项目需求：在某个项目中，使用下图所示光耦电路，进行3.3V频率信号PWM_BENG转换成5v的频率信号CTRL_BENG，CTRL_BENG直接送给气泵的速度调节端，气泵的抽气速度是通过调节CTRL_BENG信号的占空比来实现的。
STM32单片机通过调节PWM_BENG信号的占空比，经过光耦转换得到CTRL_BENG信号，从而控制气泵的抽气速度。
TLP521光耦电路
调试记录：
在调试过程中发现，当PWM_BENG信号频率为20KHz时，用示波器测量CTRL_BENG点的波形，发现波形失真严重。如下图所示。
波形已失真
经过查看TLP521 datasheet发现，TLP521的开关响应时间（ton+toff+ts=2+15+25=42us）较大，20khz的频率信号对应的周期值T=(1/20K)=50us，这样TLP521的响应时间太慢了，来不及开关，造成波形失真严重。
TLP521的开关时间参数
从上面可以看出，为了解决波形失真问题，只需要将TLP521光耦更换成开关时间更快的光耦即可！
首先第一个想法，就是直接将TLP521更换成其它光耦，PC817光耦与TLP521可以相互替换，但是仔细研究下图PC817的开关时间参数会发现，在负载电阻RL=1k时，PC817的开关时间tr+tf+ts=20+15+1=36us。可以看出PC817处理20khz信号，仍有可能会失真。
PC817开关时间参数
既然普通的光耦不能满足要求，那么更换成相同封装的高速光耦，应该可以了吧！但是在网上查找高速光耦，大部分都没有4脚直插或贴片封装的，因此如果要更换成其它封装的高速光耦，就只有等到下一版修改图纸和pcb图。
高速光耦没有4脚封装
解决办法
- 第一种解决办法：
仔细查看TLP521 的datasheet，如下图所示开关时间，减小负载电阻RL，可以有效的减小开关时间toff与ton，
TLP521开关时间与负载电阻RL之间的曲线图
第一次将下图所示中R52由4.7k改成1kΩ，同时将信号频率调低成15khz波形，测试观察波形，发现波形仍有失真。第二次直接将R52改成510Ω，信号有小幅度的失真，但是已经能够使得气泵正常运转了。
波形小幅度失真
这样虽然能够勉强驱动气泵，但是减小负载电阻，势必会增加电流，引起更多电能的消耗。所以这种方法，只是暂时在开发阶段使用，下一版PCB需要将TLP521改成高速光耦。
2.第二种解决办法：
将TLP521更换成6N137光耦，查看6N137的手册，此芯片有DIP-8或者SOP-8封装，开关时间都是纳秒级别，手册上直接标注能够处理超高频率的信号，可达10MHz。 本次20khz频率信号，处理起来肯定是没有问题。
只不过，后续还需继续针对6N137修改原理图与pcb。
6N137的特性简介
6N137管脚介绍
6N137开关时间参数
6N137测试电路
PC817光耦的开关/响应时间参数
综上所述，从这个项目中可以看出光耦的选取，一定要结合处理信号的频率来选取。如果不考虑信号频率，一旦待处理信号频率较高，势必会出现信号的失真。
当处理的信号周期快要接近光耦的开关时间时，这个时候我们应该选取开关时间更小的光耦。开关时间纳秒ns级别的光耦，开关速度肯定是要高于微妙us级别的光耦。
做项目的过程中，遇到问题别着急，从源头上找到问题，并想办法解决。
通过文字的方式记录解决问题的思路与方法。
下一次，再做这样的类似设计，就不容易犯同样的错误了。
不管是硬件设计还是软件设计，多分析，多总结，多记录！
来源：头条号 风口上的胖子
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