开关量输入/输出为什么要采用光电耦合?光电耦合英文名字是:optical coupler,英文缩写为OC,亦称光电隔离器,简称光耦。光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离,光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。发光二极管把输入的电信号转换为光信号,传给光敏管转换为电信号输出,由于没有直接的电气连接,这样既耦合传输了信号,又有隔离干扰的作用。
光电耦合器在开关量输入输出模块中,作用是传递开关量信号,并实现电路间的电气隔离和滤除噪音和干扰。
(1)光电耦合器的输入阻抗很小,只有几百欧姆,而干扰源的阻抗较大,通常为105~106Ω。据分压原理可知,即使干扰电压的幅度较大,但馈送到光电耦合器输入端的噪声电压会很小,只能形成很微弱的电流,由于没有足够的能量而不能使二极管发光,从而被抑制掉了。
(2)光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系,也没有共地;之间的分布电容极小,而绝缘电阻又很大,回路一边的各种干扰噪声都很难通过光电耦合器馈送到另一边去,避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。
(3)光电耦合器可起到很好的安全保障作用,即使当外部设备出现故障,甚至输入信号线短接时,也不会损坏仪器/仪表。因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。
(4)光电耦合器的响应速度极快,其响应延迟时间只有10μs左右,适于对响应速度要求很高的场合。