高速开关光耦隔离电路设计

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1、实用标准文案设计任务描述1.1设计题目：高速开关光耦隔离电路1.2设计要求1.2.1设计目的：（1）掌握非线性光耦隔离电路的构成、原理与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择、使用方法。1.2.2基本要求：（1）输入信号为方波，幅度3V，频率500Hz～40kHz；（2）采用高速光耦，信号延迟时间<100us;（3）输出信号上升及下降时间占有方波周期的5%以下；（4）输出信号幅度0～6V，电流驱动力不低于1mA。1.2.3发挥部分：（1）信号带宽升至10Mb/s；（2）幅度可调；（3）其他。2时间进度安排顺序阶段

2、日期计划完成内容备注1讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始框图打分2检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误打分3检查逻辑图并指出错误及纠正；讲解接线图绘制及报告书写打分4继续修正逻辑图，指导接线图绘制方法，布置答辩打分5答辩、写报告打分精彩文档实用标准文案一设计任务描述1.1设计题目：高速开关光耦隔离电路1.2设计要求1.2.1设计目的：（1）掌握非线性光耦隔离电路的构成、原理与设计方法；（2）熟悉模拟元件的选择、使用方法。1.2.2基本要求：（1）输入信号为方波，幅度3V，频率500Hz～40kH

3、z；（2）采用高速光耦，信号延迟时间<100us;（3）输出信号上升及下降时间占有方波周期的5%以下；（4）输出信号幅度0～6V，电流驱动力不低于1mA。1.2.3发挥部分：（1）信号带宽升至10Mb/s；（2）幅度可调；（3）其他精彩文档实用标准文案二设计思路输入幅度为3V频率为500Hz的方波信号，首先通过电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用，然后通过光耦起隔离反相放大的作用，再经过仪用放大器起反相放大的作用，最后经过同相放大器起同相放大的作用并输出幅度为6V频率为500Hz的方波信号。第一个部分为

4、电压跟随器。电压跟随器在电路中起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。第二部分为光耦隔离电路。光电耦合器是一种将电信号转换成为光信号并进行传导，然后又将光信号转换为电信号进行输出。它属于一种电—光—电转换元件。这就完成了电—光—电的转换，从而起到将输入、输出隔离的作用。由于光耦的输入、输出互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好抗干扰能力且工作稳定、传输效率高。光耦在电路中起隔离反向放大的作用。第三部分为仪用放大器。仪用放大器在电路中起反相放大的作用。精彩文档实用标准文案第四部分为同相放大电路。同相放大电

5、路在电路中起同相放大的作用。以上就是我设计的由四部分组成的高速开关光耦隔离电路。精彩文档实用标准文案三设计方框图仪用放大器光耦电压跟随器信号输入信号输出同相放大器从整个电路来看，输入幅度为3V，频率为500Hz的方波信号，首先进入电压跟随器。利用电压跟随器的作用即缓冲、隔离、提高带载能力，使电路前后匹配。输入信号经电压跟随器后流经光耦。利用光耦的作用即隔离反相放大，使光耦的输出端与输入端实现电信号的隔离。并将信号做放大处理，输出信号反相。接下来是信号的放大。首先信号经仪用用放大器。利用仪用放大器的作用即反相、

6、放大。输出信号反向，并合理选择电阻的数值，使信号以一定的增益输出。然后信号经同相放大器。利用同相放大器的作用即同相、放大。输出信号同相，并合理选择电阻的数值，使信号以一定的增益输出。最后输出幅度为6V，频率为500Hz的方波信号。精彩文档实用标准文案四各部分电路设计及参数计算4.1电压跟随器电压跟随器输入信号为幅度为3V,频率为500Hz的方波，电压跟随器的电压增益Av=1，且同相。输入电阻Ri趋于无穷大，输出电阻Ro趋于零。其输出信号的幅度为3V，同相，频率为500Hz。精彩文档实用标准文案4.2光耦输入光

7、耦的信号的幅度为3V，频率为500Hz，根据光耦这一元件的自身特性，光耦起到了隔离反相放大的作用，其输出信号的幅度为2.5V，反相，频率为500Hz。精彩文档实用标准文案4.3仪用放大器R1R2R2R3R3R4R4输入仪用放大器的信号的幅度为2.5V，频率为500Hz。如图所示，仪用放大器的增益Av=-R4/R3(1+2R2/R1)。输出信号的幅度为1.5V，反相，频率为500Hz。精彩文档实用标准文案4.4同相放大器R1R2输入同相放大器的信号幅度为1.5V,频率为500Hz。如图所示，同相放大器的增益Av

8、=1+R2/R1，即Av=1+150/50=4。因为1.5×4=6所以输出信号的幅度为6V，同相，频率为500Hz。精彩文档实用标准文案五工作过程分析5.1电压跟随器输入幅度为3V，频率为500Hz的方波，并通过电压跟随器。电压跟随器的增益等于1，但其输入电阻趋于无穷大，而其输出电阻趋于零，故在电路中作为阻抗变换器或缓冲器，起到缓冲、隔离、提高带载能力的作用5.2光耦信号经第一部分电路即电压跟随器进