جوڑی "آپٹیکل ایمیٹر - آپٹیکل ریسیور" طویل عرصے سے الیکٹرانکس اور الیکٹریکل انجینئرنگ میں استعمال ہوتی رہی ہے۔ ایک الیکٹرانک جزو جس میں رسیور اور ٹرانسمیٹر ایک ہی ہاؤسنگ میں واقع ہیں اور ان کے درمیان آپٹیکل ربط موجود ہے اسے آپٹکوپلر یا آپٹکوپلر کہتے ہیں۔
آپٹکوپلر ڈیوائس
آپٹکوپلر ایک آپٹیکل ٹرانسمیٹر (ایمیٹر)، ایک آپٹیکل چینل اور ایک آپٹیکل سگنل ریسیور پر مشتمل ہوتا ہے۔ فوٹو ٹرانسمیٹر برقی سگنل کو آپٹیکل سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔ زیادہ تر معاملات میں ٹرانسمیٹر ایک LED ہوتا ہے (پہلے ماڈل میں تاپدیپت یا نیین لائٹ بلب استعمال ہوتے تھے)۔ ایل ای ڈی کا استعمال غیر اصولی ہے، لیکن یہ زیادہ پائیدار اور قابل اعتماد ہیں۔
آپٹیکل سگنل آپٹیکل چینل کے ذریعے وصول کنندہ تک پہنچایا جاتا ہے۔ چینل بند ہے - جب ٹرانسمیٹر کے ذریعہ خارج ہونے والی روشنی آپٹکوپلر کے جسم سے باہر نہیں جاتی ہے۔ پھر وصول کنندہ کے ذریعہ تیار کردہ سگنل کو ٹرانسمیٹر ان پٹ پر سگنل کے ساتھ ہم آہنگ کیا جاتا ہے۔اس طرح کے چینلز ہوا کے ہوتے ہیں یا کسی خاص آپٹیکل کمپاؤنڈ سے بھرے ہوتے ہیں۔ "لمبی" optocouplers بھی ہیں، جس میں چینل ہے آپٹیکل فائبر.
اگر آپٹکوپلر کو اس طرح سے ڈیزائن کیا گیا ہے کہ پیدا ہونے والی تابکاری، ریسیور تک پہنچنے سے پہلے، رہائش چھوڑ دے، تو ایسے چینل کو اوپن کہا جاتا ہے۔ اس کے ساتھ، آپ روشنی کی بیم کے راستے میں پیدا ہونے والی رکاوٹوں کو رجسٹر کرسکتے ہیں.
فوٹو ڈیٹیکٹر آپٹیکل سگنل کو الیکٹریکل سگنل میں الٹا تبدیل کرتا ہے۔ سب سے زیادہ استعمال ہونے والے ریسیورز ہیں:
- فوٹوڈیوڈس۔ عام طور پر ڈیجیٹل مواصلاتی لائنوں میں استعمال ہوتا ہے۔ ان کا نسب چھوٹا ہے۔
- فوٹو ریسسٹرس۔ ان کی خصوصیت رسیور کی دو طرفہ چالکتا ہے۔ ریزسٹر کے ذریعے کرنٹ کسی بھی سمت میں جا سکتا ہے۔
- فوٹوٹرانسسٹر۔ اس طرح کے آلات کی ایک خصوصیت آپٹو ٹرانسمیٹر اور آؤٹ پٹ سرکٹ دونوں کے ذریعے ٹرانزسٹر کرنٹ کو کنٹرول کرنے کی صلاحیت ہے۔ لکیری اور ڈیجیٹل دونوں طریقوں میں استعمال کیا جاتا ہے۔ ایک الگ قسم کے آپٹکوپلر - متوازی مخالف فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کے ساتھ۔ ایسے آلات کہلاتے ہیں۔ ٹھوس ریاست ریلے.
- فوٹوتھائرسٹرس۔ اس طرح کے آپٹکوپلر کو آؤٹ پٹ سرکٹس کی بڑھتی ہوئی طاقت اور ان کی سوئچنگ کی رفتار سے ممتاز کیا جاتا ہے؛ ایسے آلات آسانی سے پاور الیکٹرانکس کے عناصر کو کنٹرول کرنے میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان آلات کو ٹھوس حالت کے ریلے کے طور پر بھی درجہ بندی کیا گیا ہے۔
Optocoupler microcircuits بڑے پیمانے پر بن چکے ہیں - ایک پیکج میں strapping کے ساتھ optocouplers کی اسمبلیاں. اس طرح کے آپٹکوپلر کو سوئچنگ ڈیوائسز اور دیگر مقاصد کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
فائدے اور نقصانات
آپٹیکل آلات میں سب سے پہلا فائدہ مکینیکل حصوں کی عدم موجودگی ہے۔اس کا مطلب یہ ہے کہ آپریشن کے دوران الیکٹرو مکینیکل ریلے کی طرح رابطوں میں کوئی رگڑ، پہننا، چنگاری نہیں ہوتی ہے۔ سگنلز (ٹرانسفارمرز وغیرہ) کی galvanic تنہائی کے لیے دیگر آلات کے برعکس، آپٹکوپلر بہت کم تعدد پر کام کر سکتے ہیں، بشمول براہ راست کرنٹ۔
اس کے علاوہ، آپٹیکل آئسولیشن کا فائدہ ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے درمیان انتہائی کم کیپسیٹو اور انڈکٹیو کپلنگ ہے۔ اس کی وجہ سے، تسلسل اور اعلی تعدد مداخلت کی منتقلی کا امکان کم ہو جاتا ہے۔ ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے درمیان مکینیکل اور برقی کنکشن کی عدم موجودگی کنٹیکٹ لیس کنٹرول اور سوئچنگ سرکٹس کی تخلیق کے لیے مختلف تکنیکی حل کا امکان فراہم کرتی ہے۔
ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے لیے وولٹیج اور کرنٹ کے لحاظ سے حقیقی ڈیزائن میں محدودیت کے باوجود، نظریہ میں ان خصوصیات کو بڑھانے میں کوئی بنیادی رکاوٹیں نہیں ہیں۔ یہ آپ کو تقریبا کسی بھی کام کے لئے آپٹکوپلر بنانے کی اجازت دیتا ہے۔
آپٹکوپلرز کے نقصانات میں یک طرفہ سگنل ٹرانسمیشن شامل ہے - فوٹو ڈیٹیکٹر سے آپٹیکل سگنل کو ٹرانسمیٹر تک منتقل کرنا ناممکن ہے۔ اس سے ٹرانسمیٹر سگنل پر وصول کرنے والے سرکٹ کے ردعمل کے مطابق تاثرات کو منظم کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔
موصول ہونے والے حصے کا رد عمل نہ صرف ٹرانسمیٹر کی تابکاری کو تبدیل کرکے بلکہ چینل کی حالت (تیسرے فریق کی اشیاء کی ظاہری شکل، چینل میڈیم کی آپٹیکل خصوصیات کو تبدیل کرنا وغیرہ) کو بھی متاثر کر سکتا ہے۔ ایسا اثر غیر برقی نوعیت کا بھی ہو سکتا ہے۔ اس سے آپٹوکوپلرز کے استعمال کے امکانات بڑھ جاتے ہیں۔ اور بیرونی برقی مقناطیسی شعبوں کی غیر حساسیت آپ کو زیادہ شور سے استثنیٰ کے ساتھ ڈیٹا ٹرانسمیشن چینلز بنانے کی اجازت دیتی ہے۔
آپٹکوپلرز کا بنیادی نقصان ڈبل سگنل کی تبدیلی کے دوران سگنل کے نقصانات سے وابستہ کم توانائی کی کارکردگی ہے۔ اس کے علاوہ ایک نقصان اعلی اندرونی شور کی سطح ہے. یہ آپٹکوپلر کی حساسیت کو کم کرتا ہے اور ان کے استعمال کے دائرہ کار کو محدود کرتا ہے جہاں کمزور سگنلز کے ساتھ کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
optocouplers کا استعمال کرتے وقت، ان کے پیرامیٹرز پر درجہ حرارت کے اثر و رسوخ کو بھی مدنظر رکھنا ضروری ہے - یہ اہم ہے۔ اس کے علاوہ، آپٹکوپلرز کے نقصانات میں آپریشن کے دوران عناصر کا نمایاں انحطاط اور ایک پیکج میں مختلف سیمی کنڈکٹر مواد کے استعمال سے وابستہ پیداوار میں ٹیکنالوجی کی ایک خاص کمی شامل ہے۔
آپٹوکوپلرز کی خصوصیات
Optocoupler پیرامیٹرز دو قسموں میں گرتے ہیں:
- سگنل منتقل کرنے کے لیے ڈیوائس کی خصوصیات کی خصوصیات؛
- ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے درمیان ڈیکپلنگ کی خصوصیت۔
پہلی قسم موجودہ منتقلی کا عدد ہے۔ یہ ایل ای ڈی کے اخراج، رسیور کی حساسیت اور آپٹیکل چینل کی خصوصیات پر منحصر ہے۔ یہ گتانک ان پٹ کرنٹ کے آؤٹ پٹ کرنٹ کے تناسب کے برابر ہے اور زیادہ تر قسم کے آپٹکوپلرز کے لیے 0.005 ... 0.2 ہے۔ ٹرانجسٹر عناصر کے لیے، منتقلی کا گتانک 1 تک پہنچ سکتا ہے۔
اگر ہم آپٹوکوپلر کو چار قطب کے طور پر سمجھتے ہیں، تو اس کی ان پٹ کی خصوصیت آپٹو ایمیٹر (LED) کے CVC، اور آؤٹ پٹ - وصول کنندہ کی خصوصیت سے پوری طرح طے ہوتی ہے۔ پاس تھرو کی خصوصیت عام طور پر غیر لکیری ہوتی ہے، لیکن کچھ قسم کے آپٹکوپلر میں لکیری حصے ہوتے ہیں۔ لہذا، ڈایڈڈ آپٹکوپلر کے سی وی سی کے ایک حصے میں اچھی لکیریٹی ہے، لیکن یہ سیکشن بہت بڑا نہیں ہے۔
ریزسٹر عناصر کا اندازہ روشنی کی مزاحمت کے ساتھ تاریک مزاحمت (صفر کے برابر ان پٹ کرنٹ کے ساتھ) کے تناسب سے بھی کیا جاتا ہے۔ thyristor optocouplers کے لیے، ایک اہم خصوصیت کھلی حالت میں کرنٹ کو کم سے کم رکھنا ہے۔ optocoupler کے اہم پیرامیٹرز میں سب سے زیادہ آپریٹنگ فریکوئنسی بھی شامل ہے۔
galvanic تنہائی کے معیار کی خصوصیات ہیں:
- ان پٹ اور آؤٹ پٹ پر لاگو زیادہ سے زیادہ وولٹیج؛
- ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے درمیان زیادہ سے زیادہ وولٹیج؛
- ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے درمیان موصلیت مزاحمت؛
- گزرنے کی صلاحیت
آخری پیرامیٹر الیکٹروڈز کے درمیان کیپیسیٹینس کے ذریعے، آپٹیکل چینل کو نظرانداز کرتے ہوئے، ان پٹ سے آؤٹ پٹ تک الیکٹریکل ہائی فریکوئنسی سگنل کی لیک ہونے کی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے۔
ایسے پیرامیٹرز ہیں جو آپ کو ان پٹ سرکٹ کی صلاحیتوں کا تعین کرنے کی اجازت دیتے ہیں:
- سب سے زیادہ وولٹیج جو ان پٹ ٹرمینلز پر لگایا جا سکتا ہے۔
- زیادہ سے زیادہ کرنٹ جو ایل ای ڈی برداشت کر سکتا ہے۔
- ریٹیڈ کرنٹ پر ایل ای ڈی کے پار وولٹیج ڈراپ؛
- ریورس ان پٹ وولٹیج - ریورس پولرٹی وولٹیج جسے ایل ای ڈی برداشت کر سکتی ہے۔
آؤٹ پٹ سرکٹ کے لیے، یہ خصوصیات زیادہ سے زیادہ قابل اجازت آؤٹ پٹ کرنٹ اور وولٹیج ہوں گی، نیز صفر ان پٹ کرنٹ پر لیکیج کرنٹ۔
آپٹوکوپلرز کا دائرہ کار
بند چینل والے Optocouplers کا استعمال کیا جاتا ہے جہاں، کسی وجہ سے (الیکٹریکل سیفٹی، وغیرہ)، سگنل کے منبع اور وصول کرنے والے سائیڈ کے درمیان ڈیکپلنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، فیڈ بیک لوپس میں سوئچنگ بجلی کی فراہمی - سگنل PSU آؤٹ پٹ سے لیا جاتا ہے، ریڈیٹنگ عنصر کو کھلایا جاتا ہے، جس کی چمک وولٹیج کی سطح پر منحصر ہوتی ہے۔آؤٹ پٹ وولٹیج پر منحصر ایک سگنل ریسیور سے لیا جاتا ہے اور PWM کنٹرولر کو کھلایا جاتا ہے۔
دو آپٹکوپلرز کے ساتھ کمپیوٹر پاور سپلائی سرکٹ کا ایک ٹکڑا تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ سب سے اوپر آپٹوکوپلر IC2 ایک فیڈ بیک تخلیق کرتا ہے جو وولٹیج کو مستحکم کرتا ہے۔ نیچے کا IC3 ڈسکریٹ موڈ میں کام کرتا ہے اور اسٹینڈ بائی وولٹیج کے موجود ہونے پر PWM چپ کو بجلی فراہم کرتا ہے۔
کچھ معیاری برقی انٹرفیس کے ذریعہ ذریعہ اور وصول کنندہ کے درمیان گالوانک تنہائی بھی ضروری ہے۔
کھلے چینل والے آلات کا استعمال کسی بھی چیز کا پتہ لگانے کے لیے سینسر بنانے کے لیے کیا جاتا ہے (پرنٹر میں کاغذ کی موجودگی)، حد کے سوئچ، کاؤنٹر (کنویئر پر موجود اشیاء، ماؤس کے ہیرا پھیری میں گیئر دانتوں کی تعداد) وغیرہ۔
ٹھوس حالت کے ریلے روایتی ریلے کے طور پر ایک ہی جگہ پر استعمال کیے جاتے ہیں - سوئچنگ سگنل کے لیے۔ لیکن کھلی حالت میں چینل کی زیادہ مزاحمت کی وجہ سے ان کے پھیلاؤ میں رکاوٹ ہے۔ انہیں پاور سولڈ اسٹیٹ الیکٹرانکس (طاقتور فیلڈ ایفیکٹ یا آئی جی بی ٹی ٹرانزسٹر) کے عناصر کے ڈرائیور کے طور پر بھی استعمال کیا جاتا ہے۔
آپٹوکوپلر نصف صدی سے زیادہ پہلے تیار کیا گیا تھا، لیکن ایل ای ڈی کے سستی اور سستی ہونے کے بعد اس کا وسیع پیمانے پر استعمال شروع ہوا۔ اب آپٹوکوپلرز کے تمام نئے ماڈل تیار کیے جا رہے ہیں (زیادہ تر حصے کے لیے، ان پر مبنی مائیکرو سرکٹس)، اور ان کا دائرہ کار صرف بڑھ رہا ہے۔
ملتے جلتے مضامین:
