倍福EK1100耦合器技術分析和工作原理

倍福EK1100耦合器技術參數(shù)：

倍福 EK1100 耦合器ek1100 原裝***供應EK1100 | EtherCAT 耦合器EK1100 耦合器用于連接 EtherCAT 與 EtherCAT 端子模塊（Elxxxx）。一個站點由一個 EK1100 耦合器、任意多個 EtherCAT 端子模塊和一個總線末端端子模塊組成。該耦合器將來自 Ethernet 100BASE-TX 的傳遞報文轉換為 E-bus 信號。

耦合器通過上面的以太網(wǎng)接口與網(wǎng)絡相連。下面的 RJ45 接口可用于連接同一網(wǎng)段上的其它 EtherCAT 設備。在 EtherCAT 網(wǎng)絡中，可將 EK1100 耦合器安裝在以太網(wǎng)信號傳輸段（100BASE-TX）中的任意位置，但不能直接安裝在交換機上。耦合器 BK9000（用于 K-bus 組件）可直接與交換機相連。

公司為所有常用的 I/O 信號和現(xiàn)場總線系統(tǒng)提供全系列的總線組件。我們提供類型豐富的 I/O 組件，供您選擇適合的總線系統(tǒng)現(xiàn)場總線組件

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按客戶需求配有標準型，經(jīng)濟型，經(jīng)濟增強型，緊湊型，***型滿足各類控制需求。

在微波系統(tǒng)中， 往往需將一路微波功率按比例分成幾路， 這就是功率分配問題。實現(xiàn)這一功能的元件稱為功率分配元器件即耦合器， 主要包括: 定向耦合器、 功率分配器以及各種微波分支器件。光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。如下圖1(外形有金屬圓殼封裝，塑封雙列直插等)。

工作原理/耦合器

耦合器是從無線信號主干通道中提取出一小部分信號的射頻器件，如圖2所示，與功分器一樣都屬于功率分配器件，不同的是耦合器是不等功率的分配器件。耦合器與功分器搭配使用，主要為了達到一個目標-使信號源的發(fā)射功率能夠盡量平均分配到室內(nèi)分布系統(tǒng)的各個天線口，使每個天線口的發(fā)射功率基本相同。

理想耦合器的輸入端口功率等于耦合端口功率與輸出端口功率之和，以瓦特(W)為單位，即

耦合器的重要指標是耦合度和插損。耦合度是耦合端口與輸入端口的功率之比，以dB表示的話，一般是負值。耦合度的絕對值越大，相當于拿走的東西越少，自然耦合器的損耗就越小。插損是輸出端口與輸入端口的功率之比。耦合度的絕對值越大，插損的絕對值越小。

以dB表示的話，有下列關系:

那么，耦合器的插損(dB)和耦合度(dB)的關系可以表示為:

實例:

一個耦合度為?10dB的耦合器，它的插損就為?0.5dB。取絕對值，再考慮到介質損耗，一般插損會更大一些，不同廠家不一樣，一般插損可取0.7dB左右。

假若輸入端口功率為15dBm，那么這個耦合器的耦合端口的功率就是15dBm-10dB=5dBm，輸出端口的功率就是15dBm-0.7dB=14.3dBm。

在此很多人會問這樣一個問題:5dBm+14.3dBm>15dBm，能量不守恒，為什么?原因很簡單，以dBm為單位的數(shù)量不能相加。

在光電耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光，光的強度取決于激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實現(xiàn)了電一光一電的轉換。

⒈工作特性(以光敏三極管為例)

光電耦合器內(nèi)部共模抑制比很高

。因為發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很小(2pF以內(nèi))，共模輸入電壓通過極間耦合電容對輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。

⒉輸出特性

光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下，光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關系，當IF=0時，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時的光敏晶體管集電極輸出電流稱為暗電流，一般很小。當IF>0時，在一定的IF作用下，所對應的IC基本上與VCE無關。IC與IF之間的變化成線性關系，用半導體管特性圖示儀測出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。

⒊光電耦合器可作為線性耦合器使用

在發(fā)光二極管上提供一個偏置電流，再把信號電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號，其輸出電流將隨輸入的信號電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開關狀態(tài)，傳輸脈沖信號。在傳輸脈沖信號時，輸入信號和輸出信號之間存在一定的延遲時間，不同結構的光電耦合器輸入、輸出延遲時間相差很大。

⒈組成開關電路

當輸入信號ui為低電平時，晶體管V1處于截止狀態(tài)，光電耦合器B1中發(fā)光二極管的電流近似為零，輸出端Q11、Q12間的電阻很大，相當于開關“斷開";當ui為高電平時，v1導通，B1中發(fā)光二極管發(fā)光，Q11、Q12間的電阻變小，相當于開關“接通".該電路因Ui為低電平時，開關不通，故為高電平導通狀態(tài).同理，因無信號(Ui為低電平)時，開關導通，故為低電平導通狀態(tài).

2.組成邏輯電路

電路為“與門"邏輯電路。其邏輯表達式為P=A.B.圖中兩只光敏管串聯(lián)，只有當輸入邏輯電平A=1、B=1時，輸出P=1.同理，還可以組成“或門"、“與非門"、“或非門"等邏輯電路.

3.組成隔離耦合電路

電路如圖4所示.這是一個典型的交流耦合放大電路.適當選取發(fā)光回路限流電阻Rl，使B4的電流傳輸比為一常數(shù)，即可保證該電路的線性放大作用。

4.組成高壓穩(wěn)壓電路

驅動管需采用耐壓較高的晶體管(圖中驅動管為3DG27)。當輸出電壓增大時，V55 的偏壓增加，B5中發(fā)光二極管的正向電流增大，使光敏管極間電壓減小，調整管be結偏壓降低而內(nèi)阻增大，使輸出電壓降低，而保持輸出電壓的穩(wěn)定.

⒌組成門廳照明燈自動控制電路

A是四組模擬電子開關(S1~S4):S1，S2，S3并聯(lián)(可增加驅動功率及抗干擾能力)用于延時電路，當其接通電源后經(jīng)R4，B6驅動雙向可控硅VT，VT直接控制門廳照明燈H;S4與外接光敏電阻Rl等構成環(huán)境光線檢測電路。當門關閉時，安裝在門框上的常閉型干簧管KD受到門上磁鐵作用，其觸點斷開，S1，S2，S3處于數(shù)據(jù)開狀態(tài)。晚間主人回家打開門，磁鐵遠離KD，KD觸點閉合。此時9V電源整流后經(jīng)R1向C1充電，C1兩端電壓很快上升到9V，整流電壓經(jīng)S1，S2，S3和R4使B6內(nèi)發(fā)光管發(fā)光從而觸發(fā)雙向可控硅導通，VT亦導通，H點亮，實現(xiàn)自動照明控制作用。房門關閉后，磁鐵控制KD，觸點斷開，9V電源停止對C1充電，電路進入延時狀態(tài)。C1開始對R3放電，經(jīng)一段時間延遲后，C1兩端電壓逐漸下降到S1，S2，S3的開啟電壓(1.5v)以下，S1，S2，S3恢復斷開狀態(tài)，導致B6截止，VT亦截止，H熄來，實現(xiàn)延時關燈功能。

定向耦合器是一種具有定向傳輸特性的四端口元件，它是由耦合裝置聯(lián)系

在一起的兩對傳輸系統(tǒng)構成的。首先介紹定向耦合器的性能指標，然后介紹波導雙孔定向耦合器、雙分支定向耦合器和平行耦合微帶定向耦合器。

1)定向耦合器的性能指標

定向耦合器是四端口網(wǎng)絡，端口“①"為輸入端，端口“②"為直通輸出端，端口“③"為耦合輸出端，端口“④"為隔離端，并設其散射矩陣為[S]。描述定向耦合器的性能指標有: 耦合度、隔離度、 定向度、輸入駐波比和工作帶寬。下面分別加以介紹。

2)隔離度

輸入端“①"的輸入功率P1和隔離端“④"的輸出功率P4之比定義為隔離度，記作I。

⑶定向度

耦合端“③"的輸出功率P3與隔離端“④"的輸出功率P4之比定義為定向度，記作D。

⑷輸入駐波比

端口“②、 ③、 ④"都接匹配負載時的輸入端口“①"的駐波比定義為輸入駐波比，記作ρ。

⑸工作帶寬

工作帶寬是zi定向耦合器的上述C、 I、 D、 ρ等參數(shù)均滿足要求時的工作頻率范圍。

波導種類

波導雙孔定向耦合器是簡單的波導定向耦合器，主、副波導通過其公共窄壁上兩

耦合器圖冊

個相距d=(2n+1)λg0/4 的小孔實現(xiàn)耦合其中，λg0是中心頻率所對應的波導波長，n為正整數(shù)，一般取n=0。耦合孔一般是圓形，也可以是其它形狀。當工作在中心頻率時，βd=π/2，此時D→∞; 當偏離中心頻率時，secβd具有一定的數(shù)值，此時D不再為無窮大。實際上雙孔耦合器即使在中心頻率上，其定向性也不是無窮大，而只能在30dB左右。

總之，波導雙孔定向耦合器是依靠波的相互干涉而實現(xiàn)主波導的定向輸出，在耦合口上同相疊加，在隔離口上反相抵消。為了增加定向耦合器的耦合度，拓寬工作頻帶，可采用多孔定向耦合器，

雙分支定向耦合器由主線、副線和兩條分支線組成，其中分支線

的長度和間距均為中心波長的1/4，如圖 5 - 15 所示。設主線入口線“①"的特性阻抗為，主線出口線“②"的特性阻抗為(k為阻抗變換比)，副線隔離端“④"的特性阻抗為，副線耦合端“③"的特性阻抗為，平行連接線的特性阻抗為Z0p，兩個分支線特性阻抗分別為和。

平行耦合微帶定向耦合器是一種反向定向耦合器，其耦合輸出端與主輸入端在同一側面，如右圖所示，端口in為輸入口,端口out為直通口，端口ocup為耦合口，端口“④"為隔離口。

ECKHOFF    備件    KL6031    

BECKHOFF    工業(yè)電腦    C6930-0040    

BECKHOFF    備件    KL1114    

BECKHOFF    編碼器模塊    KL5101 12995    

BECKHOFF    數(shù)字輸入模塊    EL1262    

BECKHOFF    Profibus主站模塊    EL6731    

BECKHOFF    備件    KL1114    

BECKHOFF    備件    EL2008    

BECKHOFF    Profibus 總 線 模    BEC.EL6731-0010    

BECKHOFF    5V信號增量型編碼器接口模塊    EL5101    

BECKHOFF    總線控制器    BC5150    

BECKHOFF    備件    EL6631-0010    

BECKHOFF    備件    KL5001    

BECKHOFF    備件    KL2408    

BECKHOFF    數(shù)字量控制模塊    CP9906    

BECKHOFF    操作屏    CP6932-1000-0000    

BECKHOFF    模塊    KL2541    

BECKHOFF    總線擴展模塊    BK1120    

BECKHOFF    備件    KL9186    

BECKHOFF    總線模塊    FC3101-0000    

BECKHOFF    伺服電機    AM8532-0E20光軸，1根電纜，無反饋電纜    

BECKHOFF    備件    C5102-0010 序列號485040-001    

BECKHOFF    PLC模塊    EL1088    

BECKHOFF    輸入模塊    KL2808    

BECKHOFF    PLC模塊    EL2002    

BECKHOFF    光路總線通訊卡    FC2001    

BECKHOFF    PLC模塊    KL9060    

BECKHOFF    模塊    KL1154    

BECKHOFF    BUS END CAP    KL9010    

BECKHOFF    備件    BK3150    

BECKHOFF    電器件    C6340-0020 512600-004    

BECKHOFF    總線擴展模塊    BK1120    

BECKHOFF    備件    BK3150    

BECKHOFF    備件    ZK1090-3131-0010    

BECKHOFF    模塊    KL2114    

BECKHOFF    模塊    KL2622    

BECKHOFF    模塊    BK3120    

BECKHOFF    模塊    CU8005    

BECKHOFF    模塊    EL3102    

BECKHOFF    模塊    KM2002    

BECKHOFF    控制盤電路板    CP7XXX_S6    

BECKHOFF    PLC模塊    EL3002    

BECKHOFF    倍孚模塊    KL2012    

BECKHOFF    HMI控制器(壓機)    CP6202-0021-0010    

BECKHOFF    備件    CX2020-0121    

BECKHOFF    分配終端    EL9187    

BECKHOFF    BUS END CAPEL9011    EL9011    

BECKHOFF    Profibus 總 線 模    BEC.EL6731