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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie kann ein Optokoppler digitale und analoge Signale übertragen?


Autor: ludwig (Gast)
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Hallo zusammen,

ich kenne den Unterschied von digital und analog nach Definition 
(digital hat diskreten Werte- und Zeitbereich, ...). Außerdem kenne ich 
prinzipiell die Funktionsweise eines Optokopplers.

Ich verstehe aber nicht wie/warum dieser digitale und analoge Signale 
übertragen kann !?

Ich hätte gesagt er kann nur digitale (oder sogar nur binäre) Signale 
übertragen. Denn wenn an der Photodiode des Optokopplers eine Spannung 
anliegt, dann schaltet der Phototransistor auf der anderen Seite durch 
und man erhält dort die am Emitter angelegte Spannung.
Also kann mein Optokoppler doch nur zwei Zustände (Phototransistor 
schaltet oder schaltet nicht), also binäre Signale übertragen.

: Verschoben durch Moderator
Autor: oszi (Gast)
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Es gibt verschiedene Optokoppler. Die eine Sorte kennt nur Licht aus/an 
und die andere Sorte überträgt auch analoge Werte. 
https://de.wikipedia.org/wiki/Optokoppler

Autor: ludwig (Gast)
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Ich konnte aber keine Informationen finden, wie die analoge Übertragung 
stattfinden soll.

Autor: Joe F. (easylife)
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ludwig schrieb:
> wie die analoge Übertragung
> stattfinden soll

LED leuchtet gar nicht -> Transistor auf der anderen Seite leitet nicht
LED leuchtet schwach -> Transistor auf der anderen Seite leitet schwach
LED leuchtet hell -> Transistor auf der anderen Seite leitet stark

für "schwach" gibt es beliebig viele Zustände.

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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http://www.elv.de/elektronikwissen/funktionsweise-...

Prinzipiell arbeitet ein Optokoppler erstmal analog. Mehr Strom am 
Eingang -> mehr Licht -> mehr Aussteuerung am Ausgang.
Leider ist das ganze wenig reproduzierbar, abhängig vom einzelnen Teil, 
der Temperatur und (besonders lästig) der Alterung.

Mit dem IL300 hat man versucht, die ganze Sache zu linearisieren um eben 
analoge Signale tatsächlich reproduzierbar übertragen zu können. 
Heutzutage wird das aufgrund dieser Problematik eigentlich nicht mehr 
gemacht.
Digitalisieren, isoliert übertragen, wieder in Analog wandeln.

: Bearbeitet durch User
Autor: ludwig (Gast)
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Joe F. schrieb:
> LED leuchtet gar nicht -> Transistor auf der anderen Seite leitet nicht
> LED leuchtet schwach -> Transistor auf der anderen Seite leitet schwach
> LED leuchtet hell -> Transistor auf der anderen Seite leitet stark
>
> für "schwach" gibt es beliebig viele Zustände.

Mir ist neu, dass ein Transistor gut oder schlecht leiten kann. Entweder 
er schaltet durch oder eben nicht? Oder ist dies nur bei 
Phototransistoren der Fall?

Autor: ArnoR (Gast)
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ludwig schrieb:
> Ich verstehe aber nicht wie/warum dieser digitale und analoge Signale
> übertragen kann !?
>
> Ich hätte gesagt er kann nur digitale (oder sogar nur binäre) Signale
> übertragen. Denn wenn an der Photodiode des Optokopplers eine Spannung
> anliegt, dann schaltet der Phototransistor auf der anderen Seite durch
> und man erhält dort die am Emitter angelegte Spannung.

Falsch gedacht. Man speist einen Strom veränderlicher Stärke in die 
IR-Sende-Diode und die macht daraus eine näherungsweise proportionale 
Emission, die auf den Phototransistor trifft und dort einen 
näherungsweise proportionalen Strom hervorruft. -> analoge 
Signalübertragung

> Also kann mein Optokoppler doch nur zwei Zustände (Phototransistor
> schaltet oder schaltet nicht), also binäre Signale übertragen.

Nein, siehe oben. Die digitale Signalübetragung ist nur ein Grenzfall 
der analogen (aus und übersteuert, oder oberhalb/unterhalb bestimmter 
Pegel).

Autor: Joe F. (easylife)
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ludwig schrieb:
> Mir ist neu, dass ein Transistor gut oder schlecht leiten kann. Entweder
> er schaltet durch oder eben nicht?

Dann hast du ja heute etwas gelernt.

Autor: ArnoR (Gast)
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Hier mal eine lineare Anwendung von Optokopplern:

Beitrag "Lineare High-Side-Strommessung mit Optokopplern"

Autor: MiWi (Gast)
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ludwig schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich kenne den Unterschied von digital und analog nach Definition
> (digital hat diskreten Werte- und Zeitbereich, ...). Außerdem kenne ich
> prinzipiell die Funktionsweise eines Optokopplers.
>
> Ich verstehe aber nicht wie/warum dieser digitale und analoge Signale
> übertragen kann !?
>
> Ich hätte gesagt er kann nur digitale (oder sogar nur binäre) Signale
> übertragen. Denn wenn an der Photodiode des Optokopplers eine Spannung
> anliegt, dann schaltet der Phototransistor auf der anderen Seite durch
> und man erhält dort die am Emitter angelegte Spannung.
> Also kann mein Optokoppler doch nur zwei Zustände (Phototransistor
> schaltet oder schaltet nicht), also binäre Signale übertragen.

dann nimm einen CNY17, steuere ihn auf der LED-Seite von 0-5mA an und 
schau was auf der anderen Seite herauskommt (Pullup von zB. 10k und 5V 
Versorgung). Dann weißt Du wie das geht, das warum wirst Du dann 
irgendwann auch einmal verstehen



MiWi

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Mir ist neu, dass ein Transistor gut oder schlecht leiten kann. Entweder
>er schaltet durch oder eben nicht? Oder ist dies nur bei
>Phototransistoren der Fall?

Aber von Analogverstärkern mit Transistoren (ohne Optokoppler) hast du 
schon mal gehört?

MfG Spess

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Genaugenommen gibt es nur analoge Bauteile, oder? Mir fällt gerade kein 
einziges wirklich digitales ein. Selbst ein mech. Relais ist nicht 
wirklich digital, man kann den Kontaktwiderstand durchaus beeinflussen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@H.Joachim Seifert (crazyhorse)

>Genaugenommen gibt es nur analoge Bauteile, oder?

Oder. Genaugenommen sind alle Bauteile digital. Schon mal was von 
Quantenmechanik gehört?

Autor: Wolfgang (Gast)
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Falk B. schrieb:
> Oder. Genaugenommen sind alle Bauteile digital. Schon mal was von
> Quantenmechanik gehört?

Gut, dass im Leitungsband Platz für ein paar mehr Fermionen ist. Bei den 
heutigen Bauelementabmessungen und den in elektronischen Schaltungen 
üblichen Strömen geht es da doch noch ziemlich quasi-analog zu ;-)

Autor: M.A. S. (mse2)
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ludwig schrieb:
> Mir ist neu, dass ein Transistor gut oder schlecht leiten kann.
Mit anderen Worten: Du solltest Dich mal mit den Grundlagen dieses 
Bauteils auseinandersetzen. ;)

Autor: Der Entwickler (rogie)
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Michael S. schrieb:
> ludwig schrieb:
>> Mir ist neu, dass ein Transistor gut oder schlecht leiten kann.
> Mit anderen Worten: Du solltest Dich mal mit den Grundlagen dieses
> Bauteils auseinandersetzen. ;)

Wieso? Dafür gibt es inzwischen doch bestimmt eine App.
</iRonie>

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Der E. schrieb:

> Wieso? Dafür gibt es inzwischen doch bestimmt eine App.

Genau: Für den TE gilt: App in die Theorie!

Autor: Jack (Gast)
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ludwig schrieb:
> Mir ist neu, dass ein Transistor gut oder schlecht leiten kann. Entweder
> er schaltet durch oder eben nicht? Oder ist dies nur bei
> Phototransistoren der Fall?

Das ist doch jetzt Getrolle, oder?

Autor: A. D. (egsler)
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Harald W. schrieb:
> Genau: Für den TE gilt: App in die Theorie!
Jetzt nimmt doch Paul nicht auch noch seinen Job weg! ;)

Klar besitzt ein Transistor eine analoge Kennlinie - je höher der 
Basisstrom (oder eben Photostrom beim Phototransistor), desto 
leitfähiger wird der Transistor. Somit eignet er sich per se super für 
analoge Signale.

Autor: Huh (Gast)
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Julian S. schrieb:
> oder eben Photostrom

Jetzt nimmst du aber Kurt den Job weg. Er wird dir gleich erklären, daß 
du dir die Photonen nur einbildest. :-D
-scnr-

Autor: GB (Gast)
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Für analoge Anwendungen gibt es spezielle Varianten von Optokopplern, 
diese haben keine Fototransistoren, sondern Fotodioden als Empfänger 
eingebaut (z.B. HCNR200).
Da sie auf der einen Seite die LED und eine Empfangsdiode haben und auf 
der anderen Seite nur eine Empfangsdiode kann man den Diodenstrom durch 
die LED damit prima regeln.

Autor: Schreiber (Gast)
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GB schrieb:
> Da sie auf der einen Seite die LED und eine Empfangsdiode haben und auf
> der anderen Seite nur eine Empfangsdiode kann man den Diodenstrom durch
> die LED damit prima regeln.

man kann diese, bei geringeren anforderungen, auch durch zwei getrennte 
Optokoppler gleichen Typs (das ist meist billiger) ersetzen, die LEDs 
werden dann in serie geschaltet.

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