\
К А Ф Е Д Р А
[
и быстро развивающуюся отрасль
электронной техники, успешно до
полняющую традиционную м икро-
электронику.
П ростейш ий оптрон (ри с. 1а)
представляет собой четырехполюс
ник, состоящий из трех элементов:
источника света
1
, световода
2
и
приемника света 3. В таких оптро-
нах развязка между входом и вы-
ходом характеризуется только со-
противлением утечки цепи и со -
ставляет 10
13
...1 0
16
Ом. Входной
электрический сигнал в виде им-
пульса или перепада входного тока
возбуждает фотоизлучатель и вы
зываст спотовое излучение. Свето
ттой сигнал по световоду попадает
в фо!оприемник, на выходе которо
го образуется электрический им
пульс или перепад выходного тока.
Внутренняя связь в оптроне данно-
ю типа - фотонная, а внеш ние -
электрические.
Возможен также тип оптрона с
электрической вну тренней связью и
ф отоновыми внеш ними связям и
(рис. 16). Он служит для усиления
световых сигналов или преобразо-
вания сигнала одной частоты в сиг-
нал другой, например сигналов не-
видимо! о инфракрасного излучения
в сигнал видимого спектра. Фото
приемник
1
преобразует входной
световой си!нал в электрический.
Последний усиливается электрон
ным усилителем
2
и возбуждает ис
точник света 3, частота излучения
которою может существенно отли
чаться от частоты входного сигнала.
С помощью более сложных
0Г1ТИ
веских и электрических связей уда-
ется получить оптроны с самыми
различными свойст вами.
Достоинства оптронов базируют
ся на общем онюэлектронном прин-
ципе использования электрически
нейтральных фотонов для переноса
информации. Основные из них еле
дующие
возможность обеспечения иде-
альной электрической (тальваничес
кои) развязки между входом и вы
ходом, для оптронов не существует
каких либо принципиальных физи
чееких или конструктивных ограни
чонии по достижению сколь утодно
высоких напряжений и сопротивле
Вход
1
б
Рис. 1.
Структурная схема оптронов с внутренней фотонной связью (а) и
с
внут
ренней электрической связью (б)
ний развязки и сколь угодно малой
проходной емкости;
- возможность реализации бес-
контактного оптического управления
электронными объектами и обуслов-
ленные этим разнообразие и гиб-
кость конструкторских решений уп-
равляющих цепей;
однонаправленность распрост-
ранения информации по оптическо-
му каналу, отсутствие обратной ре-
акции приемника на излучатель;
широкая частотная полоса про
пускания оптрона, отсутствие огра-
ничения со стороны низких частот
(что свойственно импульсным транс-
форматорам); возможность переда-
чи по оптронной цепи, как импульс-
ного сигнала, так и постоянной со-
ставляющей;
возможность управления выход-
ным сигналом оптрона путем воздей-
ствия (в том числе и неэлектричес-
ко! о) на материал оптического кана-
ла и вытекающая отсюда возмож-
ность создания разнообразных дат
чиков, а также разнообразных при-
боров для передачи информации;
возможность создания функци-
ональных микроэлектронных уст-
ройств с фотоприемниками, харак
тористики которых при освещении
изменяются по сложному заданному
закону;
- невосприимчивость оптических
каналов связи к воздействию элек-
тромагнитных полей, что в случае
“длинных” оптронов (с протяженным
волоконно оптическим световодом
между излучателем и приемником)
обусловливает их защищенность от
помех и уточки информации, а так
же исключает взаимные наводки;
ф изическая и конструктивно
технологическая совместимость с
другим и полупроводниковы м и и
микроэлектронными приборами.
Оптронам присущи и определен-
ные недостатки:
- значительная потребляемая
мощность, обусловленная необходи
мостью двойного преобразования
энергии (электричество - свет -
электричество) и невысокими КПД
этих переходов;
- повышенная чувствительность
параметров и характеристик к воз-
действию повышенной температуры
и проникающей ядериой радиации;
более или менее заметная вре
менная деградация (ухудшение) па-
раметров;
- относительно высокий уровень
собственных шумов, обусловлен-
ный, как и два предыдущих недо-
статка, особенностями физики све-
тодиодов;
- сложность реализации обрат
ных связей, вызванная электричес-
кой разобщенностью входной и вы-
ходной цепей;
- конструктивно-технологическое
несоверш енство, связанное с и с-
пользованием гибридной непланар
ной технологии, (с необходимостью
объединения в одном приборе не
скольких - отдельных кристаллов из
различных полупроводников, распо-
лагаемых в разных плоскостях).
Перечисленные недостатки опт-
ронов по мере совершенствования
материалов, технологии, схемотех
ники частично устраняются, но, тем
не менее, еще длительное время
будут носить достаточно принципи-
альный характер. Однако их досто-
инства столь высоки, что обеспечи-
вают уверенную конкурентность оп
тронов среди других электронных
приборов.
В качестве элсмен т ов гальва! тичес
кой развязки оптроны применяются:
для связи блоков аппаратуры, меж
ду которыми имеется значительная
I
’ 5
Радиолюбитель
07/2004 |
предыдущая страница 14 Радиолюбитель 2004-07 читать онлайн следующая страница 16 Радиолюбитель 2004-07 читать онлайн Домой Выключить/включить текст