Moderne wetenskap ontwikkel aktief in verskeie rigtings en probeer om alle moontlike potensieel nuttige aktiwiteite te dek. Onder dit alles moet opto-elektroniese toestelle uitgesonder word, wat beide in die proses van data-oordrag en hul berging of verwerking gebruik word. Hulle word feitlik oral gebruik waar min of meer gesofistikeerde tegnologie gebruik word.
Wat is dit?
Opto-elektroniese toestelle, ook bekend as optokoppelaars, is spesiale halfgeleier-tipe toestelle wat in staat is om straling te stuur en te ontvang. Hierdie struktuurelemente word fotodetektor en ligstraler genoem. Hulle kan verskillende opsies hê om met mekaar te kommunikeer. Die beginsel van werking van sulke produkte is gebaseer op die omskakeling van elektrisiteit in lig, sowel as die omgekeerde van hierdie reaksie. Gevolglik kan een toestel 'n sekere sein stuur, terwyl die ander dit ontvang en "dekripteer". Opto-elektroniese toestelle word gebruik in:
- toerustingkommunikasie-eenhede;
- invoerkringe van meettoestelle;
- hoëspanning- en hoëstroomkringe;
- kragtige tiristors en triacs;
- aflostoestelle en sovolgende.
Al sulke produkte kan in verskeie basiese groepe geklassifiseer word, afhangende van hul individuele komponente, ontwerp of ander faktore. Meer daaroor hieronder.
Emitter
Opto-elektroniese toestelle en toestelle is toegerus met seinoordragstelsels. Hulle word uitstralers genoem en, afhangende van die tipe, word die produkte soos volg verdeel:
- Laser en LED's. Sulke elemente is van die veelsydigste. Hulle word gekenmerk deur hoë doeltreffendheid, 'n baie smal straalspektrum (hierdie parameter staan ook bekend as kwasi-chromatiesiteit), 'n redelike wye werkingsreeks, die handhawing van 'n duidelike stralingsrigting en baie hoë spoed. Toestelle met sulke uitstralers werk baie lank en is uiters betroubaar, hulle is klein in grootte en presteer goed op die gebied van mikro-elektroniese modelle.
- Elektroluminescerende selle. So 'n ontwerpelement toon 'n nie baie hoë omskakelingskwaliteitparameter nie en werk nie te lank nie. Terselfdertyd is toestelle baie moeilik om te bestuur. Hulle is egter die beste geskik vir fotoresistors en kan gebruik word om multi-element, multifunksionele strukture te skep. Desnieteenstaande, as gevolg van hul tekortkominge, word stralers van hierdie tipe nou redelik selde gebruik, slegs wanneer dit regtig nie weggedoen kan word nie.
- Neonlampe. Die liglewering van hierdie modelle is relatief laag, en hulle weerstaan ook nie skade goed nie en hou nie lank nie. Verskil in groot groottes. Hulle word uiters selde in sekere soorte toestelle gebruik.
- Gloeilampe. Sulke uitstralers word slegs in weerstandtoerusting gebruik en nêrens anders nie.
Gevolglik is LED- en lasermodelle optimaal geskik vir byna alle areas van aktiwiteit, en slegs in sommige areas waar dit onmoontlik is om anders te doen, word ander opsies gebruik.
Fotodetektor
Klassifikasie van opto-elektroniese toestelle word ook gemaak volgens die tipe van hierdie deel van die ontwerp. Verskillende soorte produkte kan as die ontvangende element gebruik word.
- Fototiristors, transistors en diodes. Almal van hulle behoort aan universele toestelle wat in staat is om met 'n oop tipe oorgang te werk. Meestal is die ontwerp op silikon gebaseer, en as gevolg hiervan kry produkte 'n redelike wye reeks sensitiwiteit.
- Fotoweerstande. Dit is die enigste alternatief wat die grootste voordeel het om eiendomme op 'n baie komplekse manier te verander. Dit help om allerhande wiskundige modelle te implementeer. Ongelukkig is dit fotoresistors wat traagheid is, wat die omvang van hul toepassing aansienlik vernou.
Straalontvangs is een van die mees basiese elemente van so 'n toestel. Eers nadat dit ontvang kan word, begin verdere verwerking, en dit sal nie moontlik wees as die kommunikasiekwaliteit nie hoog genoeg is nie. Gevolglik word groot aandag aan die ontwerp van die fotodetektor gegee.
Optiese kanaal
Die ontwerpkenmerke van produkte kan goed getoon word deur die gebruikte benamingstelsel vir foto- en opto-elektroniese toestelle. Dit geld ook vir die data-oordragkanaal. Daar is drie hoofopsies:
- Verlengde kanaal. Die fotodetektor in so 'n model is ver genoeg weg van die optiese kanaal en vorm 'n spesiale liggids. Dit is hierdie ontwerpopsie wat aktief in rekenaarnetwerke gebruik word vir aktiewe data-oordrag.
- Geslote kanaal. Hierdie tipe konstruksie gebruik spesiale beskerming. Dit beskerm die kanaal perfek teen eksterne invloede. Modelle vir 'n galvaniese isolasiestelsel word toegepas. Dit is 'n redelik nuwe en belowende tegnologie, wat nou voortdurend verbeter word en geleidelik elektromagnetiese relais vervang.
- Oop kanaal. Hierdie ontwerp impliseer die teenwoordigheid van 'n luggaping tussen die fotodetektor en die uitstraler. Modelle word in diagnostiese stelsels of verskeie sensors gebruik.
Spektrale reeks
Vanuit die oogpunt van hierdie aanwyser kan alle tipes optiese toestelle in twee tipes verdeel word:
- Naby bereik. Die golflengte in hierdie geval wissel van 0,8-1,2 mikron. So 'n stelsel word meestal gebruik in toestelle wat 'n oop kanaal gebruik.
- Langafstand. Hier is die golflengte reeds 0,4-0,75 mikron. Word in meeste soorte ander produkte van hierdie tipe gebruik.
Ontwerp
Volgens hierdie aanwyser word opto-elektroniese toestelle in drie groepe verdeel:
- Spesiaal. Dit sluit toestelle in wat toegerus is met veelvuldige uitstralers en fotoverklikkers, sensors vir teenwoordigheid, posisie, rook, ensovoorts.
- Integraal. In sulke modelle word ook spesiale logiese stroombane, vergelykers, versterkers en ander toestelle gebruik. Hulle uitsette en insette is onder meer galvanies geïsoleer.
- Elementêr. Dit is die eenvoudigste weergawe van produkte waarin die ontvanger en sender in slegs een kopie voorkom. Hulle kan beide tiristor en transistor, diode, resistief, en in die algemeen enige ander wees.
Al drie groepe of elkeen afsonderlik kan in toestelle gebruik word. Strukturele elemente speel 'n beduidende rol en beïnvloed die funksionaliteit van die produk direk. Terselfdertyd kan komplekse toerusting ook die eenvoudigste, elementêre variëteite gebruik, indien dit gepas is. Maar die teenoorgestelde is ook waar.
Opto-elektroniese toestelle en hul toepassings
Vanuit die oogpunt van die gebruik van toestelle, kan almal in 4 kategorieë verdeel word:
- Geïntegreerde stroombane. Word in 'n verskeidenheid toestelle gebruik. Die beginsel word gebruik tussen verskillende strukturele elemente deur gebruik te maak van aparte dele wat van mekaar geïsoleer is. Dit verhoed dat die komponente op enige ander manier interaksie het asdie een verskaf deur die ontwikkelaar.
- Isolasie. In hierdie geval word spesiale optiese weerstandspare gebruik, hul diode-, tiristor- of transistorvariëteite, ensovoorts.
- Transformasie. Dit is een van die mees algemene gebruiksgevalle. Daarin word die stroom in lig omskep en op hierdie manier toegepas. 'n Eenvoudige voorbeeld is alle soorte lampe.
- Omgekeerde transformasie. Dit is 'n heeltemal teenoorgestelde weergawe, waarin dit lig is wat in stroom omskep word. Word gebruik om alle soorte ontvangers te skep.
Om die waarheid te sê, dit is moeilik om byna enige toestel voor te stel wat op elektrisiteit werk en die een of ander vorm van opto-elektroniese komponente ontbreek. Hulle kan in klein getalle aangebied word, maar hulle sal steeds teenwoordig wees.
Results
Alle opto-elektroniese toestelle, tiristors, diodes, halfgeleiertoestelle is strukturele elemente van verskillende soorte toerusting. Hulle laat 'n persoon toe om lig te ontvang, inligting oor te dra, dit te verwerk of selfs te stoor.
