德国P+F倍加福光通信耦合器工作原理

德国P+F倍加福光通信耦合器LS682-DA-EN/F1光通信耦合器

主要优势一览

不受以太网协议限制

TCP/IP、PROFINET、PROFIsafe、EtherCAT、FSoE、EtherNet/IP?、以太网 POWERLINK 等。

插头连接，确保快速安装

不能参数化

信号强度的线路指示灯

有效检测距离  0 ... 150 m 

检测范围极限值  180 m 

光源  激光二极管 

光源类型  调制红外光 

德国P+F倍加福光通信耦合器激光额定值   

注意  INVISIBLE 激光辐射有害 ， 切勿直接使用光学仪器查看 

激光等级  1M 

波长  785 nm 

光束发散  15 mrad 

脉冲长度  8 ns 

重复率  62,5 MHz 

最大光功率输出    60 mW 

 光点直径  1,5 m 在 100 m 距离处 

发散角  1 ° 

环境光限制  > 10000 Lux 

德国P+F倍加福光通信耦合器是工业自动化领域中用于光信号传输与转换的关键设备，其工作原理围绕光信号的耦合、传输与隔离展开，核心是实现电信号与光信号的双向转换，并保障工业环境下的稳定通信。以下从核心原理、结构组成、工作流程及工业应用特点四个方面详细说明：

一、核心原理：光电转换与信号隔离

光通信耦合器的本质是基于光电效应的信号传输装置，通过 “电 - 光 - 电” 的转换过程实现两个电路系统之间的信号传递，同时利用光的绝缘特性实现电气隔离（避免共模干扰、高压击穿等问题）。

发送端：将输入的电信号（如模拟量、数字量或总线信号）通过发光元件（如 LED、激光二极管）转换为光信号；

传输端：光信号通过光学介质（如光纤、空气或专用光学透镜）定向传输；

接收端：光信号被光敏元件（如光电二极管、光电三极管）接收并转换回电信号，输出到后续电路。

二、结构组成：三大核心模块

倍加福光通信耦合器的结构针对工业环境设计，主要包含以下模块：

P+F倍加福光通信耦合器电信号输入 / 输出模块

接收外部设备的电信号（如传感器的开关量、PLC 的控制信号），或向外部设备输出转换后的电信号；

内置信号调理电路，用于放大、滤波或电平转换，确保电信号符合光电转换的要求（如电压范围、电流强度）。

光电转换模块

发送部分：由发光元件（如红外 LED）组成，电信号通过驱动电路使发光元件发光，光的强度随电信号变化（调幅方式）；

接收部分：由光敏元件（如光电二极管）组成，接收光信号后产生与光强度成正比的电流信号，再通过放大电路转换为电压信号。

光学耦合与隔离模块

核心是光学隔离层（如光纤、透明绝缘材料），将发送端与接收端的电路电气隔离（耐压可达数千伏），避免两端的地电位差、噪声或高压干扰相互影响；

部分型号采用聚焦透镜或光纤接口，提高光信号的传输效率和定向性，适应长距离（如数米）或恶劣环境（粉尘、振动）下的传输。

三、工作流程：以数字信号传输为例

以工业中常见的开关量信号（如传感器的 “通 / 断” 信号）传输为例，其工作步骤如下：

信号输入：外部设备（如接近开关）输出的电信号（如 DC 24V 高电平表示 “通”）进入耦合器的输入端；

P+F倍加福光通信耦合器电 - 光转换：输入电信号通过驱动电路使发送端的 LED 发光（高电平对应强光，低电平对应弱光或无光）；

光信号传输：光信号通过光学隔离层（如内部光纤）传输到接收端，避免电气连接；

光 - 电转换：接收端的光电二极管感知光信号，将光强转换为电流信号，再通过放大电路输出对应的电信号（如 DC 24V 高电平或 0V 低电平）；

信号输出：转换后的电信号传输到后续设备（如 PLC 的输入模块），完成信号的隔离传输。

四、工业应用特点：适配恶劣环境

倍加福作为工业自动化品牌，其光通信耦合器在原理基础上强化了工业适应性：

抗干扰能力：通过光学隔离，有效抑制工业现场的电磁干扰（EMI）、射频干扰（RFI）和共模干扰，尤其适合电机、变频器等强干扰环境；

可靠性：采用工业级元器件（宽温范围 - 40℃~+85℃），防护等级可达 IP67，适应粉尘、潮湿、振动等恶劣条件；

P+F倍加福光通信耦合器灵活性：支持多种信号类型（数字量、模拟量、总线信号如 PROFINET），部分型号可通过光纤扩展传输距离（替代传统电缆），或实现非接触式传输（如通过空气耦合，避免机械连接磨损）