信号隔离放大器的隔离方式简介
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发布时间：2022-04-23 09:37
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时间：2023-09-26 22:56
隔离是指电气上的隔离,让信号通过其他渠道进行传输,避免电气上的直接相连。隔离放大的基本要求是保证信号不失真,并具有较高的隔离电压和一定的频率范围。常用的隔离方式有变压器耦合、光电耦合和电容耦合。 众所周知,变压器可以通过磁的耦合将信号从初级传递到次级,起到电气隔离的作用。但是变压器只能变换交流信号,不能传递直流信号。如果被放大的是直流信号,将会被变压器阻断,因此隔离放大器的内部必须有一个调制/解调电路,输入的低频信号,即便是直流,首先被调制成一个高频信号,加在变压器的初级,通过磁的耦合将信号传递到次级;在变压器的次级再经过解调电路还原为低频信号。工作电源经过DC—DC变换,分别为输入和输出电路提供电源,使得隔离放大器可以做到输入、输出、电源三端之间完全隔离。
变压器隔耦合的优点是隔离电压很高,单电源供电,三端隔离,多个放大器可以共用一个电源,不必为每一个隔离放大器配备一个单独的电源。缺点是体积大、较重、频带宽度有限。 光电耦合器也称光电隔离器,简称光耦。光电耦合器以光为媒介传输电信号,它对输入、输出电信号有良好的隔离作用。所以,它在各种电路中得到广泛的应用,已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这样就完成了电—光—电的转换,从而达到输入、输出信号隔离的目的。由于光电耦合器输入和输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘性能和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。
光电耦合器的主要优点是:信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。缺点是线性度不好,温度稳定性差。通过反馈控制,光电耦合器在这些方面的性能已经有所改善。 利用电容器的电荷感应现象,同样可以达到传递信号,实现电气隔离的目的。电容耦合的特点是借助于数字调制技术,可以保证有很好的线性度和较宽的带宽。
