Optokoppler Verständnisfragen

[ea (Gast)]

Hallo, ich möchte die RX und TX-Leitung von einem AVR per Optokoppler 
potentialmäßig trennen (19200 baud). Ich habe also nach Optokopplern 
gesucht und viele gefunden, wahrscheinlich fast alle geeignet für mich. 
Dabei hab ich nicht verstanden, was es mit der CTR auf sich hat - bei 
digitaler Verwendung ist die doch egal, oder?

Konkret habe ich das Datenblatt vom PC817 hier. Ich sehe, daß die Diode 
maximal 50mA verträgt, aber wieviel Strom braucht sie mindestens, damit 
der Optokoppler durchschaltet? Ist dieser Typ für den o.g. Zweck 
überhaupt geeignet?

[Benedikt K. (benedikt)]

ea schrieb:

> Dabei hab ich nicht verstanden, was es mit der CTR auf sich hat - bei
> digitaler Verwendung ist die doch egal, oder?

Das Current Transfer Ratio gibt an, wieviel Strom der Ausgangstransistor 
bei einem bestimmten LED Strom liefern kann. Hat der OK also ein CTR von 
300%, dann kann der Ausgang pro mA dass durch die LED fließt maximal 3mA 
am Ausgang liefern. Bei einem 1k Pullup am Ausgang würde der Transistor 
nicht ganz durchsteuern, sondern irgendwo bei 2V hängen bleiben, da dort 
die 3mA fließen.

> Konkret habe ich das Datenblatt vom PC817 hier. Ich sehe, daß die Diode
> maximal 50mA verträgt, aber wieviel Strom braucht sie mindestens, damit
> der Optokoppler durchschaltet? Ist dieser Typ für den o.g. Zweck
> überhaupt geeignet?

Das wichtigste Kriterium bei Digitalsignalen und Optokopplern ist die 
Geschwindigkeit. Im Datenblatt gibts dafür ein Diagramm Response Time 
vs. Load Resistance.
Wenn man davon ausgeht, dass maximal 25% eines Bits durch die flache 
Flanke verschoben sein darf, was bei 19200Baud = 52µs also rund 13µs 
sind, dann kommt man diesem Diagramm nach auf einen maximalen Pullup von 
rund 400 Ohm für den Ausgangstransistor.
Der Ausgangstransistor muss also mindestens 5V/400 Ohm = 12,5mA schalten 
können. Damit kannst du nun über das CTR den Mindest LED Strom 
bestimmen, bei 300% also 4,2mA. Zusätzlich sollte man noch etwas höher 
gehen, denn mit der Zeit altert die LED und das CTR wird kleiner. Rund 
10mA wären hier also ein guter Wert.

[ea (Gast)]

danke, das war sehr aufschlußreich. Bei Deiner Flankenbetrachtung bist 
Du davon ausgegangen, daß die fallende Flanke anders verschoben ist als 
die steigende Flanke? Ansonsten wär es ja egal. das Signal käme einfach 
ein paar uS später..

[Benedikt K. (benedikt)]

Ich habe das längere von tf und tr verwendet.
td= Delay Time. Diesen Wert kann man nahezu ignorieren, da er auf beide 
Flanken wirkt wie du auch schreibst. tr und tf sind die Anstiegs bzw. 
Abfallzeiten. In diesen Zeiten sind die Flanken, der Pegel ist also 
nicht eindeutig weshalb diese Zeiten möglichst kurz sein sollten. Bei 
meiner Rechnung fallen maximal 25% einer Bitddauer in diesem Bereich. 
Dennoch ist das ganze erstmal nur eine grobe Abschätzung, da ich u.a. ts 
vernachlässigt habe.

[ea (Gast)]

Vielleicht hätte ich noch erwähnen sollen, daß ich die linke, nicht 
invertierende Schaltung verwenden will..

http://www.mikrocontroller.net/articles/Optokoppler

Aber am Prinzip ändert das ja nichts. Eben hab ich gesehen, daß der 
"normale" PC817 vom CTR her eherschlecht ist, aber es gibt ja noch den 
"PC817C".

Danke für die Hilfe.

[Benedikt K. (benedikt)]

Ja, die Schaltungen sind von der Dimensionierungen alle gleich, denn der 
Transistor am Ausgang des OK ist galvanisch getrennt und somit ist 
dessen Position auch egal.
Es ändert nur den Logikpegel der am Ausgang rauskommt.