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隔离放大器PPT课件


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3、共模抑制比
分两种:1.为输入端到护卫端的共模抑 制比CMRRIN,2.输入端到输出端的共模 抑制比CMRRIO
隔放的共模误差为CMRRIN和CMRRIO所 造成的误差之和。
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4、漏电流
定义为市电加在输出端与系统地 (输出地)之间时,在输入端的 最大电流。(在生物医学、医疗 设备应用时需要注意)
电压也受到电源电压U和电路中其他器件(如运算放大器、 光电耦合器等)的限制。 (3)运算放大器始终加有共模电压,这对运算放大器的共 模抑制比要求高。 (4)运算放大器的反馈是通过光电耦合器实现的。光电耦 合器的信号传递有一定延迟,因此,运算放大器的工作 频率不能太高,若过高会产生自激振荡。 (5)电阻R1和R3的不对称误差和温漂会造成输入输出电压 的跟随误差。 (6)光电耦合器件为电流控制电流器件,其输出级,即光 电二极管可看成受控电流源。因此,理论上说,即使Ul 和U2不相等,两个光电耦合器的输出级电流也不会造成 不对称误差。但实际上,光电二极管的恒流特性并不理 想,这会造成两光电耦合器的输出电流不相等。
2.5隔离放大器
在某些情况下,输入电路与输出电路 之间以及放大电路与电源电路之间不能 有直接的电路连接,信号的耦合以及电 源电能的传递要靠磁路或光路来实现。 放大器内部采取这种隔离措施的就叫隔 离放大器。它不仅具有通用运放的性能, 且输入公共地和输出公共地之间有良好 的绝缘性能
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1、非线性度
定义为实际传输特性与最佳直线的最大 偏差。以满量程输出的百分比表示,一 般为±0.05%。常与输出幅度有关,如有 的隔离放大器输出±5V时,非线性度 ±0.05%,当输出为±10V时,为非线性 度±0.2%
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2、最大安全差动输入
定义为可以跨接在两输入端的最大安全 电压。如隔离放大器的输入端内部有保 护电阻, 则该电压可高达百伏以上,否 则仅为±13V左右。有瞬态高压的信号源 时,该参数很重要。
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+U1
+U2
ISO100 10
2 7 Rf
R1 15
-
+
A
+
i1
i2
-
A
3
+
+
uI
16
8
uo
-
17 IREF1
VD1
LED VD2
IREF2 9
-
12
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-U1
4 -U2
电路正常工作时,uI为单极性负电压,这时由于 VDl的负反馈作用,LED中会有电流流过。原因是: 若LED中无电流流过,即运算放大器输出电压小于
由于光电耦合器件
是半导体器件,所 uI 以存在温漂,且输 入输出之间的电压
-
iA
A
+
或电流的关系为非
线性关系,器件参
数离散性大。因此,R1 用光电耦合器线性 1kO
R2 iB 1kO
隔离传送模拟信号
有一定技巧性。
+u1 iC
+u2 uo R3 1kO iD
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iA iB
iC iD
Байду номын сангаас
909
25
14 3 470*332* 90.9
16
48
10.1
16 7
510Ω
510Ω
37
38 Vo = Vi ·Af
-7.5V 逻辑输入L1
+7.5V -7.5V -7.5V 逻辑输入L2
RB=R-(909+Ron),CD4053的Ron≥100Ω
* 改变增益时,用这些电阻使输入失调减到最小
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-7.5V
+7.5V 47kΩ VCA T1
24kΩ
R
R
+7.5V 6
-7.5V 5 AD202
+7.5V
2
R
R
1
控制电路1
VCB -7.5V T2
24kΩ
+7.5V 控制电路2
RB CD4053
3 909 4
47kΩ
-7.5V
11 12 9
9090
10 13
470*332*
隔离放大器的符号
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隔离放大器的使用场合
信号回路具有很大的共模电压 (数百伏 以至数千伏);
信号回路与测试系统之间不易共地; 强干扰、强辐射; 生物仪器
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隔离放大器的主要技术指标
非线性度 最大安全差动输入 共模抑制比 漏电流 输入噪声 隔离电源
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5、输入噪声
隔离放大器内部噪声折算到输入 端的总噪声
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6、隔离电源
隔离放大器可向外部电路提供的、 与供电电源完全隔离的电源。一 般为正负双电源。
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2.5.1变压器耦合隔离放大器 1.工作原理
隔离放大器由输入放大器、信号耦合器 件、输出放大器以及隔离电源等部分组 合。
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说明
电路中CMOS开关电源、驱动电路电源 都采用浮地式。逻辑控制信号经光电耦 合器加到驱动电路输入端,这样,驱动 电路与模拟开关也被隔离浮空。由于光 电耦合器件和隔离变压器的抗高压性能 都在千伏以上,所以这种电桥测量电路 可以在数百伏高压电位条件下正常工作。
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2.5.2光电耦合隔离放大器
+U1
ISO100 10
+U2
2 7 Rf
R1 15
-
+
A
+
uI
16
i1
i2
-
A
3
+
+
8
uo
-
17 IREF1
VD1
LED VD2
IREF2 9
-
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-U1
4 -U2
它有一个发光二极管LED和两个光电二极管 D1,D2。两个光电二极管与发光二极管紧 紧靠在一起,光匹配性良好,参数对称。 D1的作用是从LED的信号中引入反馈;D2 的作用是将LED的信号进行隔离传送。
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AD202隔离放大器
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输入引出4端
1、3输入端
5、6隔离电源输 出端
输出阻抗较高
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2. 应用实例
在某些电桥测量电路中,为了抑制电桥 的直流共模电压,提高测量精度,往往 需要浮空电源供电。浮空隔离的可程控 增益的放大电路如下图所示。它由测量 电桥、隔离放大器、多路模拟开关和一 些辅助电路构成。
uI
-
iA
+u1
A
iC
+
uI R1
iC
R1 1kO
uo
R3iD
R3 R1
uI
R2 iB 1kO
+u2
uo R3 1kO iD
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实际上这一电路存在以下几方面的问题: (1)输入电压必须是单极性的,即要求uI>0。 (2)输入电压甜I的线性范围小。“I的下限电压应高于双
光耦中两个发光二极管的串 联电压,而这一电压一般在4V左右。另一方面,I的上限
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