光耦合器的非線性問題是在應(yīng)用過程中最常出現(xiàn)的問題，這會對光耦的正常工作產(chǎn)生不良影響，也同樣會造成整個系統(tǒng)的功耗上升。在今天的文章中，我們將會介紹兩種方法，能夠有效解決光耦合器的非線性問題，并進行非線性補償，大家一起來看看吧。

 

要解決光耦合器的非線性問題，首先就需要弄清楚這個問題的出現(xiàn)原因是什么。下圖圖1是光耦合器的結(jié)構(gòu)及輸入、輸出特性圖。由于光耦的輸入端是發(fā)光二極管，因此，它的輸入特性可用發(fā)光二極管的伏安特性來表示，如圖1b所示。輸出端是光敏三極管，因此光敏三極管的伏安特性就是它的輸出特性，如圖1c所示。由圖可見，光電耦合器存在著非線性工作區(qū)域，直接用來傳輸模擬量時精度較差。

圖1 光耦合器結(jié)構(gòu)及輸入、輸出特性

 

在了解了光耦的非線性問題產(chǎn)生原因之后，接下來我們就可以對癥下藥，采取相應(yīng)的應(yīng)對措施了。首先要為大家介紹的方法是，利用2個具有相同非線性傳輸特性的光電耦合器來構(gòu)成和線性電路。如圖2所示，光耦T1和T2，以及2個射極跟隨器A1和A2共同構(gòu)成了這一系統(tǒng)。如果T1和T2是同型號同批次的光電耦合器，可以認為他們的非線性傳輸特性是完全一致的，也就是說此時K1（I1）=K2（I1），那么在該系統(tǒng)中，放大器的電壓增益可以計算為G=Uo/U1=I3R3/I2R2=（R3/R2）[K1（I1）/K2（I1）]=R3/R2。由此可見，利用T1和T2電流傳輸特性的對稱性，利用反饋原理，可以很好的補償他們原來的非線性。

圖2 光耦合線性電路

 

還有一種方法也能夠有效解決光耦合器的非線性問題，就是采用VFC方式，其基礎(chǔ)的設(shè)置情況如下圖圖3所示。在圖3所設(shè)置的傳送信號過程中，可以看到，現(xiàn)場變送器輸出模擬量信號，電壓頻率轉(zhuǎn)換器將變送器送來的電壓信號轉(zhuǎn)換成脈沖序列，通過光耦隔離后送出。在主機側(cè)，通過一個頻率電壓轉(zhuǎn)換電路將脈沖序列還原成模擬信號。此時，相當于光耦隔離的是數(shù)字量，可以消除光耦非線性的影響。這是一種有效、簡單易行的模擬量傳輸方式。

圖3 VFC方式傳送信號