| Infos Home | Impressum | Original Artikel & Autoren Liste |
Aufbau
Üblicherweise besteht ein Optokoppler aus einer Leuchtdiode (LED) als Sender und einer Fotodiode, einem Fototransistor oder einem Fotothyristor als Empfänger.
Das Licht gelangt über einen lichtleitenden Isolator, wie z.B. Glas zum Empfängerelement.
Diese Anordnung wird gegen äußere Lichtstrahlung geschützt in einem Gehäuse zusammengefasst. Der Sender besteht im Allgemeinen aus einer Gallium-Arsenid-LED, deren Wellenlänge besonders gut zur spektralen Empfindlichkeit des Silizium-Empfängerbausteins paßt.
Mit Optokopplern können binäre als auch analoge Signale übertragen werden.
Gibt das Verhältnis zwischen Eingangs-und Ausgangsstrom bei Gleichstromsignalen
oder niedrigen Signalfrequenzen an. Bei Optokopplern mit Fotodiode beträgt der
CTR-Wert 0,001-0,005 vom Eingangsstrom, bei solchen mit Fototransistor
10-10000, in besonderen Schaltungen auch erheblich mehr.
Diese Spannung ist abhängig von Abstand und Anordnung von Sender und Empfänger und dem Isolationswerkstoff. Die Isolationsspannung beträgt bis zu 25 kV.
Der Widerstand zwischen Eingang und Ausgang ist sehr hoch und beträgt bis zu Ω.
Ist die höchste zulässige Arbeitsfrequenz. Sie liegt beim Optokoppler mit Fototransistor zwischen 50 und 200 kHz, bei Fotodioden beträchtlich höher.
Die Grenzfrequenz ist bei Fotodioden abhängig von der maximalen Frequenz der Sende-LED.
Kleine Abmessungen, kein Verschleiß, hoher Frequenzbereich, binäre und analoge Signalübertragung möglich, sehr geringe Koppelkapazitäten zwischen Ein- und Ausgang, keine Induktivitäten, sehr geringe Anstiegs- und Abfallzeiten des Ausgangssignals.
Restspannungen am Ausgang, geringer Eingangswiderstand, geringe Ausgangsströme, geringe Sperrspannung der Sendediode
Eine weitere wichtige Anwendung von Optokoppler ist das Absichern eines Stromkreises vor Überspannung. Tritt eine erhöhte Spannung am Dioden-Eingang auf, wird diese durch den erhöhten Strom thermisch zerstört. Den sekundären Teil (Fototransistor) beeinflusst somit diese Überspannung nicht.
Auch in Computermäusen mit Kugeln werden Bauteile mit Prinzip des Optokopplers eingesetzt, um die mechanische Bewegung der zwei Achsen über geschlitzte Scheiben in elektronische Impulse zu übersetzen. Bei der hierbei offenen Ausführung von Leuchtdiode und Fototransistor spricht man dann von einer Lichtschranke.Kennwerte
Gleichstrom-Übertragungsverhältnis CTR
Isolationsspannung
Isolationswiderstand
Grenzfrequenz
Vorteile von Optokopplern
Nachteile von Optokopplern
Einsatz des Optokopplers
Ein Anwendungsfall zum Beispiel im Krankenhaus stellt das Entkoppeln der Ausgangssignale eines Patientenüberwachungsmonitors von Computern, die Daten des Patientenmonitors zur Führung eines elektronischen Krankenblattes entnehmen, dar. Durch die galvanische Trennung wird verhindert, dass Ströme von den angeschlossenen Computern über den Patientenmonitor auf den Patienten fließen können. Dies könnte sonst zu einer Beeinträchtigung der Patientensicherheit führen.
|
Der Ursprungsartikel stammt von der deutschsprachigen Wiki pedia (siehe oben: "Original Artikel & Autoren Liste"). Der Text steht unter der GNU Freie Dokumentation Lizenz. |