Měření na optoelektronických vazebních členech

Měření jsou prováděna na několika typech optočlenů. Optočleny jsou v pouzdrech DIL se čtyřmi nebo šesti vývody, rozmístění vývodů v pouzdrech je následující:

Bližší specifikace měřených optočlenů je k dispozici v podobě katalogových listů na cvičeních.

Měření CTR (Current Transfer Ratio):

Trocha teorie:

CTR je proudový přenosový činitel optočlenu. Definován je jako poměr změny kolektorového proudu přijímacího tranzistoru ku změně proudu vysílací diodou.

Hodnota CTR je závislá na nastavení pracovního bodu, na teplotě i na čase.

Schéma:

Postup měření:

1. Obvod zapojte na pracovní destičce podle schématu. Uvedené hodnoty rezistorů Rd a Rk jsou pouze orientační a lze je podle typu měřeného optočlenu změnit.
2. Regulovatelným zdrojem v obvodu vysílací diody nastavte proud I_D diodou tak, aby hodnota výstupního napětí U_KE fototranzistoru byla přibližně polovina napájecího napětí, tj. kolem 7÷8V. (Zvyšováním proudu diodou se výstupní napětí U_KE snižuje a naopak.)
3. Změřte napětí na rezistorech Rd a Rk.
4. Nyní změňte hodnotu proudu I_D tak, aby se hodnota U_KE změnila oproti bodu 2 o cca 1V.
5. Změřte opět napětí na rezistorech Rd a Rk. Ze změn napětí oproti bodu 3 a příslušných hodnot rezistorů vypočítejte hodnoty změn proudů I_D a I_K:
   
6. Výslednou hodnotu CTR lze vypočítat z již zmíněného vztahu:
   
   Často je tato hodnota udávána v procentech:
   

Měření dynamických vlastností optočlenu:

Trocha teorie:

Optočlen lze použít nejen pro přenos a galvanické oddělení analogových signálů, ale též pro přenos číslicových (dvoustavových) signálů. V tom případě je důležitým parametrem maximální kmitočet přenášeného signálu.

Schéma:

Postup měření:

1. Zapojení je podobné jako při měření CTR, pouze regulovatelný zdroj v obvodu vysílací diody je nahrazen generátorem obdélníkového signálu.
2. Průběh napětí U_KE výstupního fototranzistoru je sledován na osciloskopu. Druhý kanál osciloskopu použijeme ke sledování průběhu napětí z generátoru.
3. Kmitočet obdélníkového signálu z generátoru nastavíme nejprve na cca 100Hz. Amplitudu a offset nastavíme tak, aby výstupní napětí nabývalo pouze kladných hodnot a aby se výstupní fototranzistor optočlenu naplno otevíral. Poznáme to tak, že průběh U_KE bude také přibližně obdélníkový a bude nabývat střídavě hodnoty napájecího napětí (15V) a téměř nulové hodnoty.
4. Nyní budeme kmitočet napětí z generátoru postupně zvyšovat. S rostoucím kmitočtem začnou být na průběhu U_KE znatelná zaoblení náběžné a doběžné hrany. Průběhy napětí generátoru U_G a U_KE budou mít přibližně následující tvar:
   
   
5. Budeme-li dále zvyšovat kmitočet, dostaneme se až do stavu, kdy již napětí U_KE nestačí přebíhat mezi nulovou hodnotou a hodnotou napájecího napětí. Za maximální kmitočet přenášeného signálu se považuje takový kmitočet, při kterém U_KE ještě stačí přebíhat od 10% do 90% napájecího napětí.