Optoizolator rezystancyjny

Optoizolator VTL2C1 z wejściem LED i wyjściem fotorezystora

Rezystancyjny optoizolator (RO), zwany także fotorezystancyjnym optoizolatorem , vactrol (od uogólnionego znaku towarowego wprowadzonego przez Vactec, Inc. w latach 60.), analogowy optoizolator lub fotokomórka sprzężona z lampą , jest urządzeniem optoelektronicznym składającym się ze źródła i detektor światła, które są optycznie sprzężone i elektrycznie odizolowane od siebie. Źródłem światła jest zwykle dioda elektroluminescencyjna (LED), miniaturowa żarówka lub czasem neonówka , natomiast detektorem jest półprzewodnikowy fotorezystor wykonany z selenku kadmu (CdSe) lub siarczku kadmu ( CdS ). Źródło i detektor są połączone przezroczystym klejem lub powietrzem.

Elektrycznie RO jest rezystancją kontrolowaną przez prąd przepływający przez źródło światła. W stanie ciemnym rezystancja zwykle przekracza kilka MOhm; po oświetleniu zmniejsza się jako odwrotność natężenia światła. W przeciwieństwie do fotodiody i fototranzystora , fotorezystor może pracować zarówno w obwodach prądu przemiennego, jak i stałego i mieć na nim napięcie rzędu kilkuset woltów. Zniekształcenia harmoniczne prądu wyjściowego przez RO mieszczą się zwykle w granicach 0,1% przy napięciach poniżej 0,5 V.

RO jest pierwszym i najwolniejszym optoizolatorem: jego czas przełączania przekracza 1 ms, a dla modeli lampowych może sięgać setek milisekund. Pojemność pasożytnicza ogranicza zakres częstotliwości fotorezystora do częstotliwości ultradźwiękowych. Fotorezystory na bazie kadmu wykazują „efekt pamięci”: ich rezystancja zależy od historii oświetlenia; dryfuje również podczas oświetlenia i stabilizuje się w ciągu kilku godzin, a nawet tygodni w przypadku modeli o wysokiej czułości. Ogrzewanie powoduje nieodwracalną degradację RO, podczas gdy chłodzenie do temperatury poniżej -25°C radykalnie wydłuża czas reakcji. Dlatego RO zostały w większości zastąpione w latach 70. przez szybsze i bardziej stabilne fotodiody i fotorezystory. RO są nadal używane w niektórych urządzeniach dźwiękowych, wzmacniaczach gitarowych i syntezatorach analogowych ze względu na dobrą izolację elektryczną, niskie zniekształcenia sygnału i łatwość projektowania obwodów.

Schematy rezystancyjnych optoizolatorów w stylu europejskim, które wykorzystują żarówkę (na górze), neonówkę (w środku) lub diodę elektroluminescencyjną (na dole).

Historia

W 1873 roku Willoughby Smith odkrył fotoprzewodnictwo selenu. Na początku XX wieku badania zewnętrznego fotoefektu w lampach próżniowych zaowocowały komercyjną produkcją fotorezystorów. W 1918 roku inżynierowie amerykańscy i niemieccy niezależnie zaproponowali zastosowanie fotokomórek próżniowych do odczytu fonogramów optycznych w projektorach filmowych w kinach, a Lee de Forest , Western Electric i General Electric wyprodukowały trzy konkurencyjne systemy wykorzystujące takie fotokomórki. W 1927 roku ukazał się pierwszy komercyjny film dźwiękowy, The Jazz Singer , został wyprodukowany w Stanach Zjednoczonych, a do 1930 roku filmy dźwiękowe zastąpiły filmy nieme.

Sukces filmów dźwiękowych zachęcił do poszukiwania nowych zastosowań fotokomórek. Rozważano różne typy fotokomórek: próżniowe, wyładowcze, fotowoltaiczne i fotorezystancyjne, ale branża faworyzowała powolne, ale tanie urządzenia selenowe. W połowie lat trzydziestych selenowe fotokomórki sterowały liniami montażowymi, windami i krosnami . Alarmy przeciwpożarowe z czujnikami selenowymi weszły do ​​masowej produkcji w Wielkiej Brytanii, a następnie w USA. Norbert Wiener zaproponował, a Truman Gray zbudował skaner optyczny do wprowadzania i przetwarzania danych w komputerach analogowych. Kurt Kramer wprowadził selenową fotokomórkę do badań medycznych. w 1940 r. Glenn Millikan zbudował pierwszy praktyczny pulsoksymetr na bazie selenu do monitorowania stanu fizycznego pilotów Królewskich Sił Powietrznych . Było to RO, w którym źródło światła i detektor były oddzielone płatkiem ucha pilota.

Fender z efektem tremolo

We wczesnych latach pięćdziesiątych Teletronix zastosował tłumik optyczny „T4” w kompresorze LA-2, a ponadto ze względu na swój wyjątkowy dźwięk są one nadal używane przez Universal Audio w ich reprodukcjach LA-2. Po latach pięćdziesiątych selen w fotokomórkach był stopniowo zastępowany przez CdS i CdSe. Do 1960 r. RO oparte na lampach żarowych i fotorezystorach CdS/CdSe były stosowane w obwodach sprzężenia zwrotnego w przemyśle, na przykład do sterowania prędkością obrotową i napięciem. Wprowadzenie na początku lat 60. czułych i kompaktowych fotorezystorów CdS/CdSe zaowocowało masową produkcją aparatów z automatyczną ekspozycją. Jednak te fotorezystory nie zostały przyjęte w medycynie ze względu na ich efekt pamięci i szybkie starzenie – wymagały regularnej ponownej kalibracji, co było nie do przyjęcia w praktyce medycznej.

We wczesnych latach sześćdziesiątych Gibson i Fender zaczęli używać RO do modulowania efektu tremolo we wzmacniaczach gitarowych. Obie firmy montowały swoje RO z dyskretnych lamp, fotorezystorów i rur sprzęgających. Podczas gdy Gibson używał tanich, ale wolnych żarówek jako źródeł światła, Fender zastąpił je lampami neonowymi, co zwiększyło maksymalną częstotliwość do kilkudziesięciu Hz i zmniejszyło prądy sterujące, ale skutkowało modulacją nieliniową. Dlatego inni producenci preferowali żarówki ze względu na ich liniowość.

W 1967 roku firma Vactec wprowadziła kompaktową RO pod marką Vactrol. W przeciwieństwie do RO połączonych z rurami Fendera i Gibsona, Vactrole były szczelnymi i wytrzymałymi urządzeniami. Na początku lat 70. firma Vactec zastąpiła żarówki żarowe diodami LED. Zwiększyło to szybkość przełączania, ale nie do poziomu wymaganego dla urządzeń cyfrowych. Dlatego wprowadzenie szybszych fotodiod i fototranzystorów w latach 70. wyparło RO z rynku. RO zachowały wąskie nisze zastosowań w sprzęcie dźwiękowym i niektórych urządzeniach automatyki przemysłowej, które nie wymagały dużych prędkości. Vactec nie rozszerzył swoich praw do znaku towarowego Vactrol i stał się on powszechnie używanym słowem w języku angielskim dla każdego RO używanego w sprzęcie audio, w tym RO firmy Fender i Gibson. Od 2010 r. Vactrol RO były produkowane przez PerkinElmer, następcę Vactec, do czasu zbycia jego działalności w zakresie rozwiązań oświetleniowych i wykrywających jako niezależna firma Excelitas Technologies w listopadzie 2010 r. Excelitas zakończył produkcję RO w grudniu 2015 r. Od 2022 r. Typ Vactrol RO są nadal produkowane przez następcę Silonex, Advanced Photonix. i co najmniej dwie fabryki w Shenzhen w Chinach.

W Unii Europejskiej produkcja i dystrybucja fotorezystorów na bazie kadmu jest zakazana od 1 stycznia 2010 r. Pierwotna wersja dyrektywy UE w sprawie ograniczenia stosowania substancji niebezpiecznych (RoHS), przyjęta w 2003 r., dopuszczała stosowanie kadmu w urządzeń, które nie miały odpowiedników bez płyt CD. Jednak w 2009 roku Komisja Europejska wykluczyła z listy dozwolonych urządzeń RO oparte na CD, stosowane w profesjonalnym sprzęcie audio. „Od dnia 2 stycznia 2013 r. dozwolone jest stosowanie kadmu w fotorezystorach do analogowych transoptorów stosowanych w profesjonalnym sprzęcie audio. ... Jednak zwolnienie jest ograniczone w czasie, ponieważ Komisja uważa, że ​​badania nad technologią bezkadmową są w toku a substytuty mogą stać się dostępne do końca 2013 roku”.

Właściwości fizyczne

Źródła światła, detektory i ich sprzężenie

Większość RO wykorzystuje CdS lub CdSe jako materiał światłoczuły.

Czułość spektralna fotorezystorów CdS jest największa dla światła czerwonego (długość fali λ = 640 nm) i rozciąga się do 900 nm. Urządzenia te mogą kontrolować kilka mA i mają quasiliniową zależność fotoprądu od natężenia światła przy stałym napięciu. Ich wysoka rezystancja w ciemności, sięgająca kilkudziesięciu GOhm, zapewnia wysoki zakres dynamiczny w odniesieniu do natężenia światła i niskie zniekształcenia sygnału. Jednak ich czas reakcji na zmianę natężenia światła jest długi, około 140 ms w temperaturze 25°C.

Fotorezystory CdSe są 5–100 razy bardziej czułe niż urządzenia CdS; ich szczyty czułości w zakresie od czerwieni do bliskiej podczerwieni (670–850 nm) i rozciągają się do 1100 nm. Mają gorszy zakres dynamiczny i liniowość niż ich odpowiedniki CdS, ale są szybsze, ze stałą czasową mniejszą niż 20 ms.

Optymalnymi źródłami światła dla fotorezystorów CdS/CdSe są heterostruktury AlGaAs (długość fali emisji ~660 nm) lub diody GaP (λ = 697 nm). Jasność diody LED jest prawie proporcjonalna do prądu sterującego. Widmo emisji zależy od temperatury diody LED, a tym samym od prądu, ale ta zmiana jest zbyt mała, aby wpłynąć na dopasowanie widmowe diody LED i fotorezystora.

Aby zapewnić stabilność mechaniczną, dioda LED i fotorezystor są sklejone przezroczystą żywicą epoksydową , klejem lub polimerem organicznym. Klej pełni również rolę dyfuzora rozpraszającego wiązkę światła – gdyby padał blisko granicy półprzewodnika i styków elektrycznych, to niewielkie przesunięcie pozycji diody mogłoby znacząco zmienić odpowiedź RO.

Charakterystyka przenoszenia

Wyidealizowana funkcja przenoszenia RO na bazie LED, tj. zależność rezystancji RO od prądu LED. Zielony pasek przybliża wahania rezystancji spowodowane efektem pamięci w temperaturze pokojowej. Czerwony pasek przybliża efekty dryfu termicznego i zmiany sprzężenia optycznego.

Charakterystyka przenoszenia RO jest zwykle przedstawiana jako rezystancja elektryczna fotorezystora w funkcji prądu płynącego przez źródło światła; jest to splot trzech głównych czynników: zależności natężenia źródła światła od jego prądu, sprzężenia optycznego i dopasowania widmowego między źródłem światła a fotorezystorem oraz fotoodpowiedzi fotorezystora. Pierwsza zależność jest prawie liniowa i niezależna od temperatury dla diod LED w praktycznym zakresie prądu sterującego. Wręcz przeciwnie, w przypadku żarówek krzywa prądu świetlnego nie jest liniowa, a widmo emisji zmienia się wraz z temperaturą, a tym samym z prądem wejściowym. Jeśli chodzi o detektor światła, to jego właściwości zależą od temperatury, napięcia i historii użytkowania (efekt pamięci). Dlatego charakterystyka przenoszenia przyjmuje zakres wartości.

Aproksymacja fotorezystora.

Równoważny obwód fotorezystora składa się z trzech elementów:

  • R D – rezystancja ciemna, która jest określana przez półprzewodnik i może wynosić od kilku MOhm do kilkuset GOhm;
  • R RL – rezystancja szczątkowa oświetlonego, ale nieobciążonego fotorezystora, typowo między 100 Ohm a 10 kOhm;
  • R I – fotorezystancja idealna, która jest odwrotnie proporcjonalna do natężenia światła.

Ze względu na dużą wartość R D , całkowita rezystancja jest określana głównie przez R I. Zakres dynamiczny fotorezystora względem oświetlenia jest równy stosunkowi krytycznego oświetlenia Φ cr do progu czułości Φ th .

R D i RI , ale nie R RL , zmniejszają się wraz ze wzrostem napięcia, co powoduje zniekształcenia sygnału. Przy niskim poziomie oświetlenia rezystancja RO na bazie kadmu wzrasta o około 1% po podgrzaniu o 1 ° C. Przy wyższych natężeniach światła współczynnik oporu cieplnego może zmieniać swoje wartości, a nawet znak.

Efekt pamięci

Typowa reakcja fotorezystora na skokowy wzrost (kolor niebieski) i skokowy spadek (kolor czerwony) poziomu padającego światła.

Fotorezystory na bazie kadmu wykazują wyraźny efekt pamięci, to znaczy ich rezystancja zależy od historii naświetlania. Pokazuje również charakterystyczne przeskoki, których wartości osiągają chwilowe minimum lub maksimum po zastosowaniu światła. Te zmiany rezystywności wpływają na temperaturę RO, powodując dodatkowe niestabilności. Czas stabilizacji nieliniowo wzrasta wraz z natężeniem światła i może wahać się od godzin do dni; zgodnie z konwencją przyjmuje się, że moc wyjściowa oświetlonej RO osiąga równowagę w ciągu 24 godzin.

Efekt pamięci jest oceniany przy użyciu stosunku Rmax do Rmin ( patrz rysunek). Współczynnik ten rośnie wraz ze spadkiem natężenia światła i przyjmuje wartość 1,5–1,6 przy 0,1 luksa oraz 1,05–1,10 przy 1000 luksów dla urządzeń PerkinElmer. W niektórych niskooporowych modelach RO współczynnik ten wynosił nawet 5,5, ale do 2009 roku zaprzestano ich produkcji. Fotorezystory o wysokiej rezystancji zazwyczaj mają mniej wyraźny efekt pamięci, są mniej wrażliwe na temperaturę i mają bardziej liniową odpowiedź, ale są również stosunkowo wolne. Niektóre urządzenia zaprojektowane w latach 60. miały znikomy efekt pamięci, ale wykazywały niedopuszczalnie duże zniekształcenia sygnału przy wysokich poziomach prądu.

Częstotliwości operacyjne

Zakres częstotliwości roboczej RO zależy od charakterystyki wejściowej i wyjściowej. Najwyższa częstotliwość sygnału wejściowego (sterującego) jest ograniczona reakcją źródła światła RO na zmianę prądu sterującego oraz reakcją fotorezystora na światło; jego typowa wartość mieści się w zakresie od 1 do 250 Hz. Czas reakcji fotorezystora na wyłączenie światła wynosi typowo od 2,5 do 1000 ms, natomiast reakcja na włączenie oświetlenia jest około 10 razy szybsza. Jeśli chodzi o źródło światła, jego czas reakcji na impuls prądu mieści się w zakresie nanosekund dla diody LED i dlatego jest pomijany. Jednak w przypadku żarówki jest to rzędu setek milisekund, co ogranicza zakres częstotliwości odpowiednich RO do kilku Hz.

Maksymalna częstotliwość wyjściowa (sterowany sygnał) jest ograniczona pojemnością pasożytniczą RO, która pochodzi z elektrod utworzonych na powierzchni fotorezystora i bocznikuje obwód wyjściowy. Typowa wartość tej pojemności to dziesiątki pikofaradów, co praktycznie ogranicza częstotliwość wyjściową do około 100 kHz.

Szum i zniekształcenia sygnału

Typowe zależności współczynnika zniekształceń nieliniowych od wartości skutecznej napięcia na fotorezystorze PerkinElmer.

Jeśli chodzi o zwykłe rezystory, szum fotorezystorów składa się z szumu termicznego, strzału i migotania; składnik termiczny dominuje przy częstotliwościach powyżej 10 kHz i ma niewielki udział przy niskich częstotliwościach. W praktyce szum fotorezystora jest pomijany, jeśli napięcie na jego zaciskach jest mniejsze niż 80 V.

Zniekształcenia nieliniowe generowane przez fotorezystor są mniejsze dla większego natężenia światła i mniejszej rezystancji fotorezystora. Jeśli napięcie na fotorezystorze nie przekracza wartości progowej, która waha się od 100 do 300 mV w zależności od materiału, to współczynnik zniekształceń nieliniowych ma wartość w granicach 0,01%, która jest prawie niezależna od napięcia. Zniekształcenia te są zdominowane przez drugą harmoniczną. Powyżej progu napięcia pojawia się trzecia harmoniczna, a amplituda odkształceń rośnie proporcjonalnie do kwadratu napięcia. Dla zniekształceń 0,1% (-80 dB), które są akceptowalne dla sprzętu audio o wysokiej wierności, napięcie sygnału powinno mieścić się w granicach 500 mV. Stosunek harmonicznych parzystych i nieparzystych można kontrolować, przykładając napięcie stałe do fotorezystora.

Degradacja

Takie radzieckie RO w metalowej obudowie mogły pracować w temperaturze od -60 do 55 ° C; nominalna żywotność 2000 godzin dzięki żarowemu źródłu światła

Nieodwracalną degradację fotorezystora można wywołać nawet krótkotrwałym przekroczeniem jego maksymalnego określonego napięcia. W przypadku urządzeń o dużej rezystywności napięcie to jest określane przez prądy upływu płynące na powierzchni półprzewodnika i waha się od 100 do 300 V dla. W przypadku modeli o niskiej rezystywności granica napięcia jest niższa i pochodzi z ogrzewania Joule'a.

Żywotność RO jest określona przez żywotność źródła światła i akceptowalny dryft parametrów fotorezystora. Typowa dioda LED może działać przez 10 000 godzin, po czym jej parametry nieznacznie się pogarszają. Jego żywotność można wydłużyć ograniczając prąd sterujący do połowy wartości maksymalnej. RO oparte na lampach żarowych zwykle zawodzą po około 20 000 godzin z powodu wypalenia spirali i są bardziej podatne na przegrzanie.

Degradacja fotorezystora jest stopniowa i nieodwracalna. Jeśli temperatura robocza nie przekracza limitu (zwykle 75°C lub mniej), to na każdy rok ciągłej pracy rezystancja w ciemności spada o 10%; w wyższej temperaturze takie zmiany mogą nastąpić w ciągu kilku minut. Maksymalna moc rozpraszana w fotorezystorze jest zwykle podawana dla temperatury 25°C i zmniejsza się o 2% na każdy stopień ogrzewania.

Chłodzenie poniżej -25 ° C gwałtownie wydłuża czas reakcji fotorezystora. Zmiany te są odwracalne, chyba że chłodzenie powoduje pękanie elementów z tworzywa sztucznego. Radzieckie RO zapakowane w metalowe obudowy wytrzymywały nawet temperaturę -60°C, ale w tych temperaturach ich czas reakcji sięgał 4 sekund.

Aplikacje

Przekaźnik AC

Wysoce rezystancyjne RO mogą pracować przy napięciach przemiennych przekraczających 200 V i być używane jako przekaźniki AC lub DC małej mocy, np. do sterowania wskaźnikami elektroluminescencyjnymi.

Proste dzielniki napięcia


Szeregowe, bocznikowe i szeregowo-bocznikowe dzielniki napięcia. Dzielnik bocznikowy wymaga dwóch sygnałów sterujących (I C UP i I C DOWN ).

W najprostszych układach ograniczających moc wyjściową RO umieszcza się w górnym (połączenie szeregowe) lub dolnym (bocznikowym) ramieniu dzielnika napięcia. Połączenie szeregowe zapewnia większy zakres regulacji (-80 dB) przy prądzie stałym i niskich częstotliwościach. Operację komplikuje nieliniowość rezystancji w funkcji prądu sterującego. Zawężenie zakresu dynamicznego spowodowane pojemnością pasożytniczą jest znaczące przy częstotliwościach tak niskich, jak setki Hz. Znacznie szybciej następuje wzrost niż spadek prądu sterującego.

Połączenie bocznikowe zapewnia płynniejszą charakterystykę przenoszenia i mniejsze zniekształcenia sygnału, ale także mniejszy zakres modulacji (−60 dB). To ograniczenie jest znoszone przez połączenie dwóch dzielników bocznikowych szeregowo, co zapewnia płynną charakterystykę przenoszenia. Najlepsze połączenie płynnej charakterystyki przenoszenia, niskich zniekształceń, szerokiego zakresu regulacji i prawie równej szybkości wzrostu i spadku współczynnika transmisji uzyskuje się w układzie szeregowo-równoległym składającym się z dwóch RO i rezystora szeregowego. Charakterystyka częstotliwościowa takiego obwodu jest podobna do charakterystyki połączenia szeregowego.

Precyzyjne dzielniki napięcia

Precyzyjny stopień buforowy o zmiennym wzmocnieniu z liniowym prawem sterowania. Maksymalne wzmocnienie można zwiększyć, zwiększając wartość R4.

Obwody ze zdefiniowanym napięciem sterującym dzielnika mogą kompensować dryft termiczny diody LED w RO, ale nie efekt pamięci i dryft termiczny fotorezystora. Ta ostatnia kompensacja wymaga drugiego (referencyjnego) fotorezystora, który jest oświetlany tym samym natężeniem światła, w tej samej temperaturze co główne (modulujące) urządzenie. Najlepszą kompensację uzyskuje się, gdy oba fotorezystory są uformowane na tym samym chipie półprzewodnikowym. Fotorezystor wzorcowy zawarty jest w dzielniku napięcia stabilizowanego lub w mostku pomiarowym. Wzmacniacz błędu porównuje napięcie w środkowym punkcie dzielnika z wartością docelową i reguluje prąd sterujący. W trybie sterowania liniowego RO staje się mnożnikiem analogowym: prąd płynący przez fotorezystor jest proporcjonalny do iloczynu napięcia na fotorezystorze i napięcia sterującego.

Automatyczne obwody sterujące

Podstawowa komórka o automatycznym wzmocnieniu 20 dB używana w telefonii międzymiastowej w latach 70.

W Związku Radzieckim RO były używane do kompresji sygnału w telefonii międzymiastowej. Żarówka RO została podłączona do wyjścia wzmacniacza operacyjnego, a fotorezystor był częścią dzielnika napięcia w obwodzie sprzężenia zwrotnego wzmacniacza nieodwracającego. W zależności od napięcia wyjściowego wzmocnienie układu wahało się od 1:1 do 1:10. Podobne układy są nadal stosowane w profesjonalnym sprzęcie audio (kompresory, ograniczniki i tłumiki szumów).

RO produkowane przez General Electric są stosowane w stabilizatorach napięcia AC. Stabilizatory te są oparte na autotransformatorze, który jest sterowany przez dwa zestawy tyrystorowych . Żarówka RO jest chroniona przez rezystor balastowy i jest podłączona do wyjścia AC. Lampa uśrednia napięcie wyjściowe, tłumiąc skoki i zniekształcenia sinusoidalne pochodzące z sieci. Fotorezystor RO znajduje się w jednym ramieniu mostka pomiarowego, generując sygnał błędu dla pętli sprzężenia zwrotnego.

Wzmacniacze gitarowe

Uproszczony obwód modulatora wzmacniacza gitarowego, wykorzystujący RO z żarówką firmy Gibson

Pierwszy wzmacniacz gitarowy z efektem tremolo został wyprodukowany przez firmę Fender w 1955 roku. We wzmacniaczu tym generator tremolo sterował polaryzacją kaskady wzmacniacza znajdującej się w pobliżu obwodu wyjściowego, a jego harmoniczne wyciekały do ​​sygnału wyjściowego. We wczesnych latach sześćdziesiątych Fender i Gibson używali RO jako modulatora. Jego fotorezystor był podłączony przez kondensator blokujący i potencjometr sterujący między wyjściem przedwzmacniacza a masą i bocznikował przedwzmacniacz po wyzwoleniu. W tym schemacie sygnał sterujący nie wyciekał na wyjście. Głębokość modulacji regulowana była niskoomowym potencjometrem umieszczonym na płycie czołowej. Potencjometr znacznie zmniejszył wzmocnienie poprzedniego stopnia, przez co przedwzmacniacz musiał mieć rezerwy na wzmocnienie.

W swoich RO Gibson używał żarówek, które wymagały stosunkowo dużych prądów. Fender zastąpił je lampami neonowymi, co zwiększyło częstotliwość modulacji i zmniejszyło prądy sterujące. Jednak w przeciwieństwie do ciągłej modulacji Gibsona, Fender zastosował tryb włączania/wyłączania, co skutkowało mniej przyjemnym dźwiękiem. Z tego powodu inni producenci, tacy jak Univibe, preferowali żarówki.

Do 1967 roku większość producentów wzmacniaczy gitarowych przeszła z lamp próżniowych na tranzystory i dlatego przeprojektowała swoje obwody. Przez kilka lat Gibson nadal używał RO we wzmacniaczach tranzystorowych do uzyskania efektu tremolo. W 1973 roku zaprojektowali kolejny obwód sterujący oparty na RO, w którym sygnał z pedału lub zewnętrznego generatora bezproblemowo łączył diodowy stabilizator sygnału. Jednak w tym samym roku porzucili RO na rzecz tranzystorów polowych .

Syntezatory analogowe

Brama dolnoprzepustowa Doepfer A-101-2 Vactrol

RO to proste i wygodne narzędzie do strojenia częstotliwości oscylatorów, filtrów i wzmacniaczy w syntezatorach analogowych. Szczególnie prosta jest ich implementacja w sterowanych napięciem filtrach RC w topologii Sallena-Keya , gdzie RO zapewnia niemal wykładniczą zależność częstotliwości odcięcia od prądu sterującego, bez wykorzystania sprzężenia zwrotnego przez sygnał modulacji. Jednak ze względu na powolną reakcję RO, większość twórców syntezatorów z lat 70. i 80., takich jak ARP, Korg, Moog i Roland, preferowała inne elementy. Od sierpnia 2013 syntezatory oparte na RO są produkowane przez firmę Doepfer (Niemcy). Wciąż popularnym zastosowaniem RO są bramki dolnoprzepustowe, takie jak 292 firmy Buchla Electronic Musical Instruments , Plan B Model 13 i Make Noise MMG.

Komórka pamięci oparta na RO, która przyjmuje stan „wysoki” lub „niski” po krótkim przełączeniu zastawki wejściowej ze środkowej na górną lub dolną pozycję.

Wyzwalacze

Szeregowe połączenie diody LED i fotorezystora o niskiej rezystancji sprawia, że ​​RO jest wyzwalaczem (komórką pamięci), którą można sterować impulsami prądu. W przezroczystych RO stan takiego ogniwa można monitorować wizualnie za pomocą emisji diody LED.

Komunikacja radiowa

Vactrols zostały wykorzystane jako zdalnie sterowane rezystory do precyzyjnego uziemienia anten typu Beverage i Ewe . W typowej radia krótkofalowego vactrol jest umieszczony w skrzynce przyłączeniowej w najdalszym punkcie anteny. LDR modyfikuje całkowitą rezystancję między anteną a uziemieniem (rezystancja końcowa); operator precyzyjnie dostraja ten rezystor ze swojej budki radiowej , zmieniając potencjometrem diodę LED lub prąd żarówki vactrola . Strojenie za pomocą vactroli poprawia kierunkową kardioidę wzór anteny. Według Connelly'ego w tej funkcji vactrole przewyższają tradycyjne rezystory. W tym prostym układzie dioda LED lub żarówka vactrolu jest podatna na uszkodzenie przez skoki napięcia wywołane wyładowaniami atmosferycznymi i musi być chroniona przez parę lamp neonowych działających jako wyładowania gazowe.

Notatki

Bibliografia

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Resistive_opto-isolator&oldid=1125808594 ”