Mavzu: Optoelrektro’n asboblar. Optoelrektro’n asboblar haqida tushuncha

Mavzu: Optoelrektro’n asboblar.

1. 
   Optoelrektro’n asboblar haqida tushuncha.
   
2. 
   Optoelrektro’n mazmuni.
   
3. 
   Optoelrektro’n asboblar ishlatilishi.
   

Optoelektronika (optika va elektronika) — yorugʻlik va elektr usullaridan foydalanib axborotlarni ishlash, saklash hamda uzatish masalalari bilan shugʻullaniladigan elektronika boʻlimi. Radioelektronika va hisoblash texnikasinish taraqqiyot bosqichi sifatida yuzaga keldi.

O. yarimoʻtkazgich va vakuum elektronikadan optik zvenosi (fotonlar aloqasi) borligi bilan farq qiladi. Fotonlar elektr jihatdan neytral boʻlganligidan optik aloka kanalida elektr va magnit maydonlari uygʻotilmaydi. Bu esa axborotlarni buzmasdan tekis uzatish va qabul qilishni taʼminlaydi. Axborotlar yorugʻlik nuri yordamida uzatilganda aloqa liniyasida elektromagnit energiyasi toʻplanib qolmaydi va sochilmaydi, shuning uchun axborot kechikmay, buzilmay, oʻz vaqtida yetkaziladi. Optik tebranishlar chastotasining yukrriligi (10y—1015 Gs) axborotlarning koʻp va tez uzatilishini taʼminlaydi.
O.ning asosiy elementlari — yoruglik manbalari (lazerlar, yorugʻlik diodlari), optik muhitlar (faol va suyet) hamda fotopriyomniklar. Bu ele-mentlardan turli nisbatda va ayrim-ayrim foydalanish mumkin. O. 2 yoʻnalish — optik (kogerent O.) va elektrooptik (optronika) yoʻnalishda rivojlandi. Hisoblash texnikasi tizimini tuzishning yangi prinsipi va usullari, optik aloqa, axborotlarni eslab qolish va ishlash kogerent O. bilan bogʻliqdir. Optronikaning rivojlanishi yorugʻlik manbalari va fotopriyomniklardan toʻgʻri foydalanishga asoslangan. Optron sxemalar tuzilishi jihatidan yarimoʻtkazgichlarga nisbatan ixcham va oddiy boʻladi. Optronikaning asosiy elementi — optron. U elektr va optik signallarni kuchaytirish va oʻzgartirish, almashlab ulash, modutsilyasiyalash va boshqalarni bajaradi.
Optik O‘O‘ larning ishlash prinsipi fotoeffekt hodisasiga asoslangan. Bu hodisaga ko‘ra elektromagnit nurlanish ta’sirida qattiq jismda yoki suyuqlikda erkin elektronlar hosil bo‘ladi. Tashqi va ichki fotoeffekt mavjud. Ichki fotoeffektda nur oqimi ta’sirida kristall ichida zaryad tashuvchilarning qayta taqsimlanishi yuz beradi va ularning konsentratsiyasi o‘zgaradi. Тashqi fotoeffektda esa nur oqimi ta’sirida jism sirtida elektronlar emis-siyasi hodisasi ro‘y beradi. Optik o‘zgartkichlar quyidagi xarakteristikalarga ega

1. Yorug‘lik xarakteristikasi (1 - rasm, a): o‘zgartkich fototokining unga tusha-yotgan yorug‘lik oqimiga bog‘liqligi. Bu xarakteristika nochiziq ko‘rinishiga ega. 2. Spektral xarakteristika (1 - rasm, b): o‘zgartkich nisbiy sezgirligi (S) ni unga tushayotgan nurning to‘lqin uzunligi ga bog‘liqligi, ya’ni S f = ( )  . 3. Volt-amper xarakteristikasi (1 - rasm, c): fototokning o‘zgartkichga berilgan kuchlanishiga bog‘liqligi, ya’ni bunda const . 4. Harorat xarakteristikasi: o‘zgartkich qarshiligining atrof-muhit haroratiga bog‘liqligi. 1 - rasm Optik o‘zgartkichlar quyidagi asosiy parametrlar bilan xarakterlanadi: 1. Sezgirlik. 2. O‘zgartkichning nur tushmagan paytdagi qarshiligi. 3. Vaqt doimiysi. 4. Ishchi kuchlanish

Fotoelementlarda tushayotgan yorug‘lik ta’sirida foto e.yu.k. hosil bo‘ladi. Foto e.yu.k. qiymati tushayotgan yorug‘likning nafaqat miqdoriga, balki uning spektriga ham bog‘liq. Konstruktiv jihatdan fotoelementlar vakuumli yoki yarim o‘tkazgichli qurilma shaklida yasaladi. Katod yorug‘likka sezgir materiallardan tayyorlanadi. Kamchiliklari: sezgirligi past, chiqish quvvati kam 1) yorug'lik to'lqinlarining juda yuqori chastotasi bilan bog'liq bo'lgan optik aloqaning katta axborot sig'imi. Oddiy televizor tasvirini uzatish uchun f ~ (101 ... 1015) Hz spektrining ko'rinadigan qismida chastota diapazonida = f = 6 MGts bo'lishi kerak, shuning uchun bir necha yuzgacha telekanallarni joylashtirish mumkin. VHF va dekimetrli bantlar. Optik diapazonda bu raqam yuz millionlab yoki undan ko'pgacha ko'tariladi; 2) kichik nisbati tufayli nurlanishning yuqori yo'naltirilishi. to'lqin uzunliklari emitent diafragma o'lchamlariga; 4) optik saqlash qurilmalarida axborotni yozishning yuqori zichligi, bu keyingi avlod kompyuterlarini qurish uchun yangi istiqbollarni ochadi. Bu afzalliklarni amalga oshirish uchun, birinchi navbatda, yaxshi xususiyatlarga ega optoelektron qurilmalar talab qilinadi. Optoelektron qurilmalar - fotonlar ishtirokida asosiy jarayonlar sodir bo'ladigan qurilmalar. Davom etayotgan jarayonlarning xususiyatlariga qarab, barcha optoelektron qurilmalarni uch guruhga bo'lish mumkin: 1) elektr energiyasini optik nurlanishga aylantiradigan yorug'lik chiqargichlar (LEDlar, yarimo'tkazgichli lazerlar, lyuminestsent kondensatorlar); 2) optik nurlanishni elektr axborot signallariga aylantiruvchi fotodetektorlar (fotodetektorlar) (fotorezistorlar, fotodiodlar, fototransistorlar va boshqalar); 3) optik nurlanishni elektr energiyasiga aylantiradigan quyosh konvertorlari (quyosh batareyalari, fotovoltaik qurilmalar). Bu qurilmalarga qo'shimcha ravishda, fan va texnikaning turli sohalarida optoelektron juftlar keng qo'llaniladi - yorug'lik chiqaruvchi va fotodetektiv elementlardan tashkil topgan yarimo'tkazgichli qurilmalar, ular o'rtasida kirish va elektr o'rtasida izolyatsiyani ta'minlovchi optik kanal orqali optik aloqa mavjud. chiqish (ketma-ket tok-nur konvertatsiyasi). oqim "). Kirish va chiqish o'rtasidagi galvanik izolyatsiyani amalga oshiradigan yorug'lik chiqaruvchisi, fotodetektor va optik kanal tizimli ravishda bitta korpusda birlashtirilgan. Har xil elektron qurilmalarda foydalanish uchun optoelektronli integral mikrosxemalar qo'llaniladi - ularni bir -biridan ajratish uchun alohida tugunlar yoki komponentlar o'rtasida optik aloqa amalga oshiriladigan integratsiyalashgan mikrosxemalar (galvanik izolyatsiya). Optoelektronika- bu elektronika bo'limi bo'lib, u asosan optik diapazonning elektromagnit to'lqinlari va moddaning elektronlari (asosan qattiq jismlar) o'rtasidagi o'zaro ta'sirining ta'sirini o'rganish bilan bog'liq va optoelektron qurilmalarni yaratish muammolarini qamrab oladi (asosan mikroelektronik texnologiya usullari bilan), bunda bu effektlar axborotni ishlab chiqarish, uzatish, qayta ishlash, saqlash va ko'rsatish uchun ishlatiladi. Bu ta'rifga ko'ra, optoelektronika ilmiy -texnik yo'nalish sifatida uchta o'ziga xos xususiyat bilan tavsiflanadi. 1. Optoelektronikaning fizik asosini optik va elektron jarayonlarning kombinatsiyasi va uzluksizligi asosiy bo'lgan hodisalar, usullar, vositalar tashkil qiladi. 2. Optoelektronikaning texnik asosi zamonaviy mikroelektronikaning konstruktiv va texnologik tushunchalari bilan belgilanadi: elementlarning miniatyurasi; qattiq tekislik tuzilmalarini afzal ko'rish; elementlar va funktsiyalarni birlashtirish; maxsus yuqori sifatli materiallarga e'tibor qarating; mahsulotlarni guruhli qayta ishlash usullarini qo'llash. 3. Optoelektronikaning funktsional maqsadi quyidagi vazifalarni hal qilishdan iborat: axborotni yaratish, uzatish, o'zgartirish, saqlash va ko'rsatish. Yuqoridagi muammolarni hal qilish uchun optoelektronik qurilmalarda optik va elektr ko'rinishidagi axborot signallari ishlatiladi, lekin optik signallar hal qiluvchi ahamiyatga ega - aynan shu narsa optoelektronikani ajratib turadigan sifat jihatidan yangi. Optoelektron chaqiriladi texnika ko'rinadigan, infraqizil va ultrabinafsha hududlarda elektromagnit nurlanishga sezgir, shuningdek bunday nurlanishni ishlab chiqaruvchi yoki ishlatadigan qurilmalar. Muayyan optoelektron qurilmada yuqoridagi ta'rifning barcha uchta komponentining mavjudligi majburiydir, lekin sanab o'tilgan farqlovchi xususiyatlar katta yoki kichik darajada ifodalanishi mumkin. Bu optoelektron va fotoelektron qurilmalarni (fotomultiplikator naychalari, elektron nurli qurilmalar) ajratish imkonini beradi. Funktsional nuqtai nazardan, optoelektron qurilmalar sinfida miniatyura nurlanish manbalari va bitta va ko'p elementli nurlanish qabul qiluvchilaridan tashqari quyidagi qurilmalarni ajratish kerak. Optoelektronik qurilma optoelektronik qurilma deb ataladi, uning kirishidagi emitent va chiqishda fotodetektor umumiy korpusda tizimli ravishda birlashib, bir -biri bilan optik va elektr ta'sir o'tkazadi. Optocoupler mikroelektronika va elektr jihozlarida axborot signallarini uzatishda elektr izolyatsiyasini ta'minlash, yuqori tok va yuqori voltli kontaktlarning zanglashini uzatish va nazorat qilish va sozlash qurilmalarida sozlanadigan fotodetektorlarni yaratish uchun keng qo'llaniladi. Optoelektron sensorlar- tashqi jismoniy ta'sirlarni: harorat, bosim, namlik, tezlanish, magnit maydon va boshqalarni elektr signallariga aylantiruvchi qurilmalar. Ushbu qurilmalarning ishlashi turli printsiplarga asoslanadi. Sensorlarga tasvir sensori va optik kanalli optokupllar kiradi. Ayniqsa, bu yo'nalishning jadal rivojlanishi optik tolali sensorlarning paydo bo'lishi bilan bog'liq bo'lib, bunda tashqi ta'sirlar tola bo'ylab tarqaladigan optik signalning xususiyatlarini o'zgartiradi. Optik tolali aloqa liniyalari (FOCL)- moslashuvchan optik tolali yorug'lik qo'llanmasini (kabel shaklida) o'z ichiga olgan qurilmalar va tizimlar, bir uchida emitent bilan, ikkinchisida fotodetektor bilan (qabul qilishda). FOCLning fizik asosini optik signallarni optik tolali yo'riqnoma bo'ylab tarqalish jarayonlari, shuningdek, emitent va qabul qilgichda yorug'lik hosil qilish va fotoelektrik hodisalar aniqlaydi. Ko'rsatkichlar- vizual displey tizimlari uchun elektr boshqariladigan qurilmalar. Ular elektron soatlar va mikrokalkulyatorlar, tablolar va asboblar panellaridan tortib "odam-kompyuter" tizimidagi displeylar bilan tugaydigan keng qo'llaniladi. Indikator tipidagi qurilmalarning fizik asosini har xil turdagi elektroluminesans (faol nurli rastrli qurilmalar uchun) va elektro-optik hodisalar (passiv nurni aks ettiruvchi rasterli qurilmalar uchun) tashkil qiladi. Uyg'un bo'lmagan optoelektron mahsulotlar tasnifiga ko'ra, OED optoelektronik signal konvertatsiyasi turiga ("elektr - yorug'lik" konversiyasi chiqaruvchi qurilmalarda amalga oshiriladi), integratsiya darajasiga, funktsional qo'llanilishi va dizayniga ko'ra bo'linadi. Ko'rinib turibdiki, tanlangan OED guruhlarining har biri kelajakda yangi qurilmalar va qurilmalar bilan to'ldiriladi. Keling, optoelektron qurilmalarning asosiy afzalliklarini sanab o'tamiz: Optik kanalning yuqori o'tkazuvchanligi. Tebranish chastotasi o'zlashtirilgan radiotexnik diapazonga qaraganda uchdan besh darajagacha kattaroqdir. Bu shuni anglatadiki, optik axborot uzatish kanalining o'tkazuvchanligi ham o'sha omil bilan ortadi. Kirish va chiqish o'rtasida ideal elektr izolyatsiyasi. Axborot tashuvchisi sifatida elektr neytral fotonlardan foydalanish optik aloqaning kontaktsizligini aniqlaydi. Bu erdan kirish va chiqishning ideal elektr izolyatsiyasi kuzatiladi; axborot oqimining bir tomonlama bo'lishi va qabul qiluvchidan manbaga o'zaro javobning yo'qligi; optik aloqa kanallarining shovqin immuniteti; optik aloqa kanali orqali ma'lumot uzatish maxfiyligi. Kamchilik sifatida OESning quyidagi xususiyatlarini ajratish mumkin. Kam samaradorlik. Eng yaxshi zamonaviy qurilmalarda (lazerlar, LEDlar, p-i-n fotodiodlar) E (yoritish)> L (yorqinlik) va L> E shakllarini konvertatsiya qilish samaradorligi, qoida tariqasida, 10 ... 20%dan oshmaydi. Shuning uchun, agar bunday konvertatsiya qurilmada faqat ikki marta (kirishda va chiqishda) amalga oshirilsa, masalan, optokupllarda yoki optik tolali aloqa liniyalarida (FOCL), umumiy samaradorlik bir necha foizgacha pasayadi. Axborot signallarini bir shakldan ikkinchisiga aylantirishning har bir qo'shimcha aktining kiritilishi samaradorlikning kattalik tartibiga yoki undan ko'pga pasayishiga olib keladi. Samaradorlikning past qiymati energiya sarfini ko'payishiga olib keladi, bu esa quvvat manbalarining cheklangan imkoniyatlari tufayli qabul qilinishi mumkin emas; miniatyurani murakkablashtiradi, chunki chiqarilgan issiqlikni olib tashlash deyarli mumkin emas; ko'p optoelektron qurilmalarning samaradorligi va ishonchliligini pasaytiradi. Optoelektronik qurilmalar va tizimlarda ishlatiladigan bir xil bo'lmagan materiallarning mavjudligi quyidagilarga olib keladi: strukturaning passiv hududlarida nurlanishning singishi, optik chegaralarda aks etishi va tarqalishi tufayli qurilmaning umumiy samaradorligi past; materiallarning kengayishining harorat koeffitsientlari farqi tufayli ishonchlilikning pasayishi; qurilmaning umumiy muhrlanishining murakkabligi; texnologik murakkablik va yuqori narx. Optoelektron qurilmalar - bu ko'rinadigan, infraqizil va ultrabinafsha mintaqalarda elektromagnit nurlanishga sezgir bo'lgan qurilmalar, shuningdek, bunday nurlanishni ishlab chiqaruvchi yoki ishlatadigan qurilmalar. Ko'rinadigan, infraqizil va ultrabinafsha hududlarda nurlanish spektrning optik diapazoniga kiradi. Odatda, ko'rsatilgan diapazonga uzunligi 1 ga teng bo'lgan elektromagnit to'lqinlar kiradi nm 1 ga qadar mm, bu taxminan 0,5 10 12 gacha bo'lgan chastotalarga to'g'ri keladi Hz 5 10 17 gacha Hz... Ba'zan ular torroq chastota diapazoni haqida gapirishadi - 10dan nm 0,1 gacha mm(~ 5 · 10 12 ... 5 · 10 16 Hz). Ko'rinadigan diapazon 0,38 mkm dan 0,78 mkm gacha to'lqin uzunligiga to'g'ri keladi (chastota taxminan 10 15) Hz). Optokupl - bu bitta korpusda birlashtirilgan va bir -biriga optik, elektr va bir vaqtning o'zida ikkala ulanish orqali ulangan nurlanish manbai va nur qabul qilgichni o'z ichiga olgan yarimo'tkazgichli qurilma. Optokupllar juda keng tarqalgan bo'lib, ularda nurlanish detektori sifatida fotorezistor, fotodiod, fototransistor va fototiristor ishlatiladi. Rezistorli optokupllarda kirish davri rejimini o'zgartirganda chiqish qarshiligi 10 7 ... 10 8 marta o'zgarishi mumkin. Bundan tashqari, fotorezistorning oqim kuchlanish xarakteristikasi yuqori chiziqli va simmetriya bilan ajralib turadi, bu analog qurilmalarda rezistiv optokupllarning keng qo'llanilishini aniqlaydi. Rezistorli optokupllarning kamchiligi past tezlikda - 0,01 ... 1 bilan. Raqamli axborot signallarini uzatish sxemalarida asosan diodli va tranzistorli optokupllar, yuqori voltli yuqori tokli zanjirlarni optik almashtirish uchun esa tristorli optokupllar ishlatiladi. Tiristor va tranzistorli optokupllarning tezligi odatda 5 ... 50 oralig'ida joylashgan o'tish vaqti bilan tavsiflanadi. ms. Keling, LED-fotodiod optokuplini batafsil ko'rib chiqaylik (6.11-rasm, a). Chiqaruvchi diod (chapda) oldinga yo'nalishda, fotodiod esa oldinga (fotogenerator rejimi) yoki teskari (fotokonverter rejimida) yoqilishi kerak. Optokupl diodlarining oqimlari va kuchlanishlarining yo'nalishlari rasmda ko'rsatilgan
Adabiyotlar.
https://newtravelers.ru/uz/android/princip-deistviya-optoelektronnyh-priborov-svoistva-elektroizmeritelnyh-priborov-i-oblasti-ih-prime.html://newtravelers.ru/uz/android/princip-deistviya-optoelektronnyh-priborov-svoistva-elektroizmeritelnyh-priborov-i-oblasti-ih-prime.html О ‘zbekiston Respublikasi Oliy va о ‘rta maxsus ta Tim vazirligi
tomonidan 5311300— “Telekommunikatsiya”,
5311200 — “Televideniye, radioaloqa va radioeshittirish”,
5311300 — “Radioelektron qurilmalar va tizimlar” , 5311400 — “Mobil
aloqa tizimlari”,
5111000 — “Kasb ta ’lim i” yo'nalishlarida ta ’lim olayotgan talabalar
uchun darslik sifatida tavsiya etilg

Xulosa
Qurilmalardan foydalanish nuqtai nazaridan ularning barchasini 4 toifaga bo'lish mumkin: Integral sxemalar. Ular turli xil qurilmalarda qo'llaniladi. Bu tamoyil bir -biridan ajratilgan alohida qismlar yordamida turli xil strukturaviy elementlar o'rtasida qo'llaniladi. Bu komponentlarning ishlab chiquvchi tomonidan taqdim etilganidan boshqacha ta'sir o'tkazishiga to'sqinlik qiladi. Izolyatsiya. Bunday holda, maxsus optik qarshilik juftlari ishlatiladi, ularning diodi, tiristor yoki tranzistor turlari va boshqalar. O'zgartirish. Bu eng ko'p ishlatiladigan holatlardan biridir. Unda tok nurga aylanadi va shu tarzda qo'llaniladi. Oddiy misol - barcha turdagi lampalar. Teskari konvertatsiya. Bu allaqachon butunlay qarama -qarshi variant bo'lib, u yorug'lik oqimiga aylanadi. Barcha turdagi qabul qiluvchilarni yaratish uchun ishlatiladi. Darhaqiqat, elektr energiyasi bilan ishlaydigan va optoelektronik tarkibiy qismlardan mahrum bo'lgan deyarli har qanday qurilmani tasavvur qilish qiyin. Ular oz miqdorda taqdim etilishi mumkin, lekin hali ham mavjud bo'ladi