光電耦合器的輸入端是發(fā)光二極管，因此，它的輸入特性可用發(fā)光二極管的伏安特性來(lái)表示，如圖1b所示；輸出端是光敏三極管，因此光敏三極管的伏安特性就是它的輸出特性，如圖1c所示。由圖可見(jiàn)，光電耦合器存在著非線性工作區(qū)域，直接用來(lái)傳輸模擬量時(shí)精度較差。
圖1 光電耦合器結(jié)構(gòu)及輸入、輸出特性
解決方法之一，利用2個(gè)具有相同非線性傳輸特性的光電耦合器，t1和t2，以及2個(gè)射極跟隨器a1和a2組成，如圖2所示。如果t1和t2是同型號(hào)同批次的光電耦合器，可以認(rèn)為他們的非線性傳輸特性是完全一致的，即k1(i1)=k2(i1)，則放大器的電壓增益g=uo/u1=i3r3/i2r2=(r3/r2)[k1(i1)/k2(i1)]=r3/r2。由此可見(jiàn)，利用t1和t2電流傳輸特性的對(duì)稱性，利用反饋原理，可以很好的補(bǔ)償他們?cè)瓉?lái)的非線性。
圖2 光電耦合線性電路
另一種模擬量傳輸?shù)慕鉀Q方法，就是采用vfc(電壓頻率轉(zhuǎn)換)方式，如圖3所示。現(xiàn)場(chǎng)變送器輸出模擬量信號(hào)(假設(shè)電壓信號(hào))，電壓頻率轉(zhuǎn)換器將變送器送來(lái)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖序列，通過(guò)光耦隔離后送出。在主機(jī)側(cè)，通過(guò)一個(gè)頻率電壓轉(zhuǎn)換電路將脈沖序列還原成模擬信號(hào)。此時(shí)，相當(dāng)于光耦隔離的是數(shù)字量，可以消除光耦非線性的影響。這是一種有效、簡(jiǎn)單易行的模擬量傳輸方式。
圖3 vfc方式傳送信號(hào)
當(dāng)然，也可以選擇線性光耦進(jìn)行設(shè)計(jì)，如精密線性光耦til300，高速線性光耦6n135/6n136。線性光耦一般價(jià)格比普通光耦高，但是使用方便，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單；隨著器件價(jià)格的下降，使用線性光耦將是趨勢(shì)。