Схема компенсации температурного коэффициента оптопары
При использовании оптопары в линейном приложении, вы должны учитывать дрейф коэффициента усиления в зависимости от температуры. У традиционных устройств с одним и двумя транзисторными выходами этот дрейф коэффициента усиления в зависимости от температуры хорошо заметен. И хотя в последние годы появилось несколько оптопар с температурной компенсацией, есть другой вариант компенсации этого дрейфа. Этот вариант заключается в использовании двух оптопар или двойной оптопары с соответствующей схемой отрицательной обратной связи, чтобы дрейф одного устройства сводил на нет дрейф другого. Схема на рисунке 1 выполняет эту задачу, используя дифференциальный усилитель, который рассматривает дрейф как синфазный сигнал.
Для проверки работы схемы необходимо подавать сигнал постоянного напряжения на вход и использовать цифровые вольтметры для одновременного контроля выходов каждой оптопары и дифференциального усилителя. Воспользуйтесь термофеном и понаблюдайте за быстрым изменением выходных сигналов оптопар, в то время как выходной сигнал усилителя меняется гораздо медленнее. Такой же результат получается даже с оптопарами разных производителей. С оптопарами одного типа вы сможете наблюдать хорошее подавление дрейфа. Компоненты от одного производителя и сдвоенные устройства дают отличные результаты. Чтобы удовлетворить требования к безопасному расстоянию между цепями, вместо сдвоенных устройств вы можете использовать отдельные оптопары.
![Рисунок 1 Используя две оптопары вместо одной, вы можете подавить дрейф коэффициента усиления в зависимости от температуры.](/uploads/media/articles/0001/05/d0d3e77f631117906e36101884f58cc7aa75e9e3.png)
Чтобы изучить метод относительно системы управления, рассмотрим рисунок 2, на котором показан один усилитель (a) в прямом тракте и другой усилитель (b) в тракте обратной связи. Также рассмотрим следующую формулу:
\(G = a \frac{A}{1+Ab}= \frac{a}{b} \times \frac{1}{1+\frac{1}{Ab}}\)
где a/b – это идеальный коэффициент усиления с замкнутой петлей обратной связи, и он умножается на ошибку петлевого усиления. Учитывая, что ошибка мала (из-за большого коэффициента усиления, A, операционного усилителя), коэффициент усиления системы рассматривается как отношение коэффициентов усиления (коэффициентов передачи тока) оптопар.
![Рисунок 2 Теория обратной связи системы управления объясняет работу схемы на рисунке 1.](/uploads/media/articles/0001/05/297001df35a0c6e5933d55a54a739088af4eece0.png)
Вы также можете легко найти это же соотношение, установив напряжения на входах операционного усилителя равными. Входными и выходными сигналами для этого анализа являются токи, которые прецизионные резисторы переводят в напряжения.
Оптопары в этой схеме не являются особо быстрыми устройствами, поэтому без конденсатора в цепи обратной связи задержки фазы могут вызвать возбуждение усилителя. Емкость конденсатора выбирается опытным путем, подавая импульс на вход и наблюдая время нарастания и выбросы на выходе.