数字量输入输出与抗干扰设计技术.ppt

该【数字量输入输出与抗干扰设计技术 】是由【sanshenglu2】上传分享，文档一共【66】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【数字量输入输出与抗干扰设计技术 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。数字量输入输出与抗干扰设计技术

主要知识点



光电耦合隔离器按其输出级不同可分为三极管型、单向晶闸管型、双向晶闸管型等几种,如图8-1所示。它们的原理是相同的,即都是通过电—光—电这种信号转换,利用光信号的传送不受电磁场的干扰而完成隔离功能的。
图8-1光电耦合隔离器的几种类型
现以最简单的三极管型光电耦合隔离器为例来说明它的结构原理,如图8-2所示。
图8-2光电耦合隔离器的结构原理
光电耦合隔离器的输入输出类似普通三极管的输入输出特性,即存在着截止区、饱和区与线性区三部分。利用光耦隔离器的开关特性(即光敏三极管工作在截止区、饱和区),可传送数字信号而隔离电磁干扰,简称对数字信号进行隔离。例如在数字量输入输出通道中,以及在模拟量输入输出通道中的A/D转换器与CPU或CPU与D/A转换器之间的数字信号的耦合传送,都可用光耦的这种开关特性对数字信号进行隔离。
例如在现场传感器与A/D转换器或D/A转换器与现场执行器之间的模拟信号的线性传送,可用光耦的这种线性区对模拟信号进行隔离。
光耦的这两种隔离方法各有优缺点。模拟信号隔离方法的优点是使用少量的光耦,成本低;缺点是调试困难,如果光耦挑选得不合适,会影响A/D或D/A转换的精度和线性度。数字信号隔离方法的优点是调试简单,不影响系统的精度和线性度;缺点是使用较多的光耦器件,成本较高。但因光耦越来越价廉,数字信号隔离方法的优势凸现出来,因而在工程中使用的最多。
要注意的是,用于驱动发光管的电源与驱动光敏管的电源不应是共地的同一个电源,必须分开单独供电,才能有效避免输出端与输入端相互间的反馈和干扰;另外,发光二极管的动态电阻很小,也可以抑制系统内外的噪声干扰。因此,利用光耦隔离器可用来传递信号而有效地隔离电磁场的电干扰。
为了适应计算机控制系统的需求,目前已生产出各种集成的多路光耦隔离器,如TLP系列就是常用的一种。
下面以控制系统中常用的数字信号的隔离方法为例说明光电耦合隔离电路。典型的光电耦合隔离电路有数字量同相传递与数字量反相传递两种,如图8-3所示。数字量同相传递如图8-3(a)所示,光耦的输入正端接正电源,输入负端接到与数据总线相连的数据缓冲器上,光耦的集电极c端通过电阻接另一个正电源,发射极e端直接接地,光耦输出端即从集电极c端引出。当数据线为低电平“0”时,发光管导通且发光,使得光敏管导通,输出c端接地而获得低电平“0”;当数据线为高电平“1”时,发光管截止不发光,则光敏管也截止使输出c端从电源处获得高电平“1”。如此,完成了数字信号的同相传递。

图8-3光电耦合隔离电路