高速光电耦合器电路仿真与设计
本文关键词: 光电耦合器 Mutlism仿真 发光二极管 出处:《电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:光电耦合器(Optical Coupler,OC)是由发光二极管(LED)与光电三极管组合而成的集成器件,主要作用是进行电隔离,其体积小、寿命长、无触点、抗干扰、能隔离,并具有单向信号传输等特点,广泛的应用于各种光电及控制系统中。论文首先概述了光电耦合器的组成、参数和作用,并介绍了红外发光二极管的发光原理和硅光电二极管工作原理。本文设计了一种基于HCNR201线性光耦芯片的高精度隔离电路,该电路包括两部分:高精度电压测量电路和开关稳压电路。高精度电压测量电路又分为输入部分、隔离部分和输出部分,采用简化补偿型的单光耦结构设计主电路,利用直流恒流源和供电电源实现了输入和输出端的电气隔离。论文计算了直流信号传输表达式,从增益的表达式得出重要结论:反馈结构消除了光耦的电流传输比的影响。运用线性控制系统的方法计算主电路在频域内的传递函数,分别画出电路设计原理图,并在Mutlism10.0软件上仿真。同时在Altium Designer 6.0中绘制出硬件电路,数据处理软件采用MATLAB7.0,结果显示,此信号光电耦合器器具有良好的隔离效果。在应用光耦的同时,还和同学一起通过逆向剖析某型号光耦,设计出一种高速光电耦合芯片,本文叙述了其中跨阻放大器的仿真分析和版图设计。
[Abstract]:Optocoupler Optical Coupler (OCC) is an integrated device composed of LED and phototransistor. The main function of the device is to carry out electrical isolation and its size is small. Long life, contactless, anti-interference, isolation, and with one-way signal transmission characteristics, widely used in various optoelectronic and control systems. Firstly, this paper summarizes the composition, parameters and functions of photocoupler. The principle of infrared light-emitting diode and the principle of silicon photodiode are introduced. A high-precision isolation circuit based on HCNR201 linear optical coupling chip is designed in this paper. The circuit consists of two parts: the high-precision voltage measurement circuit and the switching voltage stabilizer circuit, and the high-precision voltage measurement circuit is divided into the input part, the isolation part and the output part. The main circuit is designed with a simplified compensation single optical coupling structure. The DC constant current source and power supply are used to realize the electrical isolation between the input and output terminals. The DC signal transmission expression is calculated in this paper. An important conclusion is drawn from the expression of gain: feedback structure eliminates the effect of optocoupler current-transfer ratio, and the transfer function of main circuit in frequency domain is calculated by the method of linear control system. The schematic diagram of the circuit is drawn and simulated on the Mutlism10.0 software. At the same time, the hardware circuit is drawn in Altium Designer 6.0. The data processing software uses MATLAB7.0. the result shows that this signal photocoupler has good isolation effect. At the same time, the application of optical coupling, but also with students through reverse analysis of a certain type of optical coupling. A high speed optoelectronic coupling chip is designed. The simulation analysis and layout design of the transresistance amplifier are described in this paper.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN386.5
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,本文编号:1487707
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