최근에는 강력한 전계 효과 트랜지스터를 사용하는 회로가 AC 회로의 부하를 전환하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이 장치 클래스는 두 그룹으로 표시됩니다. 첫 번째 클래스는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터-IGBT를 포함합니다. 서부 약어는 IGBT입니다.
두 번째로 가장 많은 수의 기존 필드 (채널) 트랜지스터가 포함되었습니다. KP707 트랜지스터도이 그룹에 속하며 (표 1 참조)로드 스위치는 220V 네트워크 용으로 조립됩니다.
1 차 AC는 모든면에서 매우 위험한 것입니다. 따라서 네트워크 부하를 직접 관리하지 않는 회로 솔루션이 많이 있습니다. 이전에는 이러한 목적으로 절연 변압기가 사용되었으며 이제는 다양한 광 커플러로 대체되었습니다.
광학적으로 분리 된 트랜지스터 키
이미 표준이 된 체계가 그림 1에 나와 있습니다. 
이 체계를 사용하면 제어 회로와 220V의 기본 네트워크 회로를 전기적으로 분리 할 수 \u200b\u200b있습니다. 디커플링 요소로 TLP521 옵토 커플러가 사용됩니다. 다른 수입 또는 가정용 트랜지스터 광 커플러를 적용 할 수 있습니다. 계획은 간단하며 다음과 같이 작동합니다. 입력 단자의 전압이 0이면 광 커플러 LED가 켜지지 않고 광 커플러 트랜지스터가 닫히고 강력한 스위칭 트랜지스터의 게이트를 우회하지 않습니다. 따라서, 그들의 게이트에는 제너 다이오드 VD1의 안정화 전압과 동일한 개방 전압이 존재한다. 이 경우, 주어진 시간에 전압의 극성에 따라 트랜지스터가 열리고 차례로 작동합니다. 회로 4의 출력 단자에 플러스가 있고 단자 3에 마이너스가 있다고 가정하십시오. 그러면 부하 전류가 단자 3에서 단자 5로, 부하에서 단자 6으로, 트랜지스터 VT2의 내부 보호 다이오드를 통해 개방 트랜지스터 VT1을 통해 단자 4로 흐릅니다. 공급 전압의 극성이 변경되면 부하 전류는 트랜지스터 VT1의 다이오드 및 개방 트랜지스터를 통해 흐릅니다. VT2. 회로 요소 R3, R3, C1 및 VD1은 트랜스포머가없는 전원입니다. 저항 (R1)의 값은 5 볼트의 입력 전압에 대응하며 필요한 경우 변경 될 수있다.
전체 계획은 기능적으로 완전한 블록의 형태로 만들어집니다. 회로 요소는 그림 2와 같이 작은 U 자형 인쇄 회로 기판에 장착됩니다. 
보드 자체는 하나의 나사로 1 차 방열판 인 56 × 43x6 mm 크기의 알루미늄 판에 부착됩니다. 강력한 트랜지스터 VT1 및 VT2는 부싱이있는 나사를 사용하여 열전 도성 페이스트와 운모 절연 개스킷을 통해 부착됩니다. 모서리 구멍은 보드와 플레이트에 모두 뚫고 필요하면 장치를보다 강력한 방열판에 고정시키는 데 사용됩니다.
이 기사는 주로 아날로그 신호의 광학 절연에 중점을 둘 것입니다. 예산 옵션이 고려됩니다. 또한 회로 솔루션의 속도에 중점을 둡니다.
아날로그 절연 방법
작은 리뷰. 아날로그 신호의 갈바닉 절연에는 변압기, 광학 및 커패시터의 세 가지 주요 방법이 있습니다. 처음 두 개가 가장 많이 사용됩니다. 오늘날에는 절연 증폭기 또는 디커플링 증폭기 (Isolated Amplifier)라고하는 모든 종류의 장치가 있습니다. 이러한 장치는 변환을 통해 신호를 전송합니다 (변조기와 신호 복조기가 회로에 존재 함).
그림 1. 절연 증폭기의 일반적인 계획.
아날로그 전압 신호 (ADUM3190, ACPL-C87)를 전송하는 장치와 전류 분로에 직접 연결하기위한 특수 장치 (SI8920, ACPL-C79, AMC1200)가 있습니다. 이 기사에서는 값 비싼 장치를 고려하지 않지만 iso100, iso124, ad202..ad215 등의 장치를 나열합니다.
또 다른 종류의 장치-Linear Optocoupler 디커플링 광 증폭기 (ilar)가 있으며 이러한 장치에는 il300, loc110, hcnr201이 있습니다. 이러한 장치의 작동 원리는 일반적인 배선 다이어그램을 보면 쉽게 이해할 수 있습니다.
그림 2. 광 증폭기 디커플링을위한 일반적인 설계.
디커플링 증폭기에 대한 자세한 내용은 A. J. Peyton, V. Walsh“연산 증폭기의 아날로그 전자 장치”(2 장) 및 실리콘 실험실의 AN614“아날로그 절연 증폭기에 대한 간단한 대안”이 유용합니다. 비교표. 두 소스 모두 인터넷에 있습니다.
광학 신호 분리를위한 특수 미세 회로
이제 요점! 우선 세 가지 특수한 미세 회로 인 il300, loc110, hcnr201을 비교합니다. 같은 방식으로 연결 :
그림 3. IL300, HC 테스트 회로nr201 및 loc110.
차이점은 각각 il300, hcnr201 R1, R3 \u003d 30k, R2 \u003d 100R 및 loc110 10k 및 200R의 정격에만 있습니다 (최대 성능을 달성하기 위해 다른 등급을 선택했지만 동시에 방출 다이오드의 전류에 따라 허용되는 한계를 초과하지 않았습니다) ) 다음은 스스로 말하는 오실로 그램입니다 (이하 파랑-입력 신호, 노랑-출력).
그림 4. il300 과도의 오실로스코프.
그림 5. Hcnr201 과도 파형.
그림 6. 과도 파형위치110.
이제 ACPL-C87B 칩 (0..2V 입력 신호 범위)을 고려하십시오. 솔직히, 나는 그녀와 함께 오랜 시간이 걸렸습니다. 나는 처음에 예기치 않은 결과를 얻은 후, 특히 납땜 할 때 두 번째를 매우 조심스럽게 처리했습니다. 나는 문서에 표시된 계획에 따라 모든 것을 수집했습니다.
그림 7. 에 대한 일반적인 계획ACPL— C설명서에서 87입니다.
결과는 같습니다. 파워 레그 근처에서 직접 세라믹 커패시터를 납땜하고 op-amp를 변경하고 (다른 회로에서 자연스럽게 확인) 회로를 다시 조립했습니다. 실제 장애는 무엇입니까? 출력 신호에는 상당한 변동이 있습니다.
그림 8. 과도 파형ACPL— C87.
제조업체가 출력 신호의 노이즈 레벨을 0.013mVrms로 약속하고 옵션 "B"에 대해 정확도는 ± 0.5 %입니다. 무슨 일이야? 0.013mVrms를 믿기 어렵 기 때문에 문서에서 실수 일 수 있습니다. 명확하지 않습니다. 그러나 Vout Noise 반대의 테스트 조건 / 노트 열과 문서의 그림 12를 살펴 보겠습니다.
그림 9. 입력 신호의 크기와 출력 필터의 주파수에 대한 노이즈 레벨의 의존성.
여기 그림이 조금 더 선명합니다. 분명히 제조업체는 저역 통과 필터를 통해 이러한 노이즈를 교란시킬 수 있다고 말합니다. 팁에 대한 감사합니다 (철의). 그들은 왜 그렇게 교활한 방식으로 모든 것을 돌렸습니까? 아마도 이유가 분명합니다. 아래는 출력 RC 필터가 있거나없는 그래프입니다 (R \u003d 1k, C \u003d 10nF (τ \u003d 10µS)).
그림 10. 과도 파형ACPL— C87 출력 필터 유무
신호 분리를위한 범용 광 커플러
이제 가장 흥미로운 것으로 넘어 갑시다. 아래는 인터넷에서 찾은 다이어그램입니다.
그림 11. 두 개의 광 커플러에서 아날로그 신호의 일반적인 광학 절연.
그림 12. 두 개의 광 커플러에서 아날로그 신호의 일반적인 광학 절연.
그림 13. 두 개의 광 커플러에서 아날로그 신호의 일반적인 광학 절연.
이 솔루션에는 장단점이 있습니다. 장점은 절연 전압이 높고, 두 개의 미세 회로가 매개 변수가 크게 다를 수 있다는 단점이 있으므로, 한 배치에서 미세 회로를 사용하는 것이 좋습니다.
이 회로를 6n136 칩에 정리했습니다.
그림 14. 6에서 파형 과도 절연N136.
그러나 천천히 나타났다. 나는 다른 미세 회로 (sfh615와 같은)에서 수집하려고 시도했지만 천천히 나타납니다. 나는 그것을 더 빨리 필요로했다. 또한 자체 발진으로 인해 회로가 작동하지 않는 경우가 종종 있습니다 (이 경우 ATS가 불안정하다고 말합니다). 커패시터 C2의 값이 증가합니다. 16.
한 친구가 가정용 광 커플러를 조언했습니다. AOD130A. 얼굴의 결과 :
그림 15. AOD130A에서 과도 절연의 오실로스코프.
그리고 여기 다이어그램이 있습니다 :
그림 16 : AOD130A의 디커플링 다이어그램.
출력 신호가 입력보다 적거나 많은지 여부에 따라 하나의 전위차계 (RV1 또는 RV2)가 필요합니다. 원칙적으로 R3 \u003d 4.7k와 직렬로 하나의 RV \u003d 2k 만 설정하거나, 일반적으로 R3없이 RV2 \u003d 10k 만 남겨 둘 수 있습니다. 5k 영역에서 조정할 수 있다는 원칙은 분명합니다.
변압기 절연 미세 회로
변압기 버전으로 넘어 갑시다. 200 및 400 kHz (400-ADUM3190TRQZ의 경우 광산)에서 두 가지 버전의 ADUM3190 마이크로 회로에는 높은 절연 전압 ADUM4190을위한 마이크로 회로도 있습니다. 나는 그 사건이 QSOP16의 가장 작은 것임을 주목한다. 출력 전압 Eaout은 0.4 ~ 2.4V입니다. 내 미세 회로에서 출력 바이어스 전압은 약 100mV입니다 (그림 18의 오실로스코프에서 볼 수 있음). 일반적으로 잘 작동하지만 개인적으로 출력 전압 범위에 완전히 만족하지는 않습니다. 설명서의 구성표에 따라 조립됩니다.
그림 17. 문서의 ADUM3190 다이어그램.
몇 가지 파형 :
그림 18. 파형 과도 ADUM3190.
요약
요약하자면. 내 의견으로는, 가장 좋은 옵션은 국내 ADO130A의 계획입니다 (그들은 어디서 얻었습니까?!). 마지막으로 작은 비교표 :
| 마이크로 칩 | tr + 지연 (진동에 의해), μs | tf + 지연 (진동에 의해), μs | 디 아프 전압., V | 스트레스 절연 | 소음 (진동에 의한) mVp-p. | 단위당 가격 **, p (05.2018) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IL300 | 10 | 15 | 0-3* | 4400 | 20 | 150 |
| HCNR201 | 15 | 15 | 0-3* | 1414 | 25 | 150 |
| LOC110 | 4 | 6 | 0-3* | 3750 | 15 | 150 |
| ACPL-C87B | 15 | 15 | 0-2 | 1230 | nd | 500 |
| 6N136 | 10 | 8 | 0-3* | 2500 | 15 | 50 |
| AOD130A | 2 | 3 | 0.01-3* | 1500 | 10 | 90 |
| ADUM3190T | 2 | 2 | 0.4-2.4 | 2500 | 20 | 210 |
*-대략 (성능 최적화 기능이있는 조립 된 계획에 따라)
**-평균 가격이 가장 낮습니다.
야로슬라프 블라 소프
추신 Proton OJSC에서 제조 한 AOD130A (블랙 케이스에 로고가 새겨 져 있음)가 좋습니다. 구식 (90 년대 갈색 경우)은 적합하지 않습니다.
최근의 여러 게시물로 판단하면 갈바니 절연이 무엇인지, 왜 필요한지 강조하는 것이 좋습니다. 그래서 :
갈바닉 절연 -전기 회로간에 전기 접촉없이 에너지 또는 신호 전송.
그리고 이제 예제를 사용합시다 :)
예 1. 네트워크
대부분의 경우 주 전원과 관련하여 전기 절연에 대해 이야기하므로 그 이유가 있습니다. 손으로 콘센트에서 전선을 from다고 상상해보십시오. 전기 측면에서“연결”은 다음과 같습니다.그리고 네, 슬리퍼의 누설 전류는 네트워크의 "위상"와이어를 만질 때 "블로우"를 느끼기에 충분합니다. 슬리퍼가 건조하면 이러한 "블로우"는 일반적으로 무해합니다. 그러나 젖은 바닥에 맨발로 서 있으면 결과가 매우 심해질 수 있습니다.
회로에 변압기가 있으면 완전히 다릅니다. 
변압기의 단자 중 하나를 만지면 전류가 흐르지 않습니다. 단 아무 것도 흐르지 않으면 변압기의 두 번째 단자가 공중에 매달립니다. 물론 변압기의 양쪽 단자를 잡고 충분한 전압을 공급하면 미쳐 버릴 것입니다.
따라서이 경우 변압기는 전기 절연을 제공합니다. 변압기 외에도 전기 접점을 만들지 않고 신호를 전송하는 여러 가지 방법이 있습니다.
- 광학 : 광 커플러, 광섬유, 태양 전지판
- 라디오 : 수신기, 송신기
- 소리 : 스피커, 마이크
- 용량 성 : 매우 작은 커패시터를 통해
- 기계식 : 모터 제너레이터
- 당신은 여전히 \u200b\u200b메이크업 할 수 있습니다
예 2. 오실로스코프
반 회로를 폭파시키는 메가 클래식 방식이 있습니다. 포럼에도 해당 포럼이 있습니다. 사실 많은 사람들이 오실로스코프 (및 훨씬 더 많은 장비)가 접지에 연결되어 있다는 것을 잊어 버립니다. 오실로스코프를 네트워크에서 직접 전원이 공급되는 회로에 연결하면 전체 그림이 나타납니다.
기억하십시오-회로에 무언가를 연결하면 회로의 일부가됩니다! 이것은 다양한 측정 장비에 적용됩니다.
이러한 회로에서 무언가를 측정하는 올바른 방법은 절연 변압기 220-\u003e 220을 통해 연결하는 것입니다. 
기성품 변압기 220-\u003e 220은 찾기가 매우 어렵습니다. 따라서 소위 시프터를 사용할 수 있습니다. 교환은 두 개의 변압기 (예 : 220-\u003e 24)이며 다음과 같이 순차적으로 꺼집니다. 
실제로 보이는 모양은 다음과 같습니다. 
교환-단일 변압기 220-\u003e 220보다 낫습니다.
- 입력과 출력 사이의 용량을 절반으로 제공합니다.
- 중간 부분은 접지 할 수 있으므로 네트워크의 간섭을 걸러내는 것이 매우 좋습니다
- 3 개의 변압기를 켠 다음 440 또는 110V를 얻을 수 있습니다.
노래
옛날 옛적에 나는 갈바니 고립에 관한 노래를 썼다. 스포일러 아래 노래.노래, 가사 및 설명
다양한 오디오 전자 장치에 종사했을 때이 미니 노래를 녹음했습니다. 한 동지가 튜브 기타 가제트를 만들었고 220으로 220으로 변하는 변압기가 완전히 쓸모 없다고 생각하면서 그가 지불 한 회로에서 그것을 버렸습니다. 나는 이것이 금속 미니 노래의 주제라고 생각했다.
안녕하세요 Oldfag! 브라우저가 html5를 지원하지 않습니다! 새로 고침!
양극 변압기를 넣지 않았습니다
네트워크에서 직접 전원 공급
발 아래 배터리가 있었어요
그리고 당신은 당신의 손으로 기타를 잡고현재는 필멸의 육신을 찌른다
필멸의 살이 뒤 틀리다
당신은 손을 열 수 없습니다
당신은 혼자이며 아무도 도울 수 없습니다찢고 타는 것
전자가 당신의 마음을 쥐어 짜
이길 것인가 죽을 것인가?
안전, 무엇보다도 기억하십시오.
그건 그렇고,이 작은 노래의 결정 외에도 두 가지 더 좋은 팁이 있습니다.
- 예, 주전원 전압에 대한 모든 작업은 2 회 이상 수행해야합니다.
- 충격을 받으면 손이 압축되므로 먼저 오른손의 뒷면으로 장치를 만지는 것이 좋습니다.
결론
당연히 denouement의 주제는 거기서 끝나지 않습니다. 예를 들어, 접점을 통해 빠른 신호를 전송하는 것은 매우 어렵습니다. 그러나 이것에 대해-조금 후에.1947 년 이래 전력 전자 장치의 개발자이자 제조업체 인 International Rectifier는 모든 종류의 응용 분야에 대해 광범위한 광 릴레이를 생산해 왔습니다. 가장 인기있는 것은 다음 그룹으로 나눌 수 있습니다.
- 고속 (PVA, PVD, PVR);
- 범용 (PVT);
- 저전압 중간 전력 (PVG, PVN);
- 강력한 고전압 (PVX).
PVA33 : 고속 릴레이
신호 스위칭 용
AC 릴레이 시리즈 PVA33-단극, 일반적으로 열려 있습니다. 아날로그 신호 스위칭을 위해 범용으로 설계되었습니다.
장치의 작동 원리는 다음과 같습니다 (그림 1). 계전기 입력에 공급되는 전압은 전류가 갈륨 비소 LED (GaAlAs)를 통해 흐르게하여 후자의 발광을 강하게합니다. 광속은 FGG (Integrated Photovoltaic Generator)에 떨어지며, 이는 출력 키의 게이트와 소스 사이에 전위차를 만들어 후자를 전도 상태로 변환합니다. 전원 출력 키로는 전원 MOS 트랜지스터가 사용됩니다 (HEXFET-특허 IR 기술). 따라서, 출력으로부터 입력 회로의 완전한 갈바닉 절연이 달성된다.
그림. 1.
기존 전자 기계 및 리드 릴레이와 비교하여이 솔루션의 장점은 서비스 수명 및 속도가 크게 증가하고 전력 손실이 감소하며 크기가 최소화된다는 것입니다. 이러한 장점으로 인해 신호 멀티플렉싱, 자동 테스트 장비, 데이터 수집 시스템 등 다양한 분야에서 개발 된 제품의 품질을 향상시킬 수 있습니다.
이 계열의 계전기가 스위칭 할 수있는 전압 레벨은 교류 및 직류의 0 ~ 300V (진폭 값) 범위입니다. 이 경우, 최소 레벨은 출력 트랜지스터의 채널 저항에 의해 (정전류에서) 평균적으로 약 1 옴 (최대 20 옴)으로 결정됩니다.
장치의 동적 특성은 약 100μs의 켜짐-꺼짐 시간에 의해 결정됩니다. 따라서 릴레이의 보장 된 스위칭 주파수는 500Hz 이상에 도달 할 수 있습니다.
스위치 된 신호의 최대 주파수는 주로 사용 된 트랜지스터의 주파수 특성에 따라 달라지며 MOS 키의 경우 수백 킬로 헤르츠에 이릅니다. 계전기는 8 핀 DIP 패키지로 제공되며 구멍에 장착하고 표면에 장착하기 위해 두 가지 버전으로 제공됩니다.
PVT312 : 통신 릴레이
범용
광전 릴레이 PVT312, 단극, 일반적으로 개방형은 직류 및 교류 모두에서 사용될 수 있습니다.
이 솔리드 스테이트 릴레이는 통신 시스템에 사용하도록 특별히 설계되었습니다. 릴레이 시리즈 PVT312L (접미사 "L"포함)는 과도 전류의 서지를 견딜 수있는 능동 전류 제한 회로를 사용합니다. PVT312는 6 핀 DIP 패키지로 제공됩니다.
애플리케이션 : 통신 키, 트리거, 일반 스위칭 방식.
연결 방식은 세 가지 유형이 될 수 있습니다 (그림 2). 첫 번째 경우에는 두 개의 칩 키가 직렬로 연결됩니다. 이는 결과 회로의 대칭으로 인해 AC 전압을 전환 할 수있게합니다. 이러한 회로를 "A"타입 포함이라고합니다. 유형 "B"는 마이크로 회로의 두 키 중 하나만 사용한다는 점에서 다릅니다. 그러나 더 많은 전류를 통근 할 수 있습니다. 세 번째 버전 (유형“C”)에서는 키가 병렬로 연결되어 최대 전류 값이 증가합니다.
그림. 2.
PVG612 : 저전압 릴레이 매체
ac를위한 힘
태양 광 릴레이 시리즈 PVG612- 단극, 일반적으로 열린 솔리드 스테이트 릴레이. 소형 PVG612 시리즈 디바이스는 12 ~ 48V AC 또는 DC의 전압으로 최대 1A의 전류를 분리 스위칭하는 데 사용됩니다.
이 유형의 릴레이는 MOS 트랜지스터의 결정에 내재 된 작동 속도를 유지하면서 비교적 큰 (주어진 유형의 장치에 대해) 교류 전류를 스위칭 할 수 있다는 점에서 흥미 롭습니다.
PVDZ172N : 저전압 매체
직류 전원
위와 달리이 시리즈의 릴레이 (그림 3)는 최대 1.5A의 전력과 최대 60V의 전압으로 일정한 극성의 전류 만 스위칭하기위한 것입니다. 예를 들어, 이러한 릴레이는 조명 장치, 모터, 발열체 등의 제어에 사용됩니다. .d.
그림. 3.
PVDZ172N 8 핀 DIP 패키지로 정상적으로 개방 된 단일 극 설계로 제공됩니다.
다른 가능한 응용 분야 : 오디오 장비, 전원 공급 장치, 컴퓨터 및 주변 장치.
PVX6012 : 고하 중용
저주파 부하가 큰 경우 IR은 광전 릴레이를 제공합니다. PVX6012 (그림 4) (단극, 정상적으로 열림). 이 장치는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT) 기반의 출력 스위치를 사용하여 개방 상태에서 작은 전압 강하와 폐쇄 상태에서 낮은 손실 전류를 충분히 높은 작동 속도 (7ms-on / 1ms-off)로 얻을 수있었습니다.
그림. 4.
PVX6012는 14 핀 DIP 패키지로 제공되며 흥미롭게도 4 개의 출력 만 사용합니다.이 솔루션을 사용하면 장치를보다 효과적으로 냉각 할 수 있습니다.
주요 응용 분야는 다음과 같습니다. 테스트 장비; 산업 제어 및 자동화; 전자 기계 릴레이의 교체; 수은 릴레이 교체.
PVI : 외부 용 사진 절연체
고성능 키
이 시리즈의 장치는 단어의 올바른 의미에서 릴레이가 아닙니다. 즉, 그들은 작은 도움으로 고 에너지의 흐름을 바꿀 수 없습니다. 그들은 출력에서 \u200b\u200b입력의 갈바니 절연만을 제공하므로 이름-광전 절연체 (그림 5).
그림. 5.
왜 그런 "언더 샷"이 필요합니까? 실제로 PVI 시리즈 디바이스는 입력 신호가 수신 될 때 전기적으로 절연 된 정전압을 생성하므로 강력한 MOSFET 및 IGBT의 셔터를 직접 제어하기에 충분합니다. 실제로 이것은 광 릴레이이지만 출력 키가 없으므로 개발자는 전원에 적합한 별도의 트랜지스터를 사용할 수 있습니다.
PVI는 제어 회로와 고전력 부하 회로를 광학적으로 분리하여 고전류 및 / 또는 고전압 스위칭이 필요한 어플리케이션에 이상적입니다.
또한, 절연체 시리즈 PVI1050N여기에는 2 개의 동시 제어 출력이 포함되어있어 직렬 또는 병렬로 연결하여 더 높은 제어 전류 값 (MOS) 또는 더 높은 제어 전압 값 (IGBT)을 제공 할 수 있습니다. 따라서, 직렬로 10V / 5μA 및 병렬로 5V / 10μA의 출력 신호를 얻을 수 있습니다.
출력 간 전위차가 1200V (DC)를 초과하지 않는 경우 2 개의 PVI1050N 출력도 별도로 사용할 수 있으며 입력-출력 절연은 2500V (유효)입니다.
이 계열의 장치는 8 핀 DIP 패키지로 제공되며 고전력 부하, 전압 변환기 등의 구성에 사용됩니다.
PVR13 : 이중 고속 릴레이
이 시리즈의 주요 특징은 하나의 하우징에 두 개의 독립 계전기가 존재한다는 것입니다 (그림 6). 각 유형은“A”,“B”또는“C”로 전환 할 수 있습니다 (유형에 대한 설명은 위의 PVT312 설명 참조). 최대 스위칭 전압 100V (DC / AC), 전류 300mA. 다른 측면에서,이 계전기는 범위 및 특성면에서 PVA33에 가까우며 중간 주파수 (최대 수백 킬로 헤르츠)의 아날로그 신호를 스위칭하기위한 것입니다.
그림. 6.
구멍 장착 용 핀이있는 16 핀 DIP 패키지로 제공됩니다.
광전자 IR 릴레이의 주요 특징은 표 1에 나와 있습니다.
표 1. IR 광전자 릴레이의 매개 변수
| 특징 | PVA33 | PVT312 | PVG612N | PVDZ172N | PVX6012 |
|---|---|---|---|---|---|
| 입력 특성 | |||||
| 최소 제어 전류, mA | 1…2 | 2 | 10 | 10 | 5 |
| 맥스 폐쇄 상태의 제어 전류, mA | 0,01 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| 제어 전류 범위 (전류 제한 필요), MA | 5…25 | 2…25 | 5…25 | 5…25 | 5…25 |
| 최대 역 전압, V | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 출력 특성 | |||||
| 작동 전압 범위, V | 0…300 | 0…250 | 0…60 | 0 ... 60 (포스트) | 280 (1 회) / 400 (포스트) |
| 40 ° C에서 최대 연속 부하 전류, A | 0,15 | - | - | 1,5 | 1 |
| 연결 (포스트 또는 변경) | - | 0,19 | 1 | - | - |
| 연결 (포스트) | - | 0,21 | 1,5 | - | - |
| 연결 (포스트) | - | 0,32 | 2 | - | - |
| 최대 펄스 전류, A | - | - | 2,4 | 4 | 반복하지 않습니다. 5A (1 초) |
| 개방 상태에서의 저항, 더 이상, 옴 | 24 | - | - | 0,25 | - |
| 연결 | - | 10 | 0,5 | - | - |
| 연결 | - | 5,5 | 0,25 | - | - |
| 연결 | - | 3 | 0,15 | - | - |
| 닫힌 상태에서의 저항, 메그 옴 | 10000 | - | 100 | 100 | - |
| 더 이상 켜지지 않습니다. ms | 0,1 | 3 | 2 | 2 | 7 |
| 종료 시간, 더 이상, ms | 0,11 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 |
| 출력 용량, 더 이상, pF | 6 | 50 | 130 | 150 | 50 |
| 전압 슬 루율, V / μs | 1000 | - | - | - | - |
| 기타 | |||||
| 입출력의 절연 강도, V (하드 통화) | 4000 | 4000 | 4000 | 4000 | 3750 |
| 절연 저항, 입력-출력, 90 V DC, 옴 | 1012 | 1012 | 1012 | 1012 | 1012 |
| 입출력 용량, pF | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 최대 납땜 온도, ° C | 260 | 260 | 260 | 260 | 260 |
| 작동 온도 ° C | -40…85 | -40…85 | -40…85 | -40…85 | -40…85 |
| 보관 온도, ° С | -40…100 | -40…100 | -40…100 |
-40…100 | -40…100 |
광전자 IR 릴레이 적용
관리 시스템. ACS 인터페이스에서 긴급한 문제 중 하나는 안정적인 갈바닉 절연 (galvanic isolation)을 제공하는 제어 회로와 스위치 회로 간의 통신 구성입니다. 즉, 전기적 접촉없이 정보의 전송 (예를 들어, 집행 장치로의 신호)을 구성 할 필요가있다. 이러한 종류의 첫 번째 장치 중 하나는 전자 기계 릴레이로 정보가 자기장을 통해 전송되었습니다. 그러나 기계 부품이 있으면 접점 스파크가 발생하고 시스템 속도가 느려집니다.
전기 기계식 스위치와 비교하여 ACS 인터페이스 (그림 7)에서 광속 (광전자 릴레이)을 통한 신호 전송을 사용하면 신뢰성, 스위칭 속도, 내구성 및 전체 치수가 향상됩니다. 전자 스위치와 비교하여 장점은 스위칭 동안 회로의 공통점 및 상호 영향이 없다는 것이다.
그림. 7.
갈바닉 절연 제어 시스템의 존재는 스위치의 중요한 특성 중 하나입니다. 별도의 제어 흐름을 생성하여 시스템의 정보 및 실행 영역에 대한 전기 독립성을 보장 할 수 있습니다. 광학 갈바닉 절연은 마이크로 일렉트로닉 제어 장비를 주변 실행 장치의 고전류 및 고전압 회로와 분리하여 노이즈 내성, 서비스 수명 및 이러한 장비의 가격을 낮 춥니 다.
그림. 8.
측정 장비에서 필요한 또 다른 기능은 이전에 기계적으로 수행 된 작동 모드 (측정 범위, 게인, 연결 유형 등)의 전환입니다. 예를 들어, 전압을 측정하려면 전압계가 회로에 병렬로 연결되고 전류를 측정하려면 측정 장비를 회로에 직렬로 연결해야합니다. 일부 장치에서 이러한 스위치를 구현하려면 측정 라인을 기계적으로 전환하는 다른 입력을 사용해야했습니다. 측정 된 매개 변수가 자주 변경되는 경우에는 매우 불편하므로 광전자 릴레이를 사용하면이 문제를 효과적으로 해결하여 장치의 사용성을 크게 높일 수 있습니다.
반면에, 데이터 수집 시스템에서, 광학 릴레이를 사용할 필요성은 종종 측정 장비 (아날로그-디지털 및 주파수 변환기)의 민감한 입력 회로에 대한 손상 가능성이 높기 때문에 발생합니다. 이러한 바람직하지 않은 효과는, 예를 들어 1 차 변환기로부터 측정 소자까지의 도체의 길이가 길어 정전기 간섭을 유발하는 데 도움이 될 수있다. 또한 장비를 켜고 끄는 동안 발생하는 과도 현상과 사용 중 오류 (예 : 정전시 큰 진폭의 입력 신호가 있음)가 큰 영향을 줄 수 있습니다.
이러한 모든 요소들로 인해 갈바닉 절연이 필요합니다. 액티브 전류 리플 억제 회로가 내장 된 PVT312L 시리즈 계전기를 예로들 수 있습니다.이 회로는 긴 도체에 결합되거나 어려운 전자기 조건 (기업의 유선 환경 모니터링 시스템, 산업 측정 변환기)에서 작동하는 장치에 효과적으로 사용할 수 있습니다.
통신. 통신 분야에서 광 릴레이를 사용하는 것도 유망한 방향입니다. 광학 릴레이의 장점을 효과적으로 사용할 수있는 구현을위한 몇 가지 고유 한 기능이 있습니다. 여기에는 정전기 (번개 포함) 방전으로 인한 손상을 방지하기 위해 모뎀과 전화선 간의 전기적 격리가 포함됩니다. 전화 장비의 특정 기능 구현 (펄스 및 톤 다이얼링, 회선 상태 연결 및 결정) 등
결론
최근에는 IR 광전자 릴레이에 대한 수요가 꾸준히 증가하는 경향이 있습니다. 솔리드 스테이트 릴레이의 주요 소비자는 우리나라의 산업 거인-계측기 제작 및 운송 기업, 대기업 Rostelecom, Rosatom, 러시아 철도입니다. 제조업체는 산업용 애플리케이션을위한 IR 릴레이의 편리함과 고성능을 중요하게 생각합니다.
다른 한편으로, 군사 및 항공 우주 산업의 전자 장비 신뢰성에 대한 요구가 계속 증가하고 있습니다. 이 문제는 매우 관련이 있으며 작동 중에 장비 고장을 줄이는 특정 기술 솔루션이 필요합니다. 전문가 중 누구도 솔리드 스테이트 릴레이가 특수 목적 장비의 신뢰성을 높일 수 있다는 의심의 여지가 없습니다.
갈바니 절연. 광 커플러 절연 회로
| 옵토 커플러라고도하는 옵토 커플러는 적외선을 사용하여 두 개의 격리 된 전기 회로간에 전기 신호를 전송하는 전자 부품입니다. 절연체로서, 광 커플러는 회로를 통한 고전압의 통과를 방지 할 수있다. 신호는 IR LED를 사용하여 광 배리어를 통해 전송되고, 광 트랜지스터와 같은 감광성 요소는 광 커플러의 구조의 기초이다. 옵토 커플러는 다양한 모델 및 내부 구성으로 제공됩니다. 가장 일반적인 것 중 하나는 그림과 같이 4 핀 패키지로 된 IR 다이오드와 포토 트랜지스터입니다.
작동 중 특정 매개 변수를 초과해서는 안됩니다. 이 최대 값은 그래프와 함께 사용되어 작동 모드를 올바르게 설계합니다.
입력측에서, 적외선 발광 다이오드는 최대 순방향 전류 및 전압을 가지며,이를 초과하면 발광 소자의 연소를 초래할 것이다. 그러나 너무 작은 신호라도 빛을 발할 수 없으며 체인을 따라 펄스가 더 이상 전송되지 않습니다. 광 커플러의 장점
광 커플러의 단점
광 커플러 사용
갈바닉 절연 및 비접촉식 제어의 요소로서 광 커플러의 다양성, 기타 여러 기능의 다양성 및 독창성은 옵토 커플러의 응용 분야가 컴퓨터 기술, 자동화, 통신 및 무선 장비, 자동화 제어 시스템, 측정 장비, 제어 및 규제 시스템, 의료 전자 기기, 정보를 시각적으로 표시하는 장치. 이 문서에서 다양한 유형의 광 커플러에 대해 자세히 알아보십시오. |
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갈바니 절연 : 원리와 계획
갈바닉 절연-하나의 장치에 존재하고 기술 성능을 향상시키는 다른 회로와 관련하여 전류 회로의 전기 절연 원리. 갈바닉 절연은 다음 문제를 해결하는 데 사용됩니다.
- 신호 체인의 독립 달성 다양한 장치와 장치를 연결하는 동안 사용되며 다른 유형의 장치를 연결하는 동안 발생하는 전류에 대한 전기 신호 회로의 독립성을 보장합니다. 독립적 인 갈바닉 커플 링은 전자기 호환성 문제를 해결하고, 간섭의 영향을 줄이며, 신호 회로의 신호 대 잡음비를 개선하며 진행중인 프로세스의 실제 측정 정확도를 높입니다. 격리 된 입력 및 출력을 통한 갈바닉 절연은 전자기 환경의 복잡한 매개 변수를 가진 다양한 장치와 장치의 호환성에 기여합니다. 다 채널 측정 기기에는 그룹 또는 채널 분리가 있습니다. 격리는 여러 측정 채널에 대해 단일이거나 각 채널에 대해 채널별로 자율적으로 이루어질 수 있습니다.
- 전기 안전에 관한 현재 GOST 52319-2005의 요구 사항 준수. 이 표준은 전기 제어 및 측정 장비의 절연 안정성에 적용됩니다. 전기 절연은 전기 안전을 보장하기위한 일련의 조치 중 하나로 간주되며 다른 보호 방법 (접지, 전압 및 전류 제한 회로, 안전 밸브 등)과 함께 작동해야합니다.
디커플링은 갈바닉 배스, 유도 변압기, 디지털 절연체, 전기 기계식 릴레이 등 다양한 방법과 기술 수단으로 제공 될 수 있습니다.
갈바닉 절연 회로
산업 환경에서의 작동과 관련된 수신 신호의 디지털 처리를위한 복잡한 시스템을 구축하는 동안 갈바닉 절연은 다음 문제를 해결해야합니다.
- 컴퓨터 회로를 중요한 전류 및 전압으로부터 보호하십시오. 작동 조건이 산업 전자파에 노출되어야하고 접지에 어려움이있는 경우에 중요합니다. 이러한 상황은 사람 영향 계수가 큰 차량에서도 발생합니다. 오류는 값 비싼 장비의 완전한 고장을 일으킬 수 있습니다.
- 감전으로부터 사용자를 보호하십시오. 대부분이 문제는 의료 기기와 관련이 있습니다.
- 다양한 간섭의 유해한 영향을 최소화합니다. 도량형 스테이션에서 정밀 시스템을 구축 할 때 정확한 측정을 수행하는 실험실의 중요한 요소입니다.
현재 변압기와 광전자 절연이 널리 사용됩니다.
광 커플러 작동 원리
광 커플러 회로
발광 다이오드는 순방향으로 바이어스되고 포토 트랜지스터로부터 방사선만을 수신한다. 이 방법에 의해, 한편으로는 LED와 연결되고 다른 한편으로는 광 트랜지스터와 연결된 회로의 갈바닉 커플 링이 수행된다. 광전자 장치의 장점은 넓은 범위에서 통신을 전송하는 능력, 고주파 및 작은 선형 치수에서 순수한 신호를 전송하는 능력을 포함합니다.
전기 펄스 멀티 플라이어
필요한 수준의 전기 절연을 제공하고 송신기 방출기, 통신 회선 및 수신 장치로 구성됩니다.
펄스 승수
통신 회선은 필요한 레벨의 신호 분리를 제공해야하며 수신 장치에서 펄스는 사이리스터를 시작하는 데 필요한 값으로 증폭됩니다.
절연을 위해 변압기를 사용하면 하나의 장애가 발생할 경우 순차적 멀티 컴플렉스 채널을 기반으로 구축 된 설치된 시스템의 안정성이 향상됩니다.
멀티 컴플렉스 채널 매개 변수
채널 메시지는 정보, 명령 또는 응답 신호로 구성되며, 주소 중 하나는 비어 있으며 시스템 작업을 수행하는 데 사용됩니다. 변압기를 사용하면 순차적 인 다중 복합 채널을 기반으로 조립 된 시스템 작동의 신뢰성이 향상되고 여러 수신기가 고장난 경우 장치의 작동이 보장됩니다. 신호 레벨에서 다단계 전송 제어를 사용하여 높은 노이즈 내성 표시기가 제공됩니다. 일반 작동 모드에서는 여러 소비자에게 메시지를 보내는 것이 허용되어 시스템의 초기 초기화가 용이합니다.
가장 간단한 전기 장치는 전자기 릴레이입니다. 그러나이 장치를 기반으로 한 갈바닉 절연은 높은 비활성, 상대적으로 큰 크기를 가지고 있으며 소량의 소비자에게만 많은 양의 에너지를 제공 할 수 있습니다. 이러한 단점으로 인해 릴레이가 널리 사용되지 않습니다.
푸시 풀 갈바닉 절연은 완전 부하 모드에서 사용되는 전기 에너지의 양을 크게 줄여 장치의 경제 성능을 향상시킵니다.
푸시 풀 디커플링
전기 절연을 사용하면 안전, 신뢰성 및 작동 안정성이 높은 최신 자동 제어, 진단 및 제어 회로를 만들 수 있습니다.
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갈바니 절연. 옵토 커플러가 아닌 경우 누구입니까?
전자 장치에는 갈바닉 절연과 같은 것이 있습니다. 그것의 고전적인 정의는 전기 접촉없이 전기 회로 사이에서 에너지 또는 신호의 전달이다. 당신이 초보자라면,이 말은 매우 일반적이고 심지어 신비한 것처럼 보일 것입니다. 엔지니어링 경험이 있거나 물리학을 잘 기억한다면 변압기와 광 커플러에 대해 이미 생각했을 것입니다.
고양이 아래의 기사는 디지털 신호의 전기 절연의 다양한 방법에 전념합니다. 우리는 이것이 왜 필요한지와 제조업체가 최신 미세 회로의“내부”절연 장벽을 구현하는 방법을 알려줄 것입니다.
이것은 이미 언급했듯이 디지털 신호의 격리에 중점을 둘 것입니다. 또한 텍스트에서 갈바닉 절연 (galvanic isolation)이란 두 개의 독립적 인 전기 회로 사이에서 정보 신호의 전송을 의미합니다.
왜 필요한가
디지털 신호를 분리하여 해결되는 세 가지 주요 작업이 있습니다.
먼저 고전압으로부터 보호합니다. 실제로, 전기 절연의 제공은 안전 장비가 대부분의 전기 제품에 있어야한다는 요구 사항입니다. 당연히 작은 공급 전압을 갖는 마이크로 컨트롤러가 전력 트랜지스터 또는 기타 고전압 장치에 대한 제어 신호를 설정하도록합니다. 이것은 일반적인 작업 그 이상입니다. 드라이버와 전원 및 전압 측면에서 제어 신호를 증가시키는 드라이버와 제어 장치 사이에 절연이 없으면 마이크로 컨트롤러가 단순히 타 버릴 위험이 있습니다. 또한 I / O 장치는 일반적으로 제어 회로에 연결되므로 "켜기"버튼을 누르면 사람이 쉽게 회로를 닫고 수백 볼트의 충격을받을 수 있으므로 신호를 전기적으로 절연하면 사람과 장비를 보호 할 수 있습니다. 
다른 공급 전압으로 전기 회로를 인터페이스하기 위해 절연 장벽이있는 미세 회로를 사용하는 것도 마찬가지로 인기가 있습니다. 모든 것이 간단합니다. 회로 사이에 "전기 연결"이 없기 때문에 신호는 마이크로 회로의 입력 및 출력에서 \u200b\u200b정보 신호의 논리 레벨이 각각 "입력"및 "출력"회로의 전원 공급 장치에 해당합니다. 
갈바닉 절연은 시스템의 노이즈 내성을 높이기 위해 사용됩니다. 전자 장비의 주요 간섭 원 중 하나는 소위 공통 전선, 종종 장치 본체입니다. 갈바닉 절연없이 정보를 전송할 때, 공통 와이어는 정보 신호를 전송하는 데 필요한 송신기 및 수신기의 총 전위를 제공합니다. 일반적으로 공통 와이어는 전력 극 중 하나의 역할을하므로 다양한 전자 장치를 전력 장치에 연결하면 단기간 임펄스 노이즈가 발생합니다. “전기 연결”을 절연 장벽을 통한 연결로 교체 할 때는 제외됩니다. 
작동 원리
전통적으로 갈바닉 절연은 변압기와 광 커플러의 두 가지 요소로 구성됩니다. 세부 사항을 생략하면 전자가 아날로그 신호에 사용되고 후자가 디지털에 사용됩니다. 우리는 두 번째 경우만을 고려하고 있으므로 광 커플러가 누구인지 독자에게 상기시키는 것이 합리적입니다 전기 접촉없이 신호를 전송하기 위해서는 한 쌍의 발광기 (대부분 LED)와 광 검출기가 사용됩니다. 입력에서의 전기 신호는 "광 펄스"로 변환되고, 광 투과 층을 통과하고, 광 검출기에 의해 수신되고, 전기 신호로 다시 변환된다.
옵토 커플러 절연은 엄청난 인기를 얻었으며 수십 년 동안 디지털 신호를 분리하는 유일한 기술이었습니다. 그러나 반도체 산업의 발전과 모든 것과 모든 것이 통합되면서 다른 최신 기술로 인해 절연 장벽을 구현하는 미세 회로가 등장했습니다. 디지털 아이솔레이터는 하나 이상의 분리 된 채널을 제공하는 미세 회로로, 각 채널은 신호 전송 속도 및 정확도, 노이즈 내성 및 채널당 비용 측면에서 광 커플러를 "성능"합니다.
디지털 절연체의 절연 장벽은 다양한 기술을 사용하여 제조됩니다. 디지털 절 연기 ADUM의 잘 알려진 회사 인 Analog Devices는 펄스 변압기를 장벽으로 사용합니다. 미세 회로 하우징 내부에는 두 개의 결정이 있으며, 폴로 마이드 필름, 펄스 변압기에 별도로 제조됩니다. 크리스탈 트랜스미터는 정보 신호의 전면을 따라 2 개의 짧은 펄스를 생성하고 정보 신호의 감소를 따라 1 개의 펄스를 생성합니다. 펄스 트랜스포머는 역변환이 수행되는 크리스탈 트랜스미터에서 펄스를 수신하기 위해 약간의 지연을 허용합니다.
설명 된 기술은 광 커플러보다 우수한 여러 가지 측면에서 갈바닉 절연을 구현하는 데 성공적으로 사용되지만 짧은 입력 펄스로 작업 할 때 변압기의 노이즈 감도 및 왜곡 위험과 관련된 여러 가지 단점이 있습니다.
커패시터에 절연 장벽이 구현되는 미세 회로에는 훨씬 높은 수준의 노이즈 내성이 제공됩니다. 커패시터를 사용하면 수신기와 송신기 사이의 직류 커플 링이 필요하지 않으며, 신호 회로에서 갈바닉 절연과 동일합니다. 
마지막 문장이 당신을 흥분 시켰다면 .. 커패시터에 갈바니 절연이 없다고 비명을 지르는 불타는 욕망을 느낀다면 나는 이런 스레드를 방문하는 것이 좋습니다. 분노가 진정되면이 모든 분쟁은 2006 년으로 거슬러 올라갑니다. 2007 년과 마찬가지로 우리는 아시다시피 돌아 오지 않을 것입니다. 용량 성 장벽이있는 절연체는 오랫동안 제조, 사용 및 완벽하게 작동했습니다.
용량 성 절연의 장점은 높은 에너지 효율, 작은 크기 및 외부 자기장에 대한 저항입니다. 이를 통해 신뢰성이 높은 저비용 통합 절연체를 만들 수 있습니다. 그들은 Texas Instruments와 Silicon Labs의 두 회사에서 생산합니다. 이 회사들은 채널을 만들기 위해 다양한 기술을 사용하지만 두 경우 모두 이산화 실리콘이 유전체로 사용됩니다. 이 재료는 높은 유전 강도를 가지며 수십 년 동안 미세 회로 제조에 사용되었습니다. 결과적으로 SiO2는 결정에 쉽게 통합되며, 수 마이크로 미터 두께의 유전체 층은 몇 킬로 볼트의 절연 전압을 제공하기에 충분합니다. 커패시터 위치가 있습니다. 크리스탈은 이러한 패드를 통해 연결되므로 정보 신호는 격리 장벽을 통해 수신기에서 송신기로 전달되지만 Texas Instruments와 Silicon Labs는 용량 성 장벽을 크리스탈에 통합하기 위해 매우 유사한 기술을 사용하지만 정보 신호를 전송하기 위해 완전히 다른 원리를 사용합니다.
Texas Instruments의 각 분리 된 채널은 비교적 복잡한 회로입니다.
"하반부"를 고려하십시오. 정보 신호는 RC 회로에 공급되며, 여기에서 짧은 펄스가 에지를 따라 취해 입력 신호의 감쇠가 이루어지며,이 펄스에서 신호가 복원됩니다. 용량 성 장벽을 통과하는이 방법은 느리게 변화하는 (저주파) 신호에는 적합하지 않습니다. 제조업체는 채널을 복제하여이 문제를 해결합니다. 회로의 "하반부"는 고주파수 채널이며 100Kbps 신호용입니다. 100Kbps 미만의 주파수를 가진 신호는 회로의 "상반부"에서 처리됩니다. 입력 신호는 높은 클럭 주파수로 예비 PWM 변조되고, 변조 된 신호는 격리 장벽에 공급되며, 신호는 RC 체인의 펄스에 의해 복원 된 후 복조됩니다. 분리 된 채널의 출력에서의 결정 회로는 신호를 "반"으로 결정하여 마이크로 회로의 출력으로 보내야한다.
Texas Instruments 절 연기 채널 다이어그램에서 볼 수 있듯이 차동 전송은 저주파수 및 고주파수 채널 모두에서 사용됩니다. 나는 독자에게 그 본질을 상기시킨다.
차동 전송은 공통 모드 간섭으로부터 보호하는 간단하고 효과적인 방법입니다. 송신기 측면의 입력 신호는 동일한 방식으로 서로 다른 특성의 공통 모드 간섭의 영향을받는 두 개의 역 신호 V + 및 V-로 "분할"됩니다. 수신기는 신호를 빼고 간섭의 결과로 Vsp는 배제된다.
차동 전송은 Silicon Labs 디지털 절연 기에도 사용됩니다. 이 미세 회로는 더 간단하고 안정적인 구조를 가지고 있습니다. 용량 성 장벽을 통과하기 위해 입력 신호는 고주파 OOK (On-Off Keyring) 변조를 거칩니다. 다시 말해서, 정보 신호의 "단위"는 고주파 신호의 존재에 의해 인코딩되고, "제로"는 고주파 신호의 부재에 의해 인코딩된다. 변조 된 신호는 한 쌍의 커패시터를 통해 왜곡없이 통과하고 송신기 측면에서 복원됩니다.
