高速光耦在數字信號處理方面的應用

在有大型電路的地方，光耦合器有機會展示他們的技能。光耦應用于驅動電源。在電動汽車充電樁方面，直流快速充電站在功率轉換和傳輸過程中包括交流輸入、DC/DC轉換（包括電池對接）、功率因數校正（FPC）電感。檢測晶體管柵極的電流和電壓，進行信號通信是十分必要的，這也是光耦的一個潛在應用。隨著電動汽車技術指標的逐步提高，對光耦器件的要求越來越明確，即工作頻率要快，驅動電流要大。

此外，光耦在電力電子通信和傳統工業中也有著廣泛的應用。確保各子系統具有較高的電壓靈敏度和有效的接地信號差。光耦可以很好地解決這些問題。它能將電子數據或控制信號耦合到絕緣柵上，以屏蔽信號傳輸時的噪聲，保護設備和操作人員不受高壓的影響。因此，自20世紀70年代以來，光耦合器在各種電路中得到了廣泛的應用。在電氣絕緣、電平轉換、級間耦合、驅動電路、開關電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離、脈沖放大電路、數字儀表、遠程信號傳輸、脈沖放大、固態繼電器（SSR）、儀表等領域，通信設備和微機接口電路。

光耦合器作為一種基本的電子元件，廣泛應用于工業設備中。 由于光耦市場需求量大，需求量巨大，占據了隔離器市場的絕大部分，甚至在高性能市場（數據速率至少為1Mbps的隔離器產品、柵極驅動器等特定產品）。 隨著行業的發展，對光耦合器的要求逐漸向高集成度（通道數；受絕緣要求限制）和突破性LED（開發越來越低的有源層的LED以減小體積）的方向發展。

光耦合器又稱光隔離器或光耦合器，是一種新型的半導體光電轉換器，它以光為介質，將輸入端的電信號耦合到輸出端。 如圖所示，這是基本原理。

輸入的電信號驅動發光二極管（LED）發出一定波長的光，被光電探測器接收后產生光電流，進一步放大輸出。 可實現單向傳輸功能，有效隔離噪聲，抑制干擾，實現輸入輸出電氣絕緣。 這種信號傳輸方式是所有使用變壓器和電磁繼電器作為信號傳輸隔離的常見解決方案所無法比擬的。 由于光耦合器輸入輸出之間的隔離和電信號傳輸的單向性，光耦合器具有良好的電絕緣性和抗干擾能力。 因此，作為長期信息傳輸的終端隔離元件，可以大大提高信噪比。 作為計算機數字通訊和實時控制中的信號隔離接口器件，可以大大提高計算機的可靠性。 由于光耦的輸入端為電流模式低阻元件，因此具有很強的共模抑制能力。

高速光耦結構為光電二極管+放大驅動電路，普通光耦結構為光電三極管+放大驅動電路。 光電二極管的響應速度為納秒級，光電晶體管的響應速度為微秒級。 普通光耦合器工作在線性區域，并受到截止頻率 fc 的限制。 要達到 100khz，必須滿足某些條件。 帶高速光耦10Mbps。

高速光耦具有信息單向傳輸、帶寬大、寄生反饋小、噪聲抑制能力強、抗電磁干擾性能好等特點。 它們越來越廣泛地應用于數字和模擬電路中。 具有體積小、耦合緊密、驅動功率低、運行速度快、工作溫度范圍寬等優點，工作頻率穩定，工作頻率高，提供多種靈活的無刷直流電源 . 具有良好的工作空間和抗延遲能力。 變頻器和空調由于其傳播延遲速度短，可以提供快速切換，從而減少死區時間，提高運動效率和準確性。 高速光耦大大擴展了光耦在數字信號處理中的應用。