జత "ఆప్టికల్ ట్రాన్స్మిటర్ - ఆప్టికల్ రిసీవర్" చాలా కాలంగా ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో ఉపయోగించబడింది. రిసీవర్ మరియు ట్రాన్స్మిటర్ ఒకే ఎన్‌క్లోజర్‌లో ఉండి వాటి మధ్య ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ ఉండే ఎలక్ట్రానిక్ కాంపోనెంట్‌ను ఆప్టోకప్లర్ లేదా ఆప్టోకప్లర్ అంటారు.
కంటెంట్‌లు
ఆప్ట్రాన్ డిజైన్
ఆప్ట్రాన్‌లు ఆప్టికల్ ట్రాన్స్మిటర్ (ఉద్గారిణి), ఆప్టికల్ ఛానల్ మరియు ఆప్టికల్ రిసీవర్‌లను కలిగి ఉంటాయి. ఫోటోట్రాన్స్మిటర్ ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌ను ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌గా మారుస్తుంది. చాలా సందర్భాలలో ట్రాన్స్మిటర్ LED (ప్రారంభ నమూనాలు ప్రకాశించే లేదా నియాన్ బల్బులను ఉపయోగించాయి). LED ల ఉపయోగం సూత్రప్రాయంగా లేదు, కానీ అవి మరింత మన్నికైనవి మరియు నమ్మదగినవి.
ఆప్టికల్ సిగ్నల్ రిసీవర్‌కు ఆప్టికల్ ఛానెల్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది. ఛానెల్ మూసివేయబడవచ్చు - ట్రాన్స్మిటర్ ద్వారా విడుదలయ్యే కాంతి ఆప్టోకప్లర్ యొక్క శరీరానికి మించి వెళ్లనప్పుడు. అప్పుడు రిసీవర్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిటర్ యొక్క ఇన్పుట్ వద్ద సిగ్నల్తో సమకాలీకరించబడుతుంది. ఈ ఛానెల్‌లను గాలితో నింపవచ్చు లేదా ప్రత్యేక ఆప్టికల్ సమ్మేళనంతో నింపవచ్చు. ఛానెల్ ఉన్న "పొడవైన" ఆప్టోకప్లర్లు కూడా ఉన్నాయి ఫైబర్ ఆప్టిక్.
ఉత్పత్తి చేయబడిన రేడియేషన్ రిసీవర్‌ను చేరుకోవడానికి ముందు ఎన్‌క్లోజర్‌ను వదిలివేసేలా ఆప్టోకప్లర్ రూపొందించబడితే, దానిని ఓపెన్ ఛానల్ అంటారు. కాంతి పుంజం యొక్క మార్గంలో అడ్డంకులను గుర్తించడానికి దీనిని ఉపయోగించవచ్చు.
ఫోటోడెటెక్టర్ ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌ను తిరిగి ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌గా మారుస్తుంది. అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించే రిసీవర్లు:
- ఫోటోడియోడ్లు. సాధారణంగా డిజిటల్ కమ్యూనికేషన్ లైన్లలో ఉపయోగిస్తారు. వారు చిన్న సరళ విభాగాన్ని కలిగి ఉన్నారు.
- ఫోటోరేసిస్టర్లు. వారి లక్షణం రిసీవర్ యొక్క రెండు-మార్గం వాహకత. రెసిస్టర్ ద్వారా కరెంట్ ఏ దిశలోనైనా వెళ్ళవచ్చు.
- ఫోటోట్రాన్సిస్టర్లు. అటువంటి పరికరాల యొక్క లక్షణం ఆప్టో-ట్రాన్సిస్టర్ మరియు అవుట్పుట్ సర్క్యూట్ రెండింటి ద్వారా ట్రాన్సిస్టర్ కరెంట్‌ను నియంత్రించగల సామర్థ్యం. అవి సరళ మరియు డిజిటల్ మోడ్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి. ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు సమాంతరంగా మారినవి ప్రత్యేక రకం ఆప్టోకప్లర్లు. ఈ పరికరాలు అంటారు సాలిడ్ స్టేట్ రిలేలు.
- ఫోటోథైరిస్టర్లు. ఇటువంటి ఆప్టోకప్లర్లు పెరిగిన అవుట్పుట్ శక్తి మరియు స్విచ్చింగ్ వేగంతో వర్గీకరించబడతాయి, అటువంటి పరికరాలు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క అంశాలను నియంత్రించడానికి సౌకర్యవంతంగా ఉంటాయి. ఈ పరికరాలు సాలిడ్-స్టేట్ రిలేల వర్గానికి చెందినవి.
Optocoupler microcircuits - ఆప్టోకప్లర్ అసెంబ్లీలు ఒక ప్యాకేజీలో ఆప్టోకప్లర్ వైరింగ్తో - విస్తృతంగా మారాయి. ఇటువంటి ఆప్టోకప్లర్లు మారే పరికరాలు మరియు ఇతర ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగించబడతాయి.
ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు
ఆప్టికల్ పరికరాలలో గుర్తించబడిన మొదటి ప్రయోజనం యాంత్రిక భాగాలు లేకపోవడం. దీని అర్థం ఆపరేషన్ సమయంలో ఎలక్ట్రోమెకానికల్ రిలేల మాదిరిగా ఘర్షణ, దుస్తులు మరియు కన్నీటి, స్పార్కింగ్ పరిచయాలు లేవు. సిగ్నల్ గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్ (ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు మొదలైనవి) ఆప్టోకప్లర్లు డైరెక్ట్ కరెంట్‌తో సహా చాలా తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద పనిచేయగలవు.
అదనంగా, ఆప్టికల్ ఐసోలేటర్‌ల ప్రయోజనం ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ మధ్య చాలా తక్కువ కెపాసిటివ్ మరియు ఇండక్టివ్ కలపడం.ఇది పల్స్ మరియు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ జోక్యం యొక్క ప్రసార సంభావ్యతను తగ్గిస్తుంది. ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ మధ్య మెకానికల్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ కప్లింగ్ లేకపోవడం నాన్-కాంటాక్ట్ కంట్రోల్ మరియు స్విచింగ్ సర్క్యూట్‌లను రూపొందించడానికి వివిధ రకాల సాంకేతిక పరిష్కారాలను అందిస్తుంది.
వాస్తవ-ప్రపంచ డిజైన్‌లు ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ కోసం వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌లో పరిమితం అయినప్పటికీ, ఈ లక్షణాలను పెంచడానికి ప్రాథమిక సైద్ధాంతిక అడ్డంకులు లేవు. ఇది దాదాపు ఏదైనా అప్లికేషన్‌కు సరిపోయేలా ఆప్టోకప్లర్లను రూపొందించడానికి అనుమతిస్తుంది.
ఆప్టోకప్లర్‌ల యొక్క ప్రతికూలతలు వన్-వే సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌ను కలిగి ఉంటాయి - మీరు ఫోటోడెటెక్టర్ నుండి ట్రాన్స్‌మిటర్‌కు తిరిగి ఆప్టికల్ సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేయలేరు. ట్రాన్స్మిటర్ సిగ్నల్‌కు రిసీవర్ సర్క్యూట్ ప్రతిస్పందనకు సరిపోలడానికి ఇది ఫీడ్‌బ్యాక్ లూప్‌ను నిర్వహించడం కష్టతరం చేస్తుంది.
స్వీకరించే భాగం యొక్క ప్రతిస్పందన ట్రాన్స్మిటర్ రేడియేషన్‌ను మార్చడం ద్వారా మాత్రమే కాకుండా, ఛానెల్ యొక్క స్థితిని ప్రభావితం చేయడం ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతుంది (విదేశీ వస్తువుల రూపాన్ని, ఛానల్ మాధ్యమం యొక్క ఆప్టికల్ లక్షణాలలో మార్పులు మొదలైనవి). ఇటువంటి ప్రభావం నాన్-ఎలక్ట్రికల్ స్వభావం కలిగి ఉంటుంది. ఇది ఆప్టోకప్లర్లను ఉపయోగించే అవకాశాలను విస్తరిస్తుంది. బాహ్య విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాలకు సున్నితత్వం అధిక శబ్దం రోగనిరోధక శక్తితో డేటా ఛానెల్‌లను సృష్టించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
ఆప్ట్రాన్స్ యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలత సిగ్నల్ యొక్క డబుల్ మార్పిడిలో సిగ్నల్ నష్టాలతో సంబంధం ఉన్న తక్కువ శక్తి సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అధిక అంతర్గత శబ్ద స్థాయి కూడా ప్రతికూలంగా పరిగణించబడుతుంది. ఇది ఆప్టోకప్లర్‌ల యొక్క సున్నితత్వాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు బలహీనమైన సంకేతాలు అవసరమైన చోట వాటి అప్లికేషన్‌ను పరిమితం చేస్తుంది.
ఆప్టోకప్లర్లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు వాటి పారామితులపై ఉష్ణోగ్రత ప్రభావాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం - ఇది ముఖ్యమైనది.అదనంగా, ఆప్టోకప్లర్స్ యొక్క ప్రతికూలతలు ఆపరేషన్ సమయంలో మూలకాల యొక్క గుర్తించదగిన క్షీణత మరియు ఒక ప్యాకేజీలో వివిధ సెమీకండక్టర్ పదార్థాల ఉపయోగంతో సంబంధం ఉన్న ఉత్పత్తిలో సాంకేతికత యొక్క నిర్దిష్ట లేకపోవడం.
ఆప్టోకప్లర్ లక్షణాలు
ఆప్టోకప్లర్ పారామితులు రెండు వర్గాలుగా విభజించబడ్డాయి:
- సిగ్నల్ ప్రసారం చేయడానికి పరికరం యొక్క లక్షణాలను వర్గీకరించడం;
- ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ మధ్య డీకప్లింగ్‌ను వర్ణిస్తుంది.
మొదటి వర్గం ప్రస్తుత బదిలీ గుణకం. ఇది LED యొక్క ఉద్గారత, రిసీవర్ యొక్క సున్నితత్వం మరియు ఆప్టికల్ ఛానెల్ యొక్క లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ గుణకం అవుట్పుట్ కరెంట్‌కి ఇన్పుట్ కరెంట్ నిష్పత్తికి సమానం మరియు చాలా రకాల ఆప్టోకప్లర్‌లకు 0.005 ... 0.2. ట్రాన్సిస్టర్ మూలకాలు 1 వరకు బదిలీ గుణకం కలిగి ఉంటాయి.
మేము ఆప్టోకప్లర్‌ను క్వాడ్రూపోల్‌గా పరిగణించినట్లయితే, దాని ఇన్పుట్ లక్షణం పూర్తిగా వోల్టమీటర్ (LED) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు అవుట్పుట్ లక్షణం రిసీవర్ లక్షణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సాధారణంగా ఇన్పుట్ లక్షణం నాన్‌లీనియర్, కానీ కొన్ని రకాల ఆప్టోకప్లర్లు లీనియర్ విభాగాలను కలిగి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, ఒక మంచి లీనియరిటీ డయోడ్ ఆప్టోకప్లర్ యొక్క WAV యొక్క భాగాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కానీ ఈ విభాగం చాలా పెద్దది కాదు.
రెసిస్టర్ మూలకాలు కాంతి నిరోధకతకు చీకటి నిరోధకత (సున్నాకి సమానమైన ఇన్పుట్ కరెంట్ వద్ద) నిష్పత్తి ద్వారా కూడా మూల్యాంకనం చేయబడతాయి. థైరిస్టర్ ఆప్టోకప్లర్స్ కోసం ఒక ముఖ్యమైన లక్షణం ఓపెన్ స్టేట్‌లో కనిష్ట హోల్డింగ్ కరెంట్. అత్యధిక ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కూడా ఆప్టోకప్లర్ యొక్క ముఖ్యమైన లక్షణం.
గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్ యొక్క నాణ్యత దీని ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది:
- ఇన్పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్‌కు వర్తించే గొప్ప వోల్టేజ్;
- ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ మధ్య గొప్ప వోల్టేజ్;
- ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ మధ్య ఇన్సులేషన్ నిరోధకత;
- నిర్గమాంశ కెపాసిటెన్స్.
చివరి పరామితి ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య కెపాసిటెన్స్ ద్వారా ఆప్టికల్ ఛానెల్‌ను దాటవేసి, ఇన్పుట్ నుండి అవుట్‌పుట్‌కు లీక్ అయ్యే ఎలక్ట్రికల్ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్ సామర్థ్యాన్ని వర్ణిస్తుంది.
ఇన్పుట్ సర్క్యూట్ యొక్క సామర్థ్యాలను నిర్ణయించడానికి పారామితులు ఉన్నాయి:
- ఇన్పుట్ లీడ్‌లకు వర్తించే గొప్ప వోల్టేజ్;
- LED నిర్వహించగల అతిపెద్ద కరెంట్;
- రేటెడ్ కరెంట్ వద్ద LED అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్;
- రివర్స్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ - LED నిర్వహించగలిగే రివర్స్ పోలారిటీ వోల్టేజ్.
అవుట్పుట్ సర్క్యూట్ కోసం, ఈ లక్షణాలు అత్యధికంగా అనుమతించదగిన కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ అవుట్పుట్ మరియు జీరో ఇన్పుట్ కరెంట్ వద్ద లీకేజ్ కరెంట్‌గా ఉంటాయి.
ఆప్టోకప్లర్స్ కోసం అప్లికేషన్లు
కొన్ని కారణాల వల్ల (విద్యుత్ భద్రత, మొదలైనవి) సిగ్నల్ సోర్స్ మరియు రిసీవర్ మధ్య డీకప్లింగ్ అవసరమయ్యే చోట క్లోజ్డ్ ఛానెల్‌తో ఆప్టోకప్లర్లు ఉపయోగించబడతాయి. ఉదాహరణకు, ఫీడ్‌బ్యాక్ సర్క్యూట్‌లలో విద్యుత్ సరఫరాలను మార్చడం - సిగ్నల్ PSU యొక్క అవుట్పుట్ నుండి తీసుకోబడింది, ఉద్గార మూలకానికి అందించబడుతుంది, దీని ప్రకాశం వోల్టేజ్ స్థాయిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌పై ఆధారపడి సిగ్నల్ రిసీవర్ నుండి తీసుకోబడుతుంది మరియు PWM కంట్రోలర్‌కు అందించబడుతుంది.
రెండు ఆప్టోకప్లర్‌లతో కంప్యూటర్ PSU యొక్క స్కీమాటిక్ చిత్రంలో చూపబడింది. ఎగువ ఆప్టోకప్లర్ IC2 వోల్టేజ్ స్థిరీకరణ అభిప్రాయాన్ని సృష్టిస్తుంది. దిగువ IC3 వివిక్త మోడ్‌లో పనిచేస్తుంది మరియు స్టాండ్‌బై వోల్టేజ్ ఉన్నప్పుడు PWM ICకి శక్తిని సరఫరా చేస్తుంది.
కొన్ని ప్రామాణిక విద్యుత్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ల ద్వారా సోర్స్ మరియు రిసీవర్ మధ్య గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్ కూడా అవసరం.
ఏదైనా వస్తువులు (ప్రింటర్‌లో కాగితం ఉండటం), పరిమితి స్విచ్‌లు, కౌంటర్లు (కన్వేయర్ బెల్ట్‌లోని వస్తువులు, మౌస్ మానిప్యులేటర్‌లోని గేర్ పళ్ల సంఖ్య) మొదలైన వాటిని గుర్తించడానికి సెన్సార్‌లను రూపొందించడానికి ఓపెన్ ఛానెల్‌తో కూడిన పరికరాలు ఉపయోగించబడతాయి.
సాలిడ్ స్టేట్ రిలేలు సంప్రదాయ రిలేల వలె ఉపయోగించబడతాయి - సిగ్నల్స్ మారడానికి. కానీ వారి విస్తరణ ఓపెన్ స్టేట్‌లో ఛానెల్ యొక్క అధిక ప్రతిఘటనతో నిర్బంధించబడుతుంది. అవి సాలిడ్-స్టేట్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ (హై-పవర్ ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ లేదా IGBT ట్రాన్సిస్టర్‌లు) మూలకాల కోసం డ్రైవర్‌లుగా కూడా ఉపయోగించబడతాయి.
ఆప్ట్రాన్ అర్ధ శతాబ్దం క్రితం అభివృద్ధి చేయబడింది, అయితే LED లు అందుబాటులోకి వచ్చిన తర్వాత మరియు చవకైన తర్వాత దాని విస్తృత వినియోగం ప్రారంభమైంది. ఇప్పుడు ఆప్టోకప్లర్స్ యొక్క అన్ని కొత్త మోడల్స్ (ఎక్కువగా వాటి ఆధారంగా చిప్స్) అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి మరియు వారి అప్లికేషన్ యొక్క ఫీల్డ్ మాత్రమే విస్తరిస్తోంది.
సంబంధిత కథనాలు:
