隔離放大器的主要參數(shù)及工作原理介紹

隔離放大器是一種特殊的測量放大電路，其輸入、輸出和電源電路之間沒有直接電路耦合，即信號在傳輸過程中沒有公共的接地端。輸入電路和放大器輸出之間有歐姆隔離的器件。是在自動化控制系統(tǒng)中對電壓電流、AC交流、4-20mA、0-5V、mV毫伏、PWM脈沖、Hz頻率、Pt100熱電阻、正弦波、方波、電位器、轉(zhuǎn)速等各種信號進(jìn)行變送、轉(zhuǎn)換、隔離、放大、遠(yuǎn)傳的集成電路，可與各種工業(yè)傳感器配合使用，滿足用戶本地監(jiān)視遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的需求。

隔離放大器作用

隔離放大器用于防止數(shù)據(jù)采集器件遭受遠(yuǎn)程傳感器出現(xiàn)的潛在破壞性電壓的影響。這些放大器還用于在多通道應(yīng)用中放大低電平信號。它們也可以消除由接地環(huán)路引起的測量誤差。由于不需要附加的隔離電源，帶有內(nèi)部變壓器的隔離放大器可以降低電路成本。

隔離放大器主要參數(shù)

1、非線性度

定義為實際傳輸特性與jia直線的大偏差。以滿量程輸出的百分比表示，一般為±0.05［%］。常與輸出幅度有關(guān)，如有的隔離放大器輸出±5V時，非線性度±0.05［%］，當(dāng)輸出為±10V時，為非線性度±0.2［%］

2、大安全差動輸入

定義為可以跨接在兩輸入端的大安全電壓。如隔離放大器的輸入端內(nèi)部有保護(hù)電阻， 則該電壓可高達(dá)百伏以上，否則僅為±13V左右。有瞬態(tài)高壓的信號源時，該參數(shù)很重要。

3、共模抑制比

分兩種：1.為輸入端到護(hù)衛(wèi)端的共模抑制比CMRRIN，2.輸入端到輸出端的共模抑制比CMRRIO隔放的共模誤差為CMRRIN和CMRRIO所造成的誤差之和。

4、漏電流

定義為市電加在輸出端與系統(tǒng)地（輸出地）之間時，在輸入端的大電流。（在生物醫(yī)學(xué)、醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用時需要注意）

5、輸入噪聲

隔離放大器內(nèi)部噪聲折算到輸入端的總噪聲

6、隔離電源

隔離放大器可向外部電路提供的、與供電電源*隔離的電源。一般為正負(fù)雙電源。

隔離放大器工作原理

隔離放大器ISO-124P利用占空比調(diào)制/解調(diào)技術(shù)實現(xiàn)信號的隔離。如下圖所示，跨接在2pF（2個1pF）的差分容性隔離柵的信號以數(shù)字化的方式傳送。借助于數(shù)字調(diào)制，隔離柵的特性不會影響信號的質(zhì)量，保證了信號傳輸?shù)目煽啃院皖l率響應(yīng)。

ISO-124P的工作過程：200uA的恒流源經(jīng)過開關(guān)SW的切換，得到電流I1=±100uA。輸入電壓Vin為零時，電流I2=I1=±100uA。積分器A1對電流I2積分，其輸出uo1為對稱三角波，比較器的輸出為對稱方波。當(dāng)輸入電壓Vin不為零時，200kΩ的輸入電阻中有電流，I2≠100uA，積分器A1正反向積分的斜率將發(fā)生改變，uo1為鋸齒波，如上圖中的uo1的波形。經(jīng)過比較器后得到非對稱的方波——占空比調(diào)制。該信號經(jīng)過隔離柵被放大器S2感知，并控制右側(cè)的開關(guān)電流源給積分器A2提供積分電流。輸出級的輸出電壓Vout通過200kΩ電阻里的電流去平衡占空比調(diào)制的電流，使輸出電壓Vout的平均值等于輸入電壓Vin。輸出反饋回路中的采樣保持器可以濾除解調(diào)過程中的紋波。

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