имеются источник и приемник излучения ( светоизлучатель и фотоприемник) с тем или иным видом оптической и электрической связи между ними конструктивно связанные друг с другом ОПРЕДЕЛЕНИЕ Оптронами называют такие оптоэлектронные приборы, в которых:
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ В излучателе энергия электрического сигнала преобразуется в световую, в фотоприемнике, наоборот, световой сигнал вызывает электрический отклик.
КЛАССИФИКАЦИЯ Выделяют две группы приборов: Оптопара Оптоэлектронная интегральная микросхема оптоэлектронный полупроводниковый прибор, состоящий из излучающего и фотоприемного элементов, между которыми имеется оптическая связь, обеспечивающая электрическую изоляцию между входом и выходом. состоит из одной или нескольких оптопар и электрически соединенных с ними одного или нескольких согласующих или усилительных устройств.
ОБОЗНАЧЕНИЯ Диодные оптопары Тиристорные оптопары Транзисторные оптопары Резисторные оптопары
ДОСТОИНСТВА возможность обеспечения идеальной гальванической развязки возможность реализации бесконтактного оптического управления электронными объектами ; однонаправленность распространения информации по оптическому каналу, отсутствие обратной реакции приемника на излучатель ; широкая частотная полоса пропускания оптрона, отсутствие ограничения со стороны низких частот ; невосприимчивость оптических каналов связи к воздействию электромагнитных полей, что в случае “длинных” оптронов (с протяженным волоконно-оптическим световодом между излучателем и приемником) обусловливает их защищенность от помех и утечки информации, а также исключает взаимные наводки ;
НЕДОСТАТКИ значительная потребляемая мощность, обусловленная необходимостью двойного преобразования энергии (электричество - свет - электричество) и невысокими КПД этих переходов ; повышенная чувствительность параметров и характеристик к воздействию повышенной температуры и проникающей ядерной радиации ; более или менее заметная временная деградация (ухудшение) параметров ; относительно высокий уровень собственных шумов ; сложность реализации обратных связей, вызванная электрической разобщенностью входной и выходной цепей;
ТРЕБОВАНИЯ К ИЗЛУЧАТЕЛЯМ спектральное согласование с выбранным фотоприемником; высокая эффективность преобразования энергии электрического тока в энергию излучения; преимущественная направленность излучения; высокое быстродействие ; простота и удобство возбуждения и модуляции излучения. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ Миниатюрные лампочки накаливания; Неоновые лампочки; Порошковая электролюминесцентная ячейка ( мелкокристаллические зерна сульфида цинка) ; Тонкопленочные электролюминесцентные ячейки (возбуждение атомов марганца “горячими” электронами). Светодиоды
ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДЕ ОПТРОНА высокое значение показателя преломления высокое значение удельного сопротивления высокая критическая напряженность поля достаточная теплостойкость хорошая адгезия с кристаллами кремния и арсенида галлия механическая прочность
СФЕРЫ ПРИМЕНИЯ Передача информации между устройствами, не имеющими замкнутых электрических связей; в технике получения и отображения информации; оптронные датчики, предназначенные для контроля процессов и объектов, весьма различных по природе и назначении; выполнение разнообразных операций, связанных с преобразованием, накоплением и хранением информации; замена громоздких, недолговечных и нетехнологичных (с позиций микроэлектроники) электромеханических изделий (трансформаторов, потенциометров, реле)
ПРИМЕРЫ Схема межблочной гальванической развязки. Схема сопряжения ТТЛ и МДП элементов по оптическому каналу. Передача информации Схема коммутации нагрузки переменного тока.
ПРИМЕРЫ Получение и отображение информации Оптоэлектронный датчик
ПРИМЕРЫ Замена электромеханических изделий Схема оптоэлектронного трансформатора
