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耦合器的工作原理及使用
2021-12-06 09:47:20      点击:

      在微波系统中,一路微波功率需要按比例分成若干路,这就是功率分配问题。实现这一功能的部件称为功率分配部件,即耦合器,主要包括定向耦合器、功率分配器和各种微波分支器件。光耦是一种以光为介质传输电信号的光电转换装置。它由光源和光接收器组成。光源和光接收器组装在同一封闭壳体内,并用透明绝缘体相互隔离。光源管脚为输入端,光接收器管脚为输出端,常用光源为LED,光接收器为光电二极管、光敏三极管等。光耦有多种类型,包括光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、,光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等,如下图1所示(外观包括金属圆壳封装、塑料封装、双列直插等)。


      耦合度为的耦合器− 10dB的插入损耗为− 0.5dB。取绝对值,考虑介质损耗,一般插入损耗较大。这是不同的制造商。一般插入损耗约为0.7db。
如果输入端口功率为15dBm,则耦合器耦合端口功率为15dBm-10db=5dBm,输出端口功率为15dBm-0.7db=14.3dbm。
在这里,很多人会问这样一个问题:5dBm+14.3dbm>15dBm,能量不守恒,为什么?原因很简单。无法添加以DBM为单位的数量。
在光耦的输入端加入电信号,使光源发光,光的强度取决于激励电流的大小。光照在封装在一起的光接收器上后,由于光电效应产生光电流,由光接收器的输出端引出,从而实现电-光-电转换。


1.工作特性(以光敏三极管为例)
      光耦的内部共模抑制比非常高.由于发光管和光接收器之间的耦合电容非常小(在2pF以内),共模输入电压对通过极间耦合电容的输出电流几乎没有影响,因此共模抑制比非常高。

2.输出特性
      光耦的输出特性是指在一定的发光电流if下,光敏管施加的偏置电压VCE与输出电流IC之间的关系。当if=0时,发光二极管不发光。此时,光敏晶体管的集电极输出电流称为暗电流,通常非常小。当if>0时,在某一if的作用下,相应的IC基本上与VCE无关。IC和if之间的变化是线性的。半导体管特性图示器测量的光耦输出特性与普通晶体三极管的输出特性相似。

3.光耦可用作线性耦合器
      在LED上提供偏置电流,然后信号电压通过电阻耦合到LED。这样,光电晶体管接收偏置电流增加和减少的光信号,其输出电流将随输入信号电压线性变化。光耦还可以在开关状态下工作,传输脉冲信号。在传输脉冲信号时,输入信号和输出信号之间有一定的延迟时间,不同结构的光耦的输入和输出延迟时间相差很大。


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