1、导言
光电耦合器(以下简称光耦)是一种由发光器材和光敏器材组成的光电器材。它能完结电→光→电信号的转化，而且输入信号与输出信号阻隔。现在绝大多数的光耦输入选用砷化镓红外发光二极管，输出选用硅光电二极管、硅光电三极管及光触发可控硅。因为峰值波长900～940nm的砷化镓红外发光二极管能与硅光电器材的呼应峰值波长相吻合，可取得较高的信号传输功率。
并行接口又简称为“并口”，是一种增强了的双向并行传输接口。所谓“并口”，是指8位数据一起通过并行线传送，数据传送速度大大进步，但并行传送的线路长度受到约束。所谓“长线”是相关于数据的传输速度而言。例如，数据传输速率为9600b／s时，20m的电缆即可认为是长线。传输线长度添加，搅扰就会添加，简单犯错，使信号无法远间隔传输。对传输线进行“阻隔”和“浮地”处理，是处理上述问题的较好办法。选用光电阻隔电路，可去掉数据交换的两设备之间的公共地线，使两设备电气阻隔翻。一起，在电→光→电信号的转化中，就光电耦合器材而言，只需其输入端有必定的电流，其输出端就能输出相应的数字信号。因此，逻辑电平的信号传递变成了固定的电流环中电流有否的状况传递。恰当增大电流(低阻传输)，使夹杂在信号中的电气噪声被彻底约束在所挑选的开关电流起伏内，即相对微小的搅扰信号电流无法改动有用信号电流的有无状况，就可有效地按捺搅扰，进步信息传输的可靠性。并添加数据的传输间隔。光耦合器一般由光的发射、光的接纳及信号扩大组成。输入的电信号驱动发光二极管(LED)，使之宣布必定波长的光。被光探测器接纳而发生光电流，再通过进一步扩大后输出。就完结了电一光一电的转化，然后起到输入、输出、阻隔的效果。因为光耦合器输入输出间相互阻隔，电信号传输具有单向性等特色，因此具有杰出的电绝缘才干和抗搅扰才干。又因为光耦合器的输人端归于电流型作业的低阻元件，因此具有很强的共模按捺才干。所以，它在长线信息传输中作为终端阻隔元件可以大大进步信噪比。在计算机数字通讯及实时操控中作为信号阻隔的接口器材，可大大添加计算机作业的可靠性。
2、光电耦合器的功能特色
光耦合器的首要长处是单向传输信号，输人端与输出端彻底完结了电气阻隔，抗搅扰才干强，运用寿命长，传输功率高。它广泛用于电平转化、信号阻隔、级间阻隔、开关电路、远间隔信号传输、脉冲扩大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通讯设备及微机接口中。在开关电源中，使用线性光耦合器可构成光耦反响电路，通过调理操控端电流来改动占空比，到达精细稳压意图。
光耦合器的技术参数首要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电极一发射极反向击穿电压V(BR)CEO、集电极一发射极饱满压降VCE(sat)，此外，在传输数字信号时还需考虑上升时刻、下降时问、延迟时刻和存储时刻等参数。电流传输比CTR是光耦合器的重要参数，通常用直流电流传输比表明。当输出电压坚持恒守时，其等于直流输出电流IC与直流输入电流，IF的百分比：CTR=IC／IF&TImes;100％。
选用一只光敏三极管的光耦合器，CTR的规模为20％～300％(如4N35)，而PC817为80％～160％，达林顿型光耦合器(如430)可达100％～5000％。这表明欲取得相同的输出电流，后者只需较小的输入电流。
3、光电耦合器的选取准则
在规划光耦光电阻隔电路时有必要正确挑选光耦合器的类型及参数，选取准则如下：
(1)因为光电耦合器为信号单向传输器材，而电路中数据的传输是双向的，电路板的尺度要求必定，结合电路规划的实践要求，就要挑选单芯片集成多路光耦的器材；
(2)光耦合器的电流传输比(CTR)的答应规模是不小于500％。因为当CTR<500％时，光耦中的LED就需求较大的作业电流(>5.0mA)，才干确保信号在长线传输中不发生过错，这会增大光耦的功耗；
(3)光电耦合器的传输速度也是选取光耦有必要遵从的准则之一，光耦开关速度过慢，无法对输入电平做出正确反响，会影响电路的正常作业。
(4)引荐选用线性光耦。其特色是CTR值可以在必定规模内做线性调整。规划中因为电路输入输出均是一种凹凸电平信号，故此，电路作业在非线性状况。而在线性使用中，因为信号不失真的传输，所以，应根据动态作业的要求，设置适宜的静态作业点，使电路作业在线性状况。
通常情况下，单芯片集成多路光耦的器材速度都比较慢，而速度快的器材大多都是单路的，很多的阻隔器材需求占用很大布板面积，也使得规划的本钱大大添加。在规划中，受电路板尺度、传输速度、规划本钱等要素约束，无法选用速度上非常占优势的单路光耦器材，在此选用TOSHIBA公司的TLP521-4。
4、TLP521-4简介
光电阻隔模块TLP521-4(GB)是一款具有完好基极一发射极的功能优秀的固定延时光电耦合器，它具有最优转化速度、高温功能等特色。该器材首要特性：电流转化率为100％～500％；阻隔电压为2500Vrms(min)；发射一接纳电压为55V(min)；走漏电流为lOμA(max)(Ta=85℃)；最小转化时刻为42μs。
TLP52l-4(GB)的典型电路如图1所示，详细的转化时刻参数见表1。由表1可知，TLP521_4(GB)最大传输延迟时刻为42μs，体系需求在1ms内完结8个字节的读或写，最大传输延迟时刻已满意电路传输延迟时刻的水平，因此在传输速度上彻底可以满意长线传输的要求。通过对其输入端的操控，可使光耦按作业需求翻开或封闭。当在输入操控端加高电平常，光耦正常作业。将输入端信号耦合到输出端，而当在输入操控端加低电平常，其输出端集电极开路三极管截止，对外呈高阻态。
5、电路规划
在长线传输中，正是因为地线的沟通阻抗特性，使得地线成了电路中事实上的最大噪声源。地线构成搅扰的首要原因是地线存在阻抗，当电流流过地线时，会在地线上发生电压，这便是地线噪声。在这个电压的驱动下，会发生地线环路电流，构成地环路搅扰。南于发送和接纳设备共用一段地线，会构成公共阻抗耦合。选用光电阻隔器TLP521-4对发送和接纳设备进行电气阻隔，关于减小沟通阻抗的效果非常显着，从而增大传输电流，有效地按捺地线噪声；一起因为74LS244N的使用。总线驱动才干得到确保。图2为光耦发送和接纳电路示意图。图2中，上半部两光耦自左向右传输信号，下半部两光耦自右向左传输信号，左端74LS244N通过静态存储器IDT7132与处理器进行数据交换，右端通过8255与处理器进行数据交换。
调试中，输入周期为100μs，占空比为1／2的+5V方波，对一路光耦的输入端波形和通过20m长线后接纳光耦的输出端波形以及通过74LS244整形后的波形进行记载。记载成果如图3所示。
从输入输出波形的比较来看，电路能对输入波形中叠加的噪声搅扰具有显着的按捺效果，使输出波形变得润滑且安稳，进步了输出信噪比。尽管因为光耦的转化时刻问题，波形的占空比发生了微量改换，可是因为电路输入输出均是一种凹凸电平信号，故不影响信号的正确传输。
6、结语
选用上述办法使用于并口长线传输电路，可以在坚持并口传输的速度优势以及体系结构不变时，确保信号传输的准确性。在长间隔的并口传输中，只需对本来短间隔并口电路稍加改动，就可以确保通讯两边的高速阻隔并进行通讯，因此具有较大实用价值。
