ऑप्टोकॉप्लर - विशेषताएँ, उपकरण, अनुप्रयोग

ऑप्टोकॉप्लर क्या है

ऑप्टोकॉप्लर एक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण है, जिसके मुख्य कार्यात्मक भाग एक प्रकाश स्रोत और एक फोटोडेटेक्टर हैं, जो एक दूसरे से गैल्वेनिक रूप से जुड़े नहीं हैं, लेकिन एक सामान्य सीलबंद आवास में स्थित हैं। एक ऑप्टोकॉप्लर के संचालन का सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि उस पर लागू एक विद्युत संकेत संचारण पक्ष पर एक चमक का कारण बनता है, और पहले से ही प्रकाश के रूप में, फोटोडेटेक्टर द्वारा संकेत प्राप्त किया जाता है, प्राप्त करने पर एक विद्युत संकेत शुरू करता है ओर। अर्थात्, इलेक्ट्रॉनिक घटक के भीतर ऑप्टिकल संचार के माध्यम से एक संकेत प्रेषित और प्राप्त किया जाता है।

एक ऑप्टोकॉप्लर ऑप्टोकॉप्लर का सबसे सरल प्रकार है। इसमें केवल संचारण और प्राप्त करने वाले भाग होते हैं। एक अधिक जटिल प्रकार का ऑप्टोकॉप्लर एक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चिप है जिसमें एक या अधिक मिलान या प्रवर्धक उपकरणों से जुड़े कई ऑप्टोकॉप्लर्स होते हैं।

इस प्रकार, एक ऑप्टोकॉप्लर एक इलेक्ट्रॉनिक घटक है जो सिग्नल स्रोत और उसके रिसीवर के बीच गैल्वेनिक युग्मन के बिना एक सर्किट में एक ऑप्टिकल सिग्नल का संचरण प्रदान करता है, क्योंकि फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ होने के लिए जाने जाते हैं।

ऑप्टोकॉप्लर्स की संरचना और विशेषताएं

ऑप्टोकॉप्लर फोटोडेटेक्टर का उपयोग करते हैं जो निकट-अवरक्त और दृश्य क्षेत्रों में संवेदनशील होते हैं, क्योंकि स्पेक्ट्रम के इस हिस्से को विकिरण के तीव्र स्रोतों की विशेषता होती है जो बिना कूलिंग के फोटोडेटेक्टर के रूप में काम कर सकते हैं। सिलिकॉन पर आधारित पीएन जंक्शन (डायोड और ट्रांजिस्टर) वाले फोटोडेटेक्टर सार्वभौमिक हैं, उनकी अधिकतम वर्णक्रमीय संवेदनशीलता का क्षेत्र 0.8 माइक्रोन के करीब है।

ऑप्टोकॉप्लर मुख्य रूप से वर्तमान संचरण अनुपात सीटीआर, यानी इनपुट और आउटपुट धाराओं का अनुपात है। अगला पैरामीटर सिग्नल ट्रांसमिशन दर है, वास्तव में ऑप्टोकॉप्लर ऑपरेशन की कटऑफ फ्रीक्वेंसी एफसी, वृद्धि समय टीआर और प्रेषित दालों के लिए कटऑफ टीएफ से संबंधित है। अंत में, गैल्वेनिक अलगाव के दृष्टिकोण से ऑप्टोकॉप्लर को चिह्नित करने वाले पैरामीटर: इन्सुलेशन प्रतिरोध रिसो, अधिकतम वोल्टेज वीसो और थ्रूपुट सीएफ।

इनपुट डिवाइस, जो ऑप्टोकॉप्लर संरचना का हिस्सा है, को ऑपरेटिंग बिंदु को I-V विशेषता के रैखिक क्षेत्र में स्थानांतरित करने के लिए उत्सर्जक (एलईडी) के लिए इष्टतम परिचालन स्थितियों को बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

इनपुट डिवाइस में पर्याप्त गति और इनपुट करंट की एक विस्तृत श्रृंखला होती है, जो कम (दहलीज) करंट पर भी सूचना प्रसारण की विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है। ऑप्टिकल माध्यम आवास के अंदर स्थित होता है जिसके माध्यम से प्रकाश उत्सर्जक से फोटोडेटेक्टर तक प्रेषित होता है।

एक नियंत्रित ऑप्टिकल चैनल वाले ऑप्टोकॉप्लर्स में, एक अतिरिक्त नियंत्रण उपकरण होता है, जिसके माध्यम से विद्युत या चुंबकीय साधनों का उपयोग करके ऑप्टिकल माध्यम के गुणों को प्रभावित करना संभव होता है।फोटोडेटेक्टर की तरफ, सिग्नल को उच्च ऑप्टिकल-टू-इलेक्ट्रिकल रूपांतरण दर पर पुनर्प्राप्त किया जाता है।

फोटोडेटेक्टर के किनारे आउटपुट डिवाइस (उदाहरण के लिए, सर्किट में शामिल एक फोटोट्रांसिस्टर) को सिग्नल को एक मानक विद्युत रूप में परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो ऑप्टोकॉप्लर के बाद ब्लॉकों में आगे की प्रक्रिया के लिए सुविधाजनक है। एक ऑप्टोकॉप्लर में अक्सर इनपुट और आउटपुट डिवाइस नहीं होते हैं, इसलिए किसी विशेष डिवाइस के सर्किट में सामान्य ऑपरेशन स्थापित करने के लिए बाहरी सर्किट की आवश्यकता होती है।

ऑप्टोकॉप्लर्स का अनुप्रयोग

ऑप्टिकल कनेक्टर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है बिजली उत्पन्न करनेवाली अलगाव के लिए सर्किट में विभिन्न उपकरणों के ब्लॉक, जहां कम और उच्च वोल्टेज के लिए सर्किट होते हैं, नियंत्रण सर्किट को पावर सर्किट से अलग किया जाता है: शक्तिशाली ट्राइक और थायरिस्टर्स, रिले सर्किट आदि का नियंत्रण।

डायोड, ट्रांजिस्टर और प्रतिरोधक ऑप्टोकॉप्लर्स का उपयोग रेडियो इंजीनियरिंग मॉड्यूलेशन और स्वचालित लाभ नियंत्रण सर्किट में किया जाता है। ऑप्टिकल चैनल को उजागर करके, सर्किट को बिना संपर्क के नियंत्रित किया जाता है और ऑपरेशन के इष्टतम मोड में लाया जाता है।

ऑप्टिकल कनेक्टर इतने बहुमुखी हैं कि उनका उपयोग इतने सारे उद्योगों में और इतने अनूठे कार्यों में किया जाता है, यहां तक ​​कि केवल गैल्वेनिक अलगाव और संपर्क रहित नियंत्रण तत्वों के रूप में, उन सभी को सूचीबद्ध करना असंभव है।

यहाँ उनमें से कुछ ही हैं: कंप्यूटर, संचार प्रौद्योगिकी, स्वचालन, रेडियो उपकरण, स्वचालित नियंत्रण प्रणाली, मापने के उपकरण, नियंत्रण और विनियमन प्रणाली, चिकित्सा प्रौद्योगिकी, दृश्य प्रदर्शन उपकरण और कई अन्य।

ऑप्टोकॉप्लर्स के लाभ

मुद्रित सर्किट बोर्डों पर ऑप्टोकॉप्लर्स का उपयोग आपको आदर्श गैल्वेनिक अलगाव प्राप्त करने की अनुमति देता है जब प्रतिरोध के संदर्भ में उच्च वोल्टेज और कम वोल्टेज, इनपुट और आउटपुट सर्किट के अलगाव की आवश्यकताएं बहुत अधिक होती हैं। लोकप्रिय PC817 ऑप्टोकॉप्लर के ट्रांसमिट और रिसीव सर्किट के बीच वोल्टेज, उदाहरण के लिए, 5000 V है। इसके अलावा, ऑप्टिकल आइसोलेशन द्वारा लगभग 1 pF की बेहद कम बैंडविड्थ हासिल की जाती है।

प्रत्यक्ष नियंत्रण सर्किट के संदर्भ में अद्वितीय डिजाइन समाधानों के लिए जगह छोड़ते हुए ऑप्टोकॉप्लर्स का उपयोग करना, संपर्क रहित नियंत्रण को लागू करना बहुत आसान है। यहां यह भी महत्वपूर्ण है कि स्रोत के लिए रिसीवर की बिल्कुल कोई प्रतिक्रिया नहीं होती है, अर्थात सूचना एकतरफा प्रसारित होती है।

ऑप्टोकॉप्लर की व्यापक बैंडविड्थ कम आवृत्तियों द्वारा लगाई गई सीमाओं को समाप्त करती है: प्रकाश की सहायता से, आप कम से कम एक स्थिर संकेत, यहां तक ​​​​कि एक पल्स, और बहुत तेज किनारों के साथ संचारित कर सकते हैं, जो कि पल्स ट्रांसफार्मर का उपयोग करके लागू करना मौलिक रूप से असंभव है। ऑप्टोकॉप्लर के अंदर संचार चैनल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के प्रभाव से पूरी तरह से प्रतिरक्षा है, इसलिए सिग्नल हस्तक्षेप और कैप्चर से सुरक्षित है। अंत में, ऑप्टोकॉप्लर्स अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटकों के साथ पूरी तरह से संगत हैं।