如何巧用光耦HCNR201實現線性隔離？

在模擬技術中，信號量值采集的精確度和穩定度決定了整個項目的運行可靠程度，然而，現場環境惡劣，干擾嚴重，為了避免現場的各種噪聲干擾引入控制系統，須將被測模擬信號與控制系統之間進行良好的線性隔離。本文采用線性光耦HCNR201的方法，實現被測模擬信號與控制系統之間的線性隔離。線性光耦隔離與普通光耦隔離相比，改變了普通光耦的單發單收模式，增加一個用于反饋的光電二極管并且增大了線性區域。兩個光電二極管都是同樣特性的非線性，可通過反饋通路的非線性來抵消直通通路的非線性，從而實現信號的線性傳遞。

HCNR201的工作原理

HCNR201是Avago公司推出的高線性光耦器件，通過外接不同的分立器件，可以實現交直流電流和電壓的光電隔離轉換電路，其內部結構如圖1所示。HCNR201由高性能的AlGaAs型發光二極管及兩個具有嚴格比例關系的光電二極管PD1和PD2構成。當發光二極管中流過電流IF時，其所發出的光會在光電二極管中PD1、PD2感應出正比于LED發光強度的光電流IPD1、IPD2，其中IF、IPD1、IPD2滿足以下關系：

式中K1、K2分別為發光二極管PD1、PD2的電流傳輸比，其典型值為0.48，范圍為0.36～0.72；K3為該光耦的傳輸增益，其典型值為1，范圍為0.95～1.05。

圖1 HCNR201內部結構圖