!!0,信號轉換器

如何把光信號轉換器電信號?
【!!0,信號轉換器】

!!0,信號轉換器


想將光信號轉換成電信號,可以選用光電轉換器件來實現 。常見的光電轉換器件有光敏電阻、硅光電池、光電二極管、光電三極管及紅外接收管等,具體選用哪種轉換器件,這要看光信號的波長及其頻率了 。下面我們分別介紹一下上述幾種光電轉換器件的特點及其基本應用 ?!?光敏電阻 。光敏電阻是一種阻值會隨著光線強弱而變化的敏感電阻,現在常用的一般為硫化鎘光敏電阻,這種光敏電阻的阻值會隨著光線的增強而減小(最小可以降至幾KΩ),光線減弱,其阻值則增大(最大可達十幾MΩ以上) 。
由于光敏電阻只是自身阻值隨著光線強弱變化,并不能直接將光信號轉換成電信號,故光敏電阻在使用時一般都要串聯一個普通電阻組成分壓電路,這樣經分壓后才能輸出電信號 。由于這種電信號較微弱,若想驅動負載工作,一般還需要通過放大電路對其幅度進行放大 。我們來看下圖所示的采用光敏電阻構成的光控開關電路 。▲ 光敏電阻構成的簡易光控開關電路 。
上圖中,RG為光敏電阻,其作用是用來檢測環境光線的強弱,該光敏電阻與微調電阻RP一起組成一個分壓電路 。在環境光線較強時,RG阻值較小,與RP分壓后,三極管VT1的基極電壓較高,于是VT1及VT2皆處于飽和導通狀態,繼電器K得電工作,其觸點控制被控負載工作 。當環境光線很弱時,RG阻值變得很大,VT1基極電壓顯著減小,這樣VT1和VT2皆由導通轉為截止,于是K斷電,其觸點控制的負載停止工作 。
上圖電路之所以加兩個三極管,是因為經光敏電阻轉換后輸出的電信號很微弱,無法直接驅動繼電器工作 。用光敏電阻將光信號轉換成電信號,雖然成本低廉,但其“惰性”較大,響應速度較慢,無法將高頻光信號(譬如快速變化的光脈沖信號)轉換成電信號,故光敏電阻一般只用于將變化緩慢的光信號轉換成電信號,譬如光控燈里面就常選用光敏電阻來檢測環境光線的強弱 。
▲ 光電二極管 。若是想將遙控電路或光通訊電路中快速變化的光脈沖信號轉換成電信號,此時一般選用光電二極管或光電三極管,它們的高頻性能比光敏電阻好得多,即使上百KHz的光脈沖信號亦能很好的響應 。光電二極管的外形封裝與普通的發光二極管相似,不過其反向電阻會隨著光線的強弱變化 。光電二極管引腳是有極性的(光敏電阻是無極性的),新的光電二極管引腳長的為正極,使用時應將光電二極管反向接于電路中(跟穩壓管的接法一樣) 。
▲ 光電三極管 。光電三極管一般只有兩個引腳,即集電極和發射極,沒有基極,其內部電路及電路符號如下圖所示 ?!?光電三極管內部電路及其電路符號 。光電三極管內部實際上是由一個光電二極管和一個起放大作用的三極管組合而成的,光電二極管的反向電阻作為三極管的基極偏置電阻(見上圖a),故光電三極管的靈敏度比光電二極管要高一些,但其高頻性能略遜于光電二極管 。
▲ 光電三極管構成的簡易光控開關電路 。光電三極管工作時,其c-e兩極之間的電阻會隨著光線的強弱而變化,故可以用來將光信號轉換成電信號,并且具有較高的靈敏度及高頻性能,選用這種器件作為光電轉換,可以簡化電路 。像上圖所示的采用光電三極管構成的光控開關電路,其只需一級三極管放大電路即可驅動繼電器工作 。上述幾種光電轉換器件一般用于將可見光信號轉為電信號,若要將紅外光信號轉換成電信號,此時可以選用紅外接收管來實現轉換 。

推薦閱讀