Optocoupler - वैशिष्ट्ये, डिव्हाइस, अनुप्रयोग

ऑप्टोकपलर म्हणजे काय

ऑप्टोकपलर हे एक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे, ज्याचे मुख्य कार्यात्मक भाग प्रकाश स्रोत आणि फोटोडिटेक्टर आहेत, जे गॅल्व्हॅनिकली एकमेकांशी जोडलेले नाहीत, परंतु सामान्य सीलबंद घरांमध्ये स्थित आहेत. ऑप्टोकपलरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत या वस्तुस्थितीवर आधारित आहे की त्यावर लागू केलेल्या विद्युत सिग्नलमुळे प्रसारित बाजूला चमक येते आणि आधीच प्रकाशाच्या स्वरूपात, सिग्नल फोटोडिटेक्टरद्वारे प्राप्त होतो, प्राप्तीवर विद्युत सिग्नल सुरू करतो. बाजू म्हणजेच, इलेक्ट्रॉनिक घटकामध्ये ऑप्टिकल कम्युनिकेशनद्वारे सिग्नल प्रसारित आणि प्राप्त केला जातो.

ऑप्टोकपलर हा ऑप्टोकपलरचा सर्वात सोपा प्रकार आहे. यात फक्त प्रसारित आणि प्राप्त करणारे भाग असतात. ऑप्टोकपलरचा अधिक जटिल प्रकार ही एक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चिप आहे ज्यामध्ये एक किंवा अधिक जुळणार्‍या किंवा अॅम्प्लीफायिंग उपकरणांशी जोडलेले अनेक ऑप्टोकपलर असतात.

अशाप्रकारे, ऑप्टोकपलर हा एक इलेक्ट्रॉनिक घटक आहे जो सिग्नल स्त्रोत आणि त्याच्या प्राप्तकर्त्यामध्ये गॅल्व्हॅनिक कपलिंगशिवाय सर्किटमध्ये ऑप्टिकल सिग्नलचे प्रसारण प्रदान करतो, कारण फोटॉन विद्युतदृष्ट्या तटस्थ असल्याचे ओळखले जाते.

ऑप्टोकपलरची रचना आणि वैशिष्ट्ये

ऑप्टोकपलर फोटोडिटेक्टर्स वापरतात जे जवळच्या-अवरक्त आणि दृश्यमान प्रदेशांमध्ये संवेदनशील असतात, कारण स्पेक्ट्रमचा हा भाग रेडिएशनच्या तीव्र स्त्रोतांद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे जे थंड न होता फोटोडिटेक्टर म्हणून कार्य करू शकतात. सिलिकॉनवर आधारित pn जंक्शन (डायोड आणि ट्रान्झिस्टर) असलेले फोटोडिटेक्टर सार्वत्रिक आहेत, त्यांच्या कमाल वर्णक्रमीय संवेदनशीलतेचा प्रदेश 0.8 μm च्या जवळ आहे.

ऑप्टोकपलर प्रामुख्याने वर्तमान ट्रान्समिशन रेशो सीटीआर द्वारे दर्शविले जाते, म्हणजेच इनपुट आणि आउटपुट प्रवाहांचे गुणोत्तर. पुढील पॅरामीटर सिग्नल ट्रान्समिशन रेट आहे, प्रत्यक्षात ऑप्टोक्युलर ऑपरेशनची कटऑफ वारंवारता fc, वाढीच्या वेळेशी संबंधित आहे आणि प्रसारित केलेल्या डाळींसाठी कटऑफ टीएफ. शेवटी, गॅल्व्हॅनिक अलगावच्या दृष्टिकोनातून ऑप्टोक्युलरचे वैशिष्ट्य दर्शविणारे पॅरामीटर्स: इन्सुलेशन रेझिस्टन्स रिसो, कमाल व्होल्टेज व्हिसो आणि थ्रूपुट सीएफ.

इनपुट डिव्हाईस, जे ऑप्टोकपलर स्ट्रक्चरचा एक भाग आहे, हे एमिटर (LED) साठी ऑपरेटिंग पॉइंटला I — V वैशिष्ट्याच्या रेषीय प्रदेशात स्थानांतरित करण्यासाठी इष्टतम ऑपरेटिंग परिस्थिती निर्माण करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे.

इनपुट डिव्हाइसमध्ये पुरेसा वेग आणि इनपुट प्रवाहांची विस्तृत श्रेणी आहे, ज्यामुळे कमी (थ्रेशोल्ड) विद्युत् प्रवाहातही माहिती प्रसारणाची विश्वासार्हता सुनिश्चित होते. ऑप्टिकल माध्यम हाऊसिंगच्या आत स्थित आहे ज्याद्वारे प्रकाश एमिटरपासून फोटोडेटेक्टरमध्ये प्रसारित केला जातो.

नियंत्रित ऑप्टिकल चॅनेलसह ऑप्टोकपलरमध्ये, एक अतिरिक्त नियंत्रण उपकरण आहे, ज्याद्वारे विद्युत किंवा चुंबकीय माध्यमांचा वापर करून ऑप्टिकल माध्यमाच्या गुणधर्मांवर प्रभाव पाडणे शक्य आहे.फोटोडिटेक्टरच्या बाजूने, उच्च ऑप्टिकल-टू-इलेक्ट्रिकल रूपांतरण दराने सिग्नल पुनर्प्राप्त केला जातो.

फोटोडिटेक्टरच्या बाजूला असलेले आउटपुट डिव्हाइस (उदाहरणार्थ, सर्किटमध्ये समाविष्ट केलेला फोटोट्रांझिस्टर) सिग्नलला मानक इलेक्ट्रिकल फॉर्ममध्ये रूपांतरित करण्यासाठी डिझाइन केले आहे, ऑप्टोकपलरच्या पुढील ब्लॉक्समध्ये पुढील प्रक्रियेसाठी सोयीस्कर आहे. ऑप्टोकपलरमध्ये सहसा इनपुट आणि आउटपुट डिव्हाइसेस नसतात, म्हणून विशिष्ट डिव्हाइसच्या सर्किटमध्ये सामान्य ऑपरेशन स्थापित करण्यासाठी बाह्य सर्किट्सची आवश्यकता असते.

ऑप्टोकपलरचा वापर

ऑप्टिकल कनेक्टर मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात गॅल्व्हॅनिक अलगावसाठी सर्किट्समध्ये विविध उपकरणांचे ब्लॉक्स, जेथे कमी आणि उच्च व्होल्टेजसाठी सर्किट्स आहेत, कंट्रोल सर्किट्स पॉवर सर्किट्सपासून वेगळे केले जातात: शक्तिशाली ट्रायक्स आणि थायरिस्टर्सचे नियंत्रण, रिले सर्किट इ.

डायोड, ट्रान्झिस्टर आणि रेझिस्टर ऑप्टोकपलरचा वापर रेडिओ इंजिनीअरिंग मॉड्युलेशन आणि ऑटोमॅटिक गेन कंट्रोल सर्किट्समध्ये केला जातो. ऑप्टिकल चॅनेल उघड करून, सर्किट संपर्करहितपणे नियंत्रित केले जाते आणि ऑपरेशनच्या इष्टतम मोडमध्ये आणले जाते.

ऑप्टिकल कनेक्टर इतके अष्टपैलू आहेत की ते अशा विविध उद्योगांमध्ये आणि बर्याच अद्वितीय कार्यांमध्ये वापरले जातात, अगदी फक्त गॅल्व्हॅनिक अलगाव आणि संपर्करहित नियंत्रण घटक म्हणून, त्या सर्वांची यादी करणे अशक्य आहे.

येथे त्यापैकी फक्त काही आहेत: संगणक, संप्रेषण तंत्रज्ञान, ऑटोमेशन, रेडिओ उपकरणे, स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली, मोजमाप साधने, नियंत्रण आणि नियमन प्रणाली, वैद्यकीय तंत्रज्ञान, व्हिज्युअल डिस्प्ले डिव्हाइसेस आणि इतर अनेक.

ऑप्टोकपलरचे फायदे

जेव्हा उच्च व्होल्टेज आणि कमी व्होल्टेज, इनपुट आणि आउटपुट सर्किट्सच्या पृथक्करणाची आवश्यकता अत्यंत उच्च असते तेव्हा मुद्रित सर्किट बोर्डवर ऑप्टोकपलरचा वापर आपल्याला आदर्श गॅल्व्हॅनिक अलगाव प्राप्त करण्यास अनुमती देतो. लोकप्रिय PC817 ऑप्टोकपलरच्या ट्रान्समिट आणि रिसीव्ह सर्किट्समधील व्होल्टेज, उदाहरणार्थ, 5000 V. याशिवाय, ऑप्टिकल अलगावने सुमारे 1 pF ची अत्यंत कमी बँडविड्थ प्राप्त होते.

थेट नियंत्रण सर्किट्सच्या दृष्टीने अद्वितीय डिझाइन सोल्यूशन्ससाठी जागा सोडताना ऑप्टोकपलर वापरणे, संपर्करहित नियंत्रण लागू करणे खूप सोपे आहे. येथे हे देखील महत्त्वाचे आहे की स्त्रोतावर प्राप्तकर्त्याची कोणतीही प्रतिक्रिया नाही, म्हणजेच माहिती एकतर्फी प्रसारित केली जाते.

ऑप्टोकपलरची रुंद बँडविड्थ कमी फ्रिक्वेन्सीद्वारे लादलेल्या मर्यादा दूर करते: प्रकाशाच्या मदतीने, आपण कमीतकमी स्थिर सिग्नल, अगदी एक नाडी आणि अगदी खडबडीत कडा देखील प्रसारित करू शकता, जे पल्स ट्रान्सफॉर्मर वापरून अंमलात आणणे मूलभूतपणे अशक्य आहे. ऑप्टोकपलरमधील संप्रेषण चॅनेल इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या प्रभावापासून पूर्णपणे सुरक्षित आहे, म्हणून सिग्नल हस्तक्षेप आणि कॅप्चरपासून संरक्षित आहे. शेवटी, ऑप्टोकपलर इतर इलेक्ट्रॉनिक घटकांशी पूर्णपणे सुसंगत आहेत.