光电耦合器在并口长线传输中的应用

4、TLP521-4简介

光电隔离模块TLP521-4(GB)是一款具有完整基极一发射极的性能优良的固定延时光电耦合器，它具有最优转换速度、高温性能等特点。该器件主要特性：电流转换率为100％～500％；隔离电压为2500Vrms(min)；发射一接收电压为55V(min)；泄漏电流为lOμA(max)(Ta=85℃)；最小转换时间为42μs。

TLP52l-4(GB)的典型电路如图1所示，具体的转换时间参数见表1。由表1可知，TLP521_4(GB)最大传输延迟时间为42μs，系统需要在1ms内完成8个字节的读或写，最大传输延迟时间已满足电路传输延迟时间的水平，因而在传输速度上完全能够满足长线传输的要求。通过对其输入端的控制，可使光耦按工作需要打开或关闭。当在输入控制端加高电平时，光耦正常工作。将输入端信号耦合到输出端，而当在输入控制端加低电平时，其输出端集电极开路三极管截止，对外呈高阻态。

5、电路设计

在长线传输中，正是因为地线的交流阻抗特性，使得地线成了电路中事实上的最大噪声源。地线造成干扰的主要原因是地线存在阻抗，当电流流过地线时，会在地线上产生电压，这就是地线噪声。在这个电压的驱动下，会产生地线环路电流，形成地环路干扰。南于发送和接收设备共用一段地线，会形成公共阻抗耦合。采用光电隔离器TLP521-4对发送和接收设备进行电气隔离，对于减小交流阻抗的作用十分明显，进而增大传输电流，有效地抑制地线噪声；同时由于74LS244N的应用。总线驱动能力得到保障。图2为光耦发送和接收电路示意图。图2中，上半部两光耦自左向右传输信号，下半部两光耦自右向左传输信号，左端74LS244N通过静态存储器IDT7132与处理器进行数据交换，右端通过8255与处理器进行数据交换。

调试中，输入周期为100μs，占空比为1／2的+5V方波，对一路光耦的输入端波形和经过20m长线后接收光耦的输出端波形以及经过74LS244整形后的波形进行记录。记录结果如图3所示。

从输入输出波形的比较来看，电路能对输入波形中叠加的噪声干扰具有明显的抑制作用，使输出波形变得光滑且稳定，提高了输出信噪比。虽然由于光耦的转换时间问题，波形的占空比发生了微量变换，但是由于电路输入输出均是一种高低电平信号，故不影响信号的正确传输。

6、结语

采用上述方法应用于并口长线传输电路，能够在保持并口传输的速度优势以及系统结构不变时，保证信号传输的准确性。在长距离的并口传输中，只要对原来短距离并口电路稍加改动，就可以保证通信双方的高速隔离并进行通信，因而具有较大实用价值。