Оптрон, или оптопара, представляет собой электронный компонент, объединяющий в одном корпусе источник света (излучатель) и светочувствительный элемент (фотоприемник), связанные оптическим каналом. В более широком смысле, оптроном можно назвать любую пару «излучатель-приемник», где связь между ними осуществляется с помощью света.
Область применения и история
Основная сфера использования оптронов — обеспечение гальванической развязки (электрической изоляции) между различными частями электронных схем. Это особенно важно в измерительной технике, системах автоматики и вычислительных устройствах, где необходимо защитить чувствительные компоненты от помех и высоких напряжений. Кроме того, оптроны применяются для бесконтактного управления электрическими цепями. Разработка и внедрение этих приборов начались в 1960-х годах.
Принцип действия и конструкция
Работа оптрона основана на двойном преобразовании энергии. Входной электрический сигнал управляет светоизлучающим диодом (обычно полупроводниковым), который преобразует его в световое излучение. Этот световой поток проходит через оптическую среду (это может быть воздух, специальный оптический клей, стекло или даже световод) и попадает на фотоприемник. В роли фотоприемника может выступать фотодиод, фототранзистор, фоторезистор или фототиристор, который, в свою очередь, преобразует свет обратно в электрический сигнал. Именно тип фотоприемника определяет выходные характеристики всего устройства.
Ключевые особенности и преимущества
Для обработки сигнала с фотоприемника часто используются дополнительные усилители и преобразователи, которые могут быть интегрированы в один корпус с оптопарой. Такое комбинированное устройство называется оптронной интегральной схемой. Главные достоинства оптронов включают:
• Полную гальваническую развязку между входными и выходными цепями, что обеспечивает высокую электрическую прочность и защиту от помех.
• Однонаправленность передачи информации — сигнал передается только от входа к выходу, обратное воздействие исключено.
• Широкий частотный диапазон, начиная от постоянного тока.
• Длительный срок службы, а также компактные размеры и малый вес, что делает их удобными для использования в современной электронике.