隔離放大器的工作原理及優(yōu)點(diǎn)，隔離放大器電路圖

定義

隔離放大器是一種集成電路，它能在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中對(duì)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(hào)進(jìn)行變送、轉(zhuǎn)換、隔離、放大、遠(yuǎn)傳。它可以與各種工業(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。

工作原理

隔離放大器的工作原理主要包括以下三個(gè)方面：

輸入端隔離：為了防止輸入信號(hào)對(duì)后續(xù)電路產(chǎn)生干擾，隔離放大器通常采用光電耦合器或變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入端與后續(xù)電路的隔離。光電耦合器通過(guò)光電轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的隔離，其內(nèi)部包含一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管。

放大增益：放大增益部分主要是將輸入信號(hào)進(jìn)行放大。放大器一般采用運(yùn)算放大器或差分放大器實(shí)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)放大器的增益系數(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的放大。運(yùn)算放大器是一種高增益、高輸入阻抗、低輸出阻抗的電子器件，其增益可以根據(jù)外部電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

輸出端隔離：輸出端的隔離主要是為了保護(hù)輸出信號(hào)和輸出設(shè)備。輸出端的隔離同樣采用光電耦合器或變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)，與輸入端的隔離原理類似。通過(guò)輸出端的隔離，可以有效地防止輸出信號(hào)對(duì)后續(xù)電路或設(shè)備產(chǎn)生干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

優(yōu)點(diǎn)

隔離放大器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

電氣隔離：避免了輸入和輸出之間的電氣干擾，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

增益可調(diào)：可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)放大器的增益系數(shù)，滿足不同信號(hào)放大的需求。

抗干擾能力強(qiáng)：由于輸入和輸出之間的隔離，隔離放大器對(duì)外部噪聲和干擾具有較強(qiáng)的抵抗能力。

隔離放大器電路圖

該電路前級(jí)為有強(qiáng)負(fù)反饋的共射極電路，后為射極跟隨器，從而使輸入阻抗為|Z1|=3.6兆歐，而輸出電阻僅為|Z2|=250歐。電路的工作頻率為20~20000Hz，在低至2.5V輸出電壓時(shí)畸變因數(shù)也低于0.5%。

應(yīng)用領(lǐng)域

隔離放大器廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、通信、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。在工業(yè)自動(dòng)化中，它可以用于信號(hào)調(diào)理、隔離和放大；在通信領(lǐng)域，它可以用于信號(hào)傳輸和信號(hào)放大；在醫(yī)療設(shè)備中，它可以用于信號(hào)采集和隔離等。

審核編輯：陳陳