CN201341115Y - 基于线性光耦的交流模拟电信号隔离放大电路 - Google Patents

基于线性光耦的交流模拟电信号隔离放大电路 Download PDF

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韩红彬
赵殿滨
陈铁年
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Abstract

本实用新型涉及一种基于线性光耦的交流模拟电信号隔离放大电路。包括输入部分，输入部分由电位器RH1、电阻R1和电阻R2所构成，其特征部分在于还包括信号隔离部分和输出部分；所述的信号隔离部分由正反馈放大电路、负反馈放大电路、线性光耦U1和线性光耦U2构成，信号输出部分由低通滤波放大电路构成；交流信号通过电位器RH1、电阻R1和R2，进入正反馈放大电路与负反馈放大电路中，经过放大后的信号进入线性光耦U1和线性光耦U2进行隔离，所得的信号输入输出部分的低通滤波放大电路后输出。本实用新型解决了现有技术中的交流模拟电信号隔离放大电路不适合铁路行业和一般工业控制领域大规模应用的不足，同时提高了信号隔离放大电路的稳定性和线性度。

Description

基于线性光耦的交流模拟电信号隔离放大电路
技术领域
本实用新型涉及信号隔离放大电路，尤其涉及基于线性光耦的交流模拟电信号隔离放大电路。
背景技术
对于交流模拟信号，变压器隔离是最常见的选择，隔离放大器作为模拟信号隔离的解决方法，能够提供从支流到几K的频率内提供0.025％的线性度，但此类隔离器件要在内部进行电压-频率转换，对产生的交流信号进行变压器隔离，然后进行频率-电压转换得到隔离效果。此类隔离放大器内部电路复杂，体积大，成本高，不适合铁路行业和工业控制领域等大规模应用。针对现在此领域内交流模拟信号的使用越来越多的状况，提供一种电路简单、成本低廉、适合大规模引用的模拟信号隔离电路就显得犹为重要了。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种新型的交流模拟信号隔离的解决方案，来弥补现有技术中所存在的电路复杂、体积大、成本高、不适合在铁路行业和工业控制领域大规模应用的不足。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的：
基于线性光耦的交流模拟电信号隔离放大电路，包括输入部分，输入部分由电位器RH1、电阻R1和电阻R2所构成，其特征部分在于还包括信号隔离部分和输出部分；所述的信号隔离部分由正反馈放大电路、负反馈放大电路、线性光耦U1和线性光耦U2构成，其中线性光耦U1与正反馈放大电路串联，线性光耦U2与负反馈放大电路串联，二者分别作为输入部分的两条支路；信号输出部分由低通滤波放大电路构成；交流信号通过电位器RH1、电阻R1和R2，进入正反馈放大电路与负反馈放大电路中，经过放大后的信号进入线性光耦U1和线性光耦U2进行隔离，所得的信号输入输出部分的低通滤波放大电路后输出。所述的低通滤波放大电路由电容C3、电阻R5和运算放大器U41并联所组成。所述的正反馈放大电路由电容C1、二极管D1和运算放大器U3A组成；负反馈放大电路由电容C2、二极管D2和运算放大器U3B构成。
与现有技术相比较，本实用新型的优点是显而易见的，它解决了现有技术中的交流模拟电信号隔离放大电路不适合铁路行业和一般工业控制领域大规模应用的不足，同时提高了信号隔离放大电路的稳定性和线性度。
附图说明
本实用新型由4幅附图：
图1是本实用新型的电路原理图；
图2是正反馈放大电路4的电路原理图；
图3是负反馈放大电路5的电路原理图；
图4是低通滤波放大电路的电路原理图；
图中：1、输入部分，2、信号隔离部分，3、输出部分，4、正反馈放大电路，5、负反馈放大电路，6、低通滤波放大电路。
具体实施方式
如图1所示的基于线性光耦的交流模拟电信号隔离放大电路，包括输入部分1，输入部分1由电位器RH1、电阻R1和电阻R2所构成，其特征部分在于还包括信号隔离部分2和输出部分3；所述的信号隔离部分2由正反馈放大电路4、负反馈放大电路5、线性光耦U1和线性光耦U2构成，其中线性光耦U1与正反馈放大电路4串联，线性光耦U2与负反馈放大电路5串联，二者分别作为输入部分1的两条支路；信号输出部分3由低通滤波放大电路6构成；交流信号通过电位器RH1、电阻R1和R2，进入正反馈放大电路4与负反馈放大电路5，经过放大后的信号进入线性光耦U1和线性光耦U2进行隔离，所得的信号输入输出部分3的低通滤波放大电路6后输出。如图2所示的正反馈放大电路4由电容C1、二极管D1和运算放大器U3A组成。如图3所示的负反馈放大电路5由电容C2、二极管D2和运算放大器U3B构成。如图4所示的低通滤波放大电路6由电容C3、电阻R5和运算放大器U41并联所组成。
在具体实施例中，电阻R1和电阻R2分别作正、负反馈放大电路的增益，交流模拟电信号通过电位器RH1，当输入信号为正时，二极管D2导通，D1截止，运算放大器U3A呈开环状态，线性光耦U2工作，U1关断；当输入信号为负时，二极管D1导通，D2截止，运算放大器U3B呈开环状态，线性光耦U1工作，U2关断；在线性光耦U1与线性光耦U2受光后，进入线性光耦的信号进行减少温漂和提高光耦线性的处理后，反馈到运算放大器上，信号经过运算放大器放大后，进入低通滤波放大电路6，通过滤波对输入信号中的毛刺信号和噪声信号进行过滤，之后通过运算放大器U4A把过滤后的电流信号转变为电压信号，完成技术要求。

Claims (3)

1、一种基于线性光耦的交流模拟电信号隔离放大电路，包括输入部分(1)，输入部分(1)由电位器RH1、电阻R1和电阻R2所构成，其特征部分在于还包括信号隔离部分(2)和输出部分(3)；所述的信号隔离部分(2)由正反馈放大电路(4)、负反馈放大电路(5)、线性光耦U1和线性光耦U2构成，其中线性光耦U1与正反馈放大电路(4)串联，线性光耦U2与负反馈放大电路(5)串联，二者分别作为输入部分(1)的两条支路；信号输出部分(3)由低通滤波放大电路(6)构成；交流信号通过电位器RH1、电阻R1和R2，进入正反馈放大电路(4)与负反馈放大电路(5)中，经过放大后的信号进入线性光耦U1和线性光耦U2进行隔离，所得的信号输入输出部分(3)的低通滤波放大电路(6)后输出。
2、根据权利要求1所述的基于线性光耦的交流模拟电信号隔离放大电路，其特征还在于所述的低通滤波放大电路(6)由电容C3、电阻R5和运算放大器U41并联所组成。
3、根据权利要求1所述的基于线性光耦的交流模拟电信号隔离放大电路，其特征还在于所述的的正反馈放大电路(4)由电容C1、二极管D1和运算放大器U3A组成；负反馈放大电路(5)由电容C2、二极管D2和运算放大器U3B构成。
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