):

· Коэффициент передачи тока K_I;

· Граничная частота f_гр.

· Время нарастания (спада) t_нар(сп),время задержки t_зд;

4. Параметры гальванической развязки (показывают, насколько приближается оптрон к идеальному элементу развязки):

· Максимальное допустимое пиковое напряжение между входом и выходом U_разв.

· Максимальное допустимое напряжение между входом и выходом U_{разв. макс.}

· Сопротивление гальванической развязки R_разв.

· Проходная емкость C_разв.

Входные характеристики диодного оптрона определяются параметрами светодиодом, а выходные – выбранным типом фотодиода.

Основное направление применения оптронов - в качестве элементов гальванической развязки. Другая важнейшая область применения оптронов – оптическое, бесконтактное управление сильноточными и высоковольтными цепями.

Различные оптроны (диодные, резисторные, транзисторные) находят применение и в чисто радиотехнических схемах модуляции, автоматической регулировки, усиления и др.

Уникальность оптронов как элементов гальванической развязки и бесконтактного управления, разнообразие и уникальность многих других функций являются причиной того, что сферами применения этих приборов стали вычислительная техника, автоматика, АСУ, измерительная техника, системы контроля и регулирования, медицинская электроника, устройства визуального отображения информации.