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在微波系統(tǒng)中， 往往需將一路微波功率按比例分成幾路， 這就是功率分配問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)這一功能的元件稱(chēng)為功率分配元器件即耦合器， 主要包括: 定向耦合器、 功率分配器以及各種微波分支器件。

光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見(jiàn)的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類(lèi)較多，常見(jiàn)有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達(dá)林頓型、集成電路型等。如下圖1(外形有金屬圓殼封裝，塑封雙列直插等)。
?原理類(lèi)比:

老張的南北兩側(cè)的白菜地各分了3份，老張希望通過(guò)一次性水道改動(dòng)，每份地從主干水道上獲得一小部分水流，水流速度和其他的地盡量相同，如圖1所示。
圖1 水流均分圖
圖1 水流均分圖
這樣老張就可以在樹(shù)蔭下歇一段時(shí)間，不用再做任何的水道改動(dòng)，所有的地同時(shí)澆完。

圖2 耦合器實(shí)物圖
圖2 耦合器實(shí)物圖
耦合器是從無(wú)線(xiàn)信號(hào)主干通道中提取出一小部分信號(hào)的射頻器件，如圖2所示，與功分器一樣都屬于功率分配器件，不同的是耦合器是不等功率的分配器件。耦合器與功分器搭配使用，主要為了達(dá)到一個(gè)目標(biāo)-使信號(hào)源的發(fā)射功率能夠盡量平均分配到室內(nèi)分布系統(tǒng)的各個(gè)天線(xiàn)口，使每個(gè)天線(xiàn)口的發(fā)射功率基本相同。

理想耦合器的輸入端口功率等于耦合端口功率與輸出端口功率之和，以瓦特(W)為單位，即

如圖3所示。
圖3 耦合器原理圖
圖3 耦合器原理圖

耦合器的重要指標(biāo)是耦合度和插損。耦合度是耦合端口與輸入端口的功率之比，以dB表示的話(huà)，一般是負(fù)值。耦合度的值越大，相當(dāng)于拿走的東西越少，自然耦合器的損耗就越小。插損是輸出端口與輸入端口的功率之比。耦合度的值越大，插損的值越小。

以dB表示的話(huà)，有下列關(guān)系:

那么，耦合器的插損(dB)和耦合度(dB)的關(guān)系可以表示為:

實(shí)例:

一個(gè)耦合度為−10dB的耦合器，它的插損就為−0.5dB。取值，再考慮到介質(zhì)損耗，一般插損會(huì)更大一些，不同廠(chǎng)家不一樣，一般插損可取0.7dB左右。

假若輸入端口功率為15dBm，那么這個(gè)耦合器的耦合端口的功率就是15dBm-10dB=5dBm，輸出端口的功率就是15dBm-0.7dB=14.3dBm。

在此很多人會(huì)問(wèn)這樣一個(gè)問(wèn)題:5dBm+14.3dBm>15dBm，能量不守恒，為什么?原因很簡(jiǎn)單，以dBm為單位的數(shù)量不能相加。

在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。

⒈工作特性(以光敏三極管為例)

光電耦合器內(nèi)部共模抑制比很高
耦合器
耦合器
。因?yàn)榘l(fā)光管和受光器之間的耦合電容很小(2pF以?xún)?nèi))，共模輸入電壓通過(guò)極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。

⒉輸出特性

光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下，光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關(guān)系，當(dāng)IF=0時(shí)，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時(shí)的光敏晶體管集電極輸出電流稱(chēng)為暗電流，一般很小。當(dāng)IF>0時(shí)，在一定的IF作用下，所對(duì)應(yīng)的IC基本上與VCE無(wú)關(guān)。IC與IF之間的變化成線(xiàn)性關(guān)系，用半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。

⒊光電耦合器可作為線(xiàn)性耦合器使用

在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流，再把信號(hào)電壓通過(guò)電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號(hào)，其輸出電流將隨輸入的信號(hào)電壓作線(xiàn)性變化。光電耦合器也可工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號(hào)。在傳輸脈沖信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在一定的延遲時(shí)間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸出延遲時(shí)間相差很大。

在微波系統(tǒng)中， 往往需將一路微波功率按比例分成幾路， 這就是功率分配問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)這一功能的元件稱(chēng)為功率分配元器件即耦合器， 主要包括: 定向耦合器、 功率分配器以及各種微波分支器件。

光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見(jiàn)的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類(lèi)較多，常見(jiàn)有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達(dá)林頓型、集成電路型等。如下圖1(外形有金屬圓殼封裝，塑封雙列直插等)。
?原理類(lèi)比:

老張的南北兩側(cè)的白菜地各分了3份，老張希望通過(guò)一次性水道改動(dòng)，每份地從主干水道上獲得一小部分水流，水流速度和其他的地盡量相同，如圖1所示。
圖1 水流均分圖
圖1 水流均分圖
這樣老張就可以在樹(shù)蔭下歇一段時(shí)間，不用再做任何的水道改動(dòng)，所有的地同時(shí)澆完。

圖2 耦合器實(shí)物圖
圖2 耦合器實(shí)物圖
耦合器是從無(wú)線(xiàn)信號(hào)主干通道中提取出一小部分信號(hào)的射頻器件，如圖2所示，與功分器一樣都屬于功率分配器件，不同的是耦合器是不等功率的分配器件。耦合器與功分器搭配使用，主要為了達(dá)到一個(gè)目標(biāo)-使信號(hào)源的發(fā)射功率能夠盡量平均分配到室內(nèi)分布系統(tǒng)的各個(gè)天線(xiàn)口，使每個(gè)天線(xiàn)口的發(fā)射功率基本相同。

理想耦合器的輸入端口功率等于耦合端口功率與輸出端口功率之和，以瓦特(W)為單位，即

如圖3所示。
圖3 耦合器原理圖
圖3 耦合器原理圖

耦合器的重要指標(biāo)是耦合度和插損。耦合度是耦合端口與輸入端口的功率之比，以dB表示的話(huà)，一般是負(fù)值。耦合度的值越大，相當(dāng)于拿走的東西越少，自然耦合器的損耗就越小。插損是輸出端口與輸入端口的功率之比。耦合度的值越大，插損的值越小。

以dB表示的話(huà)，有下列關(guān)系:

那么，耦合器的插損(dB)和耦合度(dB)的關(guān)系可以表示為:

實(shí)例:

一個(gè)耦合度為−10dB的耦合器，它的插損就為−0.5dB。取值，再考慮到介質(zhì)損耗，一般插損會(huì)更大一些，不同廠(chǎng)家不一樣，一般插損可取0.7dB左右。

假若輸入端口功率為15dBm，那么這個(gè)耦合器的耦合端口的功率就是15dBm-10dB=5dBm，輸出端口的功率就是15dBm-0.7dB=14.3dBm。

在此很多人會(huì)問(wèn)這樣一個(gè)問(wèn)題:5dBm+14.3dBm>15dBm，能量不守恒，為什么?原因很簡(jiǎn)單，以dBm為單位的數(shù)量不能相加。

在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。

⒈工作特性(以光敏三極管為例)

光電耦合器內(nèi)部共模抑制比很高
耦合器
耦合器
。因?yàn)榘l(fā)光管和受光器之間的耦合電容很小(2pF以?xún)?nèi))，共模輸入電壓通過(guò)極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。

⒉輸出特性

光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下，光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關(guān)系，當(dāng)IF=0時(shí)，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時(shí)的光敏晶體管集電極輸出電流稱(chēng)為暗電流，一般很小。當(dāng)IF>0時(shí)，在一定的IF作用下，所對(duì)應(yīng)的IC基本上與VCE無(wú)關(guān)。IC與IF之間的變化成線(xiàn)性關(guān)系，用半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。

⒊光電耦合器可作為線(xiàn)性耦合器使用

在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流，再把信號(hào)電壓通過(guò)電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號(hào)，其輸出電流將隨輸入的信號(hào)電壓作線(xiàn)性變化。光電耦合器也可工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號(hào)。在傳輸脈沖信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在一定的延遲時(shí)間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸出延遲時(shí)間相差很大。