專利名稱：標(biāo)準(zhǔn)光耦合器的多位使用的制作方法
標(biāo)準(zhǔn)光耦合器的多位使用
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及光耦合器，確切地說，涉及一種使用單個光耦合器顯示多位值的方法。光耦合器是一種使用短途光傳輸路徑在電路元件之間傳輸信號同時保持電路元件電絕緣的裝置。一種光耦合器配置包括光電二極管，所述光電二極管會發(fā)光，以使光電晶體管接通并導(dǎo)致電流流動，從而產(chǎn)生輸出電壓。因此，光電二極管可控制光電晶體管，與此同時保持與光電晶體管電絕緣。光稱合器的公差范圍較大，這樣，流入光稱合器的輸入電流可產(chǎn)生范圍較大的輸出電壓。因此，用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怦詈掀?只用于傳遞單個位值(例如，邏輯0為斷開，邏輯I為接通)。要傳輸多位值，則每位數(shù)據(jù)各需要一個光耦合器。

發(fā)明內(nèi)容
—種使用單個光稱合器顯不多位值的方法，所述方法響應(yīng)于光稱合器輸出電壓的第一范圍顯不第一多位值，且響應(yīng)于光稱合器輸出電壓的第二范圍顯不第二多位值。所述第一范圍不同于所述第二范圍。一種使用單個光耦合器顯示多位值的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括光耦合器、控制器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器?？刂破骺刹僮饕詫⑻囟ㄝ斎腚娏髯⑷牍怦詈掀?，從而產(chǎn)生處于多個預(yù)定義范圍中的一個范圍內(nèi)的輸出電壓。模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接到光耦合器，并可操作以響應(yīng)于所述光耦合器的輸出電壓處于多個預(yù)定義范圍中的一個范圍內(nèi)而顯示多位值。所述多個預(yù)定義范圍中的每個范圍均分配有多位值。通過以下說明和附圖可更好地了解本發(fā)明的這些和其他特征，以下是對附圖的簡要說明。


圖I所示為示范光耦合器。圖2所不為對應(yīng)于電流傳輸比為50%至200%的光稱合器的不范輸入電流和輸出電壓范圍的表。圖3所不為對應(yīng)于電流傳輸比為50%至200%的光稱合器的不范輸入電流和輸出電壓范圍的圖。
具體實施例方式圖I所示為示范光耦合器10，包括彼此電絕緣的光電二極管12和光電晶體管14?？刂破?6控制流過光電二極管12并使光電二極管12發(fā)光的二極管電流ID。發(fā)出的光會使光電晶體管14接通，從而使晶體管電流It流動，因此產(chǎn)生輸出電壓V。#電阻器18(“R/’)連接到控制器16和光電二極管12。電阻器19 (“R2”)連接到光電晶體管14且連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器20。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器20可操作以將模擬輸出電壓Vwt轉(zhuǎn)換成微處理器(未圖示)可讀的數(shù)字信號。
晶體管電流It的大小由以下等式# I得出，且輸出電壓Vtjut的大小由以下等式#2得出。It = Id*CTR等式 #1其中It為晶體管電流；Id為二極管電流；以及CTR為光耦合器的電流傳輸比(“CTR”)，其表示輸出電流(“IT”)與輸入電流(“ID”)之比。Vout = It^R2 等式 #2
圖2所不為表21,包含光稱合器的不范輸入電流22a到22d、不范輸出電壓范圍24a到24d以及示范二進制賦值26，光耦合器的CTR為50%至200%，假定R2為IkQ。如表21所示，將特定二極管電流Id注入光耦合器10可獲得特定電壓范圍。通過向每個范圍24a-d分配不同的多位值26，即使單個光耦合器10的CTR變化較大(例如，50%至200% )，該光耦合器仍然可用于表示多個多位值26a到26d。在圖2的實例中，范圍24a對應(yīng)于多位值26a( “00”)，范圍24b對應(yīng)于多位值26b ( “01”)，范圍24c對應(yīng)于多位值26c ( “10”)，且范圍24d對應(yīng)于多位值26d( “11”)。多位值26可用于表示系統(tǒng)(例如照明系統(tǒng))的狀態(tài)。在一個實例中，多位值26a( “00”)對應(yīng)于無故障，多位值26b ( “01”)對應(yīng)于超溫故障，多位值26c ( “10”)對應(yīng)于過電流故障，多位值26d( “11”)對應(yīng)于硬件故障(例如，MOSFET損壞)。當(dāng)然，多位值26也可用于表示其他狀態(tài)，甚至還可以表示非狀態(tài)的其他信息。圖3所示為對應(yīng)于CTR為50%至200%的光耦合器的示范輸入電流和輸出電壓范圍的圖。在圖2的表21和圖3的圖的實例中，電壓范圍24a到24d中的各范圍均不重疊，并其間隔距離為最小電壓范圍間距。在表21的實例中，最小電壓范圍間距為0.05V。當(dāng)然，圖2中的值和圖3的表僅為示范性的，也可使用其他電流傳輸比、電流值、電阻值以及電壓分離范圍。如果電壓范圍確實重疊，則可使用已知方法的統(tǒng)計分析技術(shù)來確定給定輸出電壓所屬的電壓范圍。參考圖2的表21中的值，0.00625mA的第一電流22a產(chǎn)生的第一電壓范圍24a是0. 003125V 至 0. 0125V(0. 00625mA 的 50%至 200% )。0. 125mA 的第二電流 22b 產(chǎn)生的第二電壓范圍24b是0. 0625V至0. 25V(0. 125mA的50%至200% )。0. 6mA的第三電流22c產(chǎn)生的第三電壓范圍24c是0. 3V至I. 2V(16的50%至200% )。2. 5mA的第四電流22d產(chǎn)生的第四電壓范圍24d是I. 25V至5V(64的50%至200% )。盡管只描述了四個電壓范圍24a到24d以及四個多位值26a到26d，但實際上也可獲得其他范圍及對應(yīng)的多位值?？傻玫降姆侵丿B范圍24的最大數(shù)量具體取決于給定的數(shù)字光耦合器10的CTR的最大公差，而且取決于在給定光耦合器的整個電流范圍中可對非重疊范圍24進行劃分的離散程度。盡管已公開本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)認識到，可在本發(fā)明范圍內(nèi)做出某些修改。因此，應(yīng)研究以下權(quán)利要求書以確定本發(fā)明的實際范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種使用單個光耦合器顯示多位值的方法，所述方法包含 響應(yīng)于光I禹合器輸出電壓的第一范圍而顯不第一多位值；以及 響應(yīng)于光耦合器輸出電壓的第二范圍而顯示第二多位值，所述第二范圍不同于所述第一范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進一步包含 響應(yīng)于光耦合器輸出電壓的第三范圍而顯示第三多位值，所述第三范圍不同于所述第一范圍和所述第二范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進一步包含 響應(yīng)于光耦合器輸出電壓的第四范圍而顯示第四多位值，所述第四范圍不同于所述第一范圍、所述第二范圍和所述第三范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進一步包含 為光稱合器輸出電壓范圍中的每個范圍分配多位值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中光耦合器輸出電壓范圍中的每個范圍均與光耦合器輸入電流以及光耦合器電流傳輸比成比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第二范圍大于所述第一范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中光耦合器輸出電壓范圍中的各范圍均不重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中預(yù)定義范圍中的各范圍的間隔距離是最小電壓范圍間距。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述最小電壓范圍間距為至少0.05伏。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進一步包含 響應(yīng)于光耦合器輸出電壓范圍中有至少一個范圍重疊，使用至少一種統(tǒng)計分析技術(shù)來確定給定輸出電壓落入哪個光I禹合器輸出電壓范圍。
11.一種使用單個光耦合器顯示多位值的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含 光率禹合器； 控制器，其可操作以將特定輸入電流注入所述光耦合器中，從而產(chǎn)生處于多個預(yù)定義范圍中的一個范圍內(nèi)的輸出電壓；以及 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其連接到光耦合器且可操作以響應(yīng)于所述光耦合器的輸出電壓處于所述多個預(yù)定義范圍中的一個范圍內(nèi)而顯示多位值，其中所述多個預(yù)定義范圍中的每個范圍均分配有多位值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定義范圍中的各范圍的間隔距離是最小電壓范圍間距。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述最小電壓范圍間隔為至少0.05伏。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中如果光耦合器輸出電壓范圍中有任一范圍重疊，則使用至少一種統(tǒng)計分析技術(shù)來確定給定輸出電壓落入哪個光耦合器輸出電壓范圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述光耦合器包括彼此電絕緣的光電二極管與光電晶體管。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制器可操作以控制所述光電二極管發(fā)光，從而選擇性地控制流過所述光電晶體管的電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其進一步包含連接到所述控制器且連接到所述光電二極管的第一電阻器；以及連接到所述光電晶體管且連接到所述模數(shù)字轉(zhuǎn)器的第二電阻器。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中第一多位值對應(yīng)于無故障，第二多位值對應(yīng)于超溫故障，第三多位值對應(yīng)于過電流故障，且第四多位值對應(yīng)于硬件故障。
全文摘要
一種使用單個光耦合器顯示多位值的方法，所述方法響應(yīng)于光耦合器輸出電壓的第一范圍顯示第一多位值，且響應(yīng)于光耦合器輸出電壓的第二范圍顯示第二多位值。所述第一范圍不同于所述第二范圍。
文檔編號H04B10/00GK102804645SQ201080028651
公開日2012年11月28日 申請日期2010年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者徐建, J·G·芬奇 申請人:自由哈德沃德制造公司