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测量光耦响应时间的简单电路

2011年11月30日 ?? 收藏0
本例中的电路可以用于测量光敏电阻型光耦的启动与恢复时间(图1)。这些光耦器件一般用于音频压缩器或音量控制电路。本设计使用了一只振荡的施密特触发器,在其反馈回路中有光耦DUT(待测器件)。光敏电阻与电阻R1构成一个分压器,控制施密特触发器的输入。光耦的LED连接到触发器的输出端。用示波器或数字万用表就可以测量输出脉冲的周期。负输出脉冲的周期等于开关导通时间,或启动时间。正脉冲的周期则等于开关断开时间,或恢复时间。启动与恢复时间取决于R1的值;改变R1的值就可以观察到两个时间。使用图1中的元件值时,输出脉冲的周期为启动时间0.15ms,恢复时间为2.7ms。

图1,在振荡电路的反馈回路中加入一个光敏电阻,就可以测出光耦的上升时间和下降时间。
图1,在振荡电路的反馈回路中加入一个光敏电阻,就可以测出光耦的上升时间和下降时间。

在振荡期间,光敏电阻的阻值从RP1变化至RP2。电路根据R1、电源电压,以及施密特触发器阈值电压,扫过这些光敏电阻值,如下式:RP1=R1×VT2/(VCC-VT2),以及RP2=R1×VT1/(VCC-VT1),其中,VT1为施密特触发器的正向阈值电压,VT2为负向阈值电压。

采用74HC14逻辑系列器件时,可以从数据表中找到阈值电压以及电源电压,从而按下式得到典型值:VT1=0.53×VCC,以及VT2=0.31×VCC。用5V电源电压时,解出下列方程可得光敏电阻的区间为:RP1=0.45×VR1,以及RP2=1.13×VR1。

这种方法可以挑选一个R1的值,使光敏电阻的区间适合于你的设备。另外,还可以改变电阻R2的值,这样可以观察到DUT的LED电流-启动时间的关系特性,而不会影响恢复时间。注意,R2限制了通过LED的电流;如果其阻值过大,则振荡将不会发生。

这种电路可以配合由绿色超亮LED和MPY7P光敏电阻组成的光耦。最近的一个设计实例虽然详细,但却缺少了响应时间的数据(参考文献1)。

参考文献

1. Foit, Julius, and Jan Novák, “Photoresistor provides negative feedback to an op amp, producing a linear response,”?EDN, May 27, 2010, pg 49.


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