CN102064779A - 信号隔离放大装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号隔离放大装置，该装置包括：供电模块，用于对供电电源进行地隔离，并对供电电源提供的电源电压进行变压处理；滤波保护模块，与所述供电模块相连，用于对变压处理后的电源电压进行限压保护以及滤波处理；信号隔离模块，与所述滤波保护模块相连，用于对所述滤波保护模块处理后的信号进行信号隔离及零点校正；放大模块，与所述信号隔离模块相连，用于对经所述信号隔离模块处理后的信号进行放大处理。本发明的信号隔离放大装置温漂小、零漂小、精度高、且适合半导体单晶硅炉信号采集过程中的高精密信号的隔离放大。

Description

信号隔离放大装置

技术领域

本发明涉及信号隔离放大技术领域，尤其涉及一种适用于半导体单晶硅炉信号采集过程的信号隔离放大装置。

背景技术

目前常用的信号隔离放大器，其原理是采用隔离变压器的方式进行信号地隔离，同时采用普通的运算放大器对采集信号进行放大。这种放大器可以隔离电源中的一些高频扰动信号，但是对于低频信号的隔离效果不好；采用普通的信号隔离芯片，在精度上达不到使用要求，同时信号隔离芯片容易受温度的影响，容易形成温漂；普通运算放大器温漂大、线性度不好、精度差，放大效果达不到实际的使用要求。综上，现有常用的信号隔离放大器在对采集信号要求不高的场合中比较适合。而半导体单晶硅炉中的信号采集容易受其他信号的扰动，普通的信号隔离放大器难以满足半导体单晶硅炉信号采集过程的要求。

针对现有技术以上三点缺点，本发明的目的是设计出一款适合半导体单晶硅炉信号采集过程中的高精密信号隔离放大器，具有温漂小，零漂小、精度高的信号隔离放大器。

发明内容

(一)技术问题

本发明要解决的一个技术问题是：提出一种温漂小、零漂小、精度高、且适合半导体单晶硅炉信号采集过程中的高精密信号的信号隔离放大器。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种信号隔离放大装置，该装置包括：供电模块，用于对供电电源进行地隔离，并对供电电源提供的电源电压进行变压处理；滤波保护模块，与所述供电模块相连，用于对变压处理后的电源电压进行限压保护以及滤波处理；信号隔离模块，与所述滤波保护模块相连，用于对所述滤波保护模块处理后的信号进行信号隔离及零点校正；放大模块，与所述信号隔离模块相连，用于对经所述信号隔离模块处理后的信号进行放大处理。

其中，所述供电模块采用DCP010512DBP电源隔离芯片对供电电源进行地隔离。

其中，所述供电模块与供电电源之间连接有二极管，用于对电源电压进行保护处理。

其中，所述过滤保护模块由二极管以及电解电容并联构成。

其中，所述信号隔离模块采用AD202KY芯片进行信号隔离，通过连接于所述AD202KY芯片及所述信号隔离模块的输入之间的电位器进行零点校正。

其中，所述放大模块采用INA114芯片进行放大处理，通过连接于所述INA114芯片的±RG管脚之间的电位器控制放大倍数。

其中，该装置还包括：后处理模块，与所述放大模块相连，用于对经所述放大模块处理后的信号进行滤波处理并输出。

其中，所述后处理模块由阻容滤波电路构成。

(三)有益效果

本发明的信号隔离放大装置采用了BB公司的DCP010512DBP电源隔离芯片，对供电电源进行地隔离，有效的隔离了供电电源受外界的扰动；同时采用AD202KY信号隔离芯片对采集信号进行隔离，可以有效完整的反映出原有信号的特性；采用BB公司INA114高精密仪表放大器芯片对隔离后的信号进行放大，保证信号的精度及线性度。通过采用以上芯片的组合实现了对供电的隔离，同时实现了对信号地隔离及进行高精密的放大。

附图说明

图1为依照本发明一种实施方式的信号隔离放大装置构成框图；

图2为依照本发明一种实施方式的信号隔离放大装置中供电模块的电路结构示意图；

图3为依照本发明一种实施方式的信号隔离放大装置中滤波模块的电路结构示意图；

图4为依照本发明一种实施方式的信号隔离放大装置中信号隔离模块的电路结构示意图；

图5为依照本发明一种实施方式的信号隔离放大装置中放大模块的电路结构示意图；

图6为依照本发明一种实施方式的信号隔离放大装置中后处理模块的电路结构示意图。

具体实施方式

本发明的信号隔离放大装置，结合附图和实施例详细说明如下。

如图1所示，依照本发明一种实施方式的信号隔离放大装置，包括：供电模块101，用于对供电电源进行地隔离，并对供电电源提供的电源电压进行变压处理；滤波保护模块102，与供电模块101相连，用于对变压处理后的电源电压进行限压保护以及滤波处理；信号隔离模块103，与滤波保护模块102相连，用于对滤波保护模块102处理后的信号进行信号隔离及零点校正；放大模块104，与信号隔离模块103相连，用于对经信号隔离模块103处理后的信号进行放大处理。

如图2所示，为供电模块101的电路结构示意图。其中，采用BB公司的DCP010512DBP芯片对供电电源进行地隔离。在本实施方式中，供电电源为系统提供5V直流电压，在输入端与该芯片之间还连接有二极管IN5819，对5V电源电压进行保护处理，防止在供电电源极性接反的条件下装置电路板的损坏。该5V电压经过DCP010512DBP芯片处理后输出±12V电压。优选地，还可以对5V及12V电压通过电容进行滤波处理。

如图3所示，为滤波保护模块102的电路结构示意图。通过并联链接的二极管D1及D2对供电模块101处理后的信号进行保护处理，优选地，可选择型号为IN4148的二极管，并由同样并联的电解电容C1进行滤波处理，并输入信号隔离模块103。

如图4所示，为隔离模块103的电路结构示意图。其中，采用AD202KY芯片进行信号的隔离，连接于隔离模块103与AD202KY的±Viso管脚之间的电位器R20用于调整零点。

如图5所示，为放大模块104的电路结构示意图。其中，采用IN114芯片进行高精密放大，放大倍数由连接于该芯片的±RG管脚的电位器WR10进行设置，通过改变电位器的值，可以得到不同的放大倍数，其放大倍数为：

$A=1+\frac{50}{R_{\mathrm{WR}10}}.$

此外，本发明的装置还可包括后处理模块105，用于对经放大模块104处理后的信号进行滤波处理。如图6所示，为后处理模块105的电路结构示意图，该模块由阻容滤波电路构成，该阻容滤波电路由电阻R12、R13、以及电解电容C5、C6、C7组成。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种信号隔离放大装置，其特征在于，该装置包括：

供电模块，用于对供电电源进行地隔离，并对供电电源提供的电源电压进行变压处理；

滤波保护模块，与所述供电模块相连，用于对变压处理后的电源电压进行限压保护以及滤波处理；

信号隔离模块，与所述滤波保护模块相连，用于对所述滤波保护模块处理后的信号进行信号隔离及零点校正；

放大模块，与所述信号隔离模块相连，用于对经所述信号隔离模块处理后的信号进行放大处理。

2.如权利要求1所述的信号隔离放大装置，其特征在于，所述供电模块采用DCP010512DBP电源隔离芯片对供电电源进行地隔离。

3.如权利要求1所述的信号隔离放大装置，其特征在于，所述供电模块与供电电源之间连接有二极管，用于对电源电压进行保护处理。

4.如权利要求1所述的信号隔离放大装置，其特征在于，所述过滤保护模块由二极管以及电解电容并联构成。

5.如权利要求1所述的信号隔离放大装置，其特征在于，所述信号隔离模块采用AD202KY芯片进行信号隔离，通过连接于所述AD202KY芯片及所述信号隔离模块的输入之间的电位器进行零点校正。

6.如权利要求1所述的信号隔离放大装置，其特征在于，所述放大模块采用INA114芯片进行放大处理，通过连接于所述INA114芯片的±RG管脚之间的电位器控制放大倍数。

7.如权利要求1所述的信号隔离放大装置，其特征在于，该装置还包括：

后处理模块，与所述放大模块相连，用于对经所述放大模块处理后的信号进行滤波处理并输出。

8.如权利要求7所述的信号隔离放大装置，其特征在于，所述后处理模块由阻容滤波电路构成。

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