Презентация "Основы электроники. Оптроны."

Слайд #1

Оптроны. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности.

Слайд #2

Оптроны
Оптроны (оптопары) — электронные приборы, служащие для преобразования сигнала электрического тока в световой поток. Их световой сигнал передается через каналы оптики, а также происходит обратная передача и преобразование света в электрический сигнал.

Слайд #3

Оптроны
Устройство оптрона состоит из излучателя света и преобразователя светового луча (фотоприемника). В качестве излучателя в современных приборах используют светодиоды. В старых моделях применялись маленькие лампочки накаливания. Две составные части оптопары объединены общим корпусом и оптическим каналом.

Слайд #4

Виды и устройство оптронов
При разделении на классы оптронных изделий необходимо учитывать два фактора:
тип фотоприемника;
особенности общей конструкции прибора.

Слайд #5

Виды и устройство оптронов
Первый признак классификации оптронов обуславливается тем, что у всех оптопар на входе расположен светодиод, поэтому возможности функционирования определяются свойствами устройства фотоприемника.

Слайд #6

Виды и устройство оптронов
Вторым признаком является исполнение конструкции, определяющее особенности использования оптрона. Применяя такой смешанный принцип разделения, можно выделить три группы оптронных устройств:
•Элементарные оптопары.
•Оптоэлектронные микросхемы.
•Специальные оптопары.

Слайд #7

Виды и устройство оптронов
Группы содержат в себе множество видов приборов. Для популярных оптопар применяются некоторые обозначения:
•Д – диодная.
•Т – транзисторная.
•R – резисторная.
•У – тиристорная.
•Т2 – со сложным фототранзистором.
•ДТ – диодно-транзисторная.
•2Д (2Т) – диодная дифференциальная, либо транзисторная.

Слайд #8

Виды и устройство оптронов
Система свойств оптронных устройств основывается на системе свойств оптопар. Эта система создается из четырех групп свойств и режимов:
•Характеризует цепь входа оптопары.
•Характеризует выходные параметры.
•Объединяет степень действия излучателя на приемник света, и особенности прохода сигнала по оптопаре в качестве компонента связи.
•Объединяет свойства гальванической развязки.

Слайд #9

Виды и устройство оптронов
Основными оптронными параметрами считаются:
свойства передачи;
свойства гальванической развязки.

Важной величиной транзисторных и диодных оптронов считается коэффициент передачи тока.

Слайд #10

Виды и устройство оптронов
Показателями гальванической развязки оптронов являются:
•Допустимое пиковое напряжение выхода и входа.
•Допустимое наибольшее напряжение выхода и входа.
•Сопротивление развязки.
•Проходная емкость.
•Допустимая наибольшая скорость изменения напряжения выхода и входа.

Слайд #11

Виды и устройство оптронов
Обозначения оптопар на схемах

Слайд #12

Диодные оптопары
Оптроны на диодах больше других устройств показывают уровень развития оптронной технологии. По значению коэффициента передачи определяют полезное действие преобразования энергии в оптопаре. Величины временных значений свойств дают возможность определить наибольшие скорости передачи информации. Соединение с диодным оптроном усилителей позволяет создать эффективные устройства передачи информации.

Слайд #13

Транзисторные оптроны
Эти приборы отличаются некоторыми свойствами от других видов оптопар. Одним из таких свойств является возможность оптического управления по цепи светодиода, и по основной электрической цепи. Цепь выхода может также действовать в режиме ключа и линейном режиме.

Слайд #14

Транзисторные оптроны
Принцип внутреннего усиления дает возможность получения больших величин коэффициента передачи тока. Поэтому дополнительные усилители не всегда нужны. Важным моментом является небольшая инерционность оптопары, что допускается для многих режимов. Фототранзисторы имеют выходные токи намного больше, чем фотодиоды. Поэтому они применяются для коммутации различных электрических цепей. Все это достигается простой технологией транзисторных оптронов.

Слайд #15

Тиристорные оптроны
Тиристорные оптопары имеют большую перспективу для коммутации мощных силовых цепей высокого напряжения: по мощности, нагрузке, скорости они более подходящие, чем Т2 оптопары.
Такие оптроны служат, например, для применения в качестве бесконтактных выключателей в разных электронных схемах: усилителях, управляющих цепях, источниках импульсов и т.д.

Слайд #16

Резисторные оптроны
Такие устройства называют фоторезисторами. Они значительно различаются от других типов оптронов своими особенностями конструкции и технологией изготовления. Основным принципом работы фоторезистора является эффект фотопроводности, то есть, изменения величины сопротивления при воздействии светового потока.

Слайд #17

Специальные оптроны
Такие образцы имеют значительные отличия от стандартных моделей приборов. Они выполнены в виде оптопар с оптическим каналом открытого вида. В устройстве таких моделей между фотоприемником и излучателем находится воздушный промежуток. Поэтому, при размещении в нем механических препятствий можно управлять светом и сигналом выхода. Оптроны с открытым каналом оптики используются вместо оптических датчиков, которые фиксируют наличие предметов, их поверхность, поворот, перемещение и т.д.

Слайд #18

Специальные оптроны

Слайд #19

Применение оптронных устройств
•Подобные устройства используются для передачи данных между устройствами, которые не соединены электрическими проводами.

•Также оптопары используются для отображения и получения информации в технике. Отдельно необходимо отметить оптронные датчики, служащие для контроля объектов и процессов, отличающихся по назначению и природе.

Слайд #20

Применение оптронных устройств
•Заметен прогресс оптронной функциональной микросхемотехники, которая ориентирована на решение различных задач по преобразованию и накоплению данных.

•Полезной эффективностью стала замена больших недолговечных устройств электромеханического типа приборами оптоэлектронного принципа действия.

•Иногда оптронные компоненты применяются в энергетике, хотя это довольно специфические решения.

Слайд #21

Достоинства оптронов
•Бесконтактное управление объектами, гибкость и разнообразие видов управления.
•Устойчивость каналов связи к электромагнитным полям, что позволяет создать защиту от помех и взаимных наводок.
•Создание микроэлектронных устройств с приемниками света, свойства которых могут изменяться по определенным сложным законам.
•Увеличение перечня функций управления сигналом выхода оптронов с помощью воздействия на материал канала оптики, создание приборов и датчиков для передачи данных.

Слайд #22

Недостатки оптронов
•Малый КПД, вследствие двойного преобразования энергии, большой расход электроэнергии.
•Значительная зависимость работы от температуры.
•Большой собственный шумовой уровень.
•Технология и конструкция недостаточно совершенны, так как применяется гибридная технология.

Слайд #23

https://www.youtube.com/watch?v=07sCEz-Lmyg