CN206712772U - 一种隔离的低噪声数模转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种隔离的低噪声数模转换电路，包括隔离DC‑DC转换单元、高速数字隔离单元、线性稳压器、数模转换器、信号调理单元；其中，隔离DC‑DC转换单元将外部输入电源和输出电源隔离，输出电源给线性稳压器，线性稳压器输出电源给数模转换器和信号调理单元；高速数字隔离单元将输入数字信号和输出数字信号隔离，输出的数字信号输入到数模转换器，数模转换器转换成模拟信号后输出到信号调理单元，处理后输出最终的模拟信号；通过隔离DC‑DC转换单元和高速数字隔离单元将低噪声数模转换电路的地与外部其他电路的地实现隔离。本实用新型提高了可靠性和安全性，提高了抗工频干扰的能力，保留了原有信号源输出带宽。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数模转换电路，尤其涉及一种隔离的低噪声数模转换电路，属于数模转换技术领域。
背景技术
信号发生器应用于振动控制、电力设备测试等领域时，如图5所示，由信号发生器产生原始信号，经由功率放大器放大后提供给受激励设备，比如振动台、作动器、电力电容器、电力电抗器等。信号发生器的原理一般是处理器将要输出的数字信号给数模转换器，数模转换器将数字信号转换为模拟信号后经由调理电路输出。
在现有的设备中，基本都是整个信号发生器共地，然后给功率放大器提一个共地的单端模拟信号，功率放大器都是几kVA到几百甚至几千kVA的大功率设备，在其工作不稳定时很容易在信号环路上产生瞬间的冲击，这个冲击经由信号发生器向大地释放，瞬间冲击电流非常大，会导致信号发生器、功率放大器的损坏，同时对边上操作人员产生人身安全；另外由于信号发生器和功率放大器共地，存在工频回路，很容易引入工频的环路噪声，这个噪声叠加到系统中后，导致系统工频噪声加大。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提出一种隔离的低噪声数模转换电路，为信号发生器提供一种科学的隔离输出方案，提高其可靠性、安全性及抗干扰性，不影响信号源输出的带宽，提高系统的集成度。
为了解决现有技术的不足，本实用新型提出一种隔离的低噪声数模转换电路，包括隔离DC-DC转换单元、高速数字隔离单元、线性稳压器、数模转换器、信号调理单元；
其中，隔离DC-DC转换单元将外部输入电源和输出电源隔离，输出电源给线性稳压器，线性稳压器输出电源给数模转换器和信号调理单元；
高速数字隔离单元将输入数字信号和输出数字信号隔离，输出的数字信号输入到数模转换器，数模转换器转换成模拟信号后输出到信号调理单元，处理后输出最终的模拟信号；
通过隔离DC-DC转换单元和高速数字隔离单元将低噪声数模转换电路的地与外部其他电路的地实现隔离。
作为一种优选方式，所述隔离DC-DC转换单元采用凌特公司的DC-DC电源芯片配合SUMIDA公司的CEP1110系列变压器，实现输入2.7V～36V到5.5V隔离输出转换。
作为一种优选方式，所述线性稳压器采用凌特公司的LDO芯片，为数模转换器和信号调理单元提供低噪声的电源。
作为一种优选方式，所述数模转换器采用AKM公司的AK4452数模转换芯片，实现数字信号和模拟信号转换。
作为一种优选方式，所述高速数字隔离单元采用TI公司的ISO系列高速数字隔离芯片，实现输入数字信号和输出数字信号隔离。
作为一种优选方式，所述信号调理单元内部连接关系：R1的一端接DAC_OUT+输出端，R1另一端分别接U1输入正端及R2一端，R2另外一端接地，R3一端接DAC_OUT-输出端，R3另一端分别接U1输入负端及R4的一端，R4另一端接U1的输出端OUT。
本实用新型有益效果：
1、本实用新型提高了可靠性和安全性，因为在数模转换器前端的数字信号和为其供电的电源的输入输出做了隔离处理，所以切断了功率放大器工作不稳定时产生的瞬间冲击通过信号发生器放电回路，就不容易损坏信号发生器和功率放大器。
2、本实用新型提高了抗工频干扰的能力，因为在数模转换器前端的数字信号和为其供电的电源的输入输出做了隔离处理，切断了工频噪声串扰环路，就不会受工频噪声干扰。
3、本实用新型保留了原有信号源输出带宽，信号源的输出信号保留了原有信号源的输出带宽。
附图说明
图1是本实用新型系统结构示意图。
图2是本实用新型隔离DC/DC转换器内部连接关系图。
图3是本实用新型线性稳压器内部连接关系图。
图4是本实用新型信号调理单元内部连接关系图。
图5是本实用新型现有技术架构图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作进一步的说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
如图1所示，本实用新型提出一种隔离的低噪声数模转换电路，包括隔离DC-DC转换单元、高速数字隔离单元、线性稳压器、数模转换器、信号调理单元；
本实施例具体实施步骤如下：
隔离DC-DC转换单元将外部输入电源和输出电源隔离，输出电源给线性稳压器，线性稳压器输出电源给数模转换器和信号调理单元；
高速数字隔离单元将输入数字信号和输出数字信号隔离，输出的数字信号输入到数模转换器，数模转换器转换成模拟信号后输出到信号调理单元，处理后输出最终的模拟信号；
通过隔离DC-DC转换单元和高速数字隔离单元将低噪声数模转换电路的地与外部其他电路的地实现隔离。
进一步，所述隔离DC-DC转换单元采用凌特公司的DC-DC电源芯片LT8031配合SUMIDA公司的CEP1110系列变压器，实现输入2.7V～36V到5.5V隔离输出转换。如图2所示，LT8301的VIN引脚输入2.7V～36V电压，C3一端与LT8301的VIN引脚和EN/UVLO引脚相连，C3另一端接地，D1正端分别与LT8301的VIN和T1的1脚相连，负端与D2的负端相连，D2正端分别与LT8301的SW脚、T1的4脚及R7一端相连，R7另一端与LT8301的RFB脚相连，D3正端与T1的8脚相连，D3负端与C4一端相连，C4另一端与T1的5脚相连，LT8301的GND引脚接地。其中C3和C4的容值为10uF，R7为174K欧姆，T1为CEP1110系列中型号为12387-T037的变压器，D1为CENTRAL公司的型号为CMDZ5250B的二极管，D2为CENTRAL公司型号为CMHD4448的二极管，D3为NXP公司型号为PMEG2020EH的二极管。
进一步，所述线性稳压器采用凌特公司的LDO芯片LT1965，为数模转换器和信号调理单元提供低噪声的电源。该芯片要求输入与输出之间压差小，压差为310mV,因而整个LDO转换效率很高，实际电路是5.5V输入，5V输出，效率在90％左右；该芯片输出电压的纹波电压小，纹波在5mV以下。如图3所示，LT1965的IN引脚输入+5.5V电压，C1正端接LT1965的IN引脚，负端与LT1965的GND引脚一起接地，LT1965的OUT引脚分别R5和C2的正端相连，C2的负端接地，LT1965的ADJ引脚分别与R5一端和R6的一端相连，R6的另一端接地。其中C1和C2的容值为10uF,R5为100K欧姆，R6为6.4K欧姆。
进一步，所述数模转换器采用AKM公司的AK4452数模转换芯片，实现数字信号和模拟信号转换，该芯片具有采样率高，最高采样速率可达768KHz、高精度，其精度为32位。
进一步，所述高速数字隔离单元采用TI公司的ISO系列高速数字隔离芯片ISO7240MDW，实现输入数字信号和输出数字信号隔离。该芯片可传递数字信号的频率高达150MHz，可以满足数模转换电路对数字信号带宽的要求，该芯片可以承受的隔离电压高，最高为4000V。
进一步，信号调理单元如图4所示，R1的一端接DAC_OUT+输出端，R1另一端分别接U1输入正端及R2一端，R2另外一端接地，R3一端接DAC_OUT-输出端，R3另一端分别接U1输入负端及R4的一端，R4另一端接U1的输出端OUT。其中，U1为TI公司的OPA132运放，R1和R3为10K欧姆，R2和R4为9.09K欧姆。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种隔离的低噪声数模转换电路，其特征在于：包括隔离DC-DC转换单元、高速数字隔离单元、线性稳压器、数模转换器和信号调理单元；
隔离DC-DC转换单元将外部输入电源和输出电源隔离，输出电源给线性稳压器，线性稳压器输出电源给数模转换器和信号调理单元；
高速数字隔离单元将输入数字信号和输出数字信号隔离，输出的数字信号输入到数模转换器，数模转换器转换成模拟信号后输出到信号调理单元，处理后输出最终的模拟信号；
通过隔离DC-DC转换单元和高速数字隔离单元将低噪声数模转换电路的地与外部其他电路的地实现隔离。
2.根据权利要求1所述的隔离的低噪声数模转换电路，其特征在于，所述隔离DC-DC转换单元采用凌特公司的DC-DC电源芯片配合SUMIDA公司的CEP1110系列变压器，实现输入2.7V～36V到5.5V隔离输出转换。
3.根据权利要求1所述的隔离的低噪声数模转换电路，其特征在于，所述线性稳压器采用凌特公司的LDO芯片，为数模转换器和信号调理单元提供低噪声的电源。
4.根据权利要求1所述的隔离的低噪声数模转换电路，其特征在于，所述数模转换器采用AKM公司的数模转换芯片，实现数字信号和模拟信号转换。
5.根据权利要求1所述的隔离的低噪声数模转换电路，其特征在于，所述高速数字隔离单元采用TI公司的ISO系列高速数字隔离芯片，实现输入数字信号和输出数字信号隔离。
6.根据权利要求1所述的隔离的低噪声数模转换电路，其特征在于，所述信号调理单元内部连接关系：R1的一端接DAC_OUT+输出端，R1另一端分别接U1输入正端及R2一端，R2另外一端接地，R3一端接DAC_OUT-输出端，R3另一端分别接U1输入负端及R4的一端，R4另一端接U1的输出端OUT。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201721136224.0U CN206712772U (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种隔离的低噪声数模转换电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201721136224.0U CN206712772U (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种隔离的低噪声数模转换电路 |
Publications (1)
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| CN206712772U true CN206712772U (zh) | 2017-12-05 |
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ID=60463002
Family Applications (1)
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| CN201721136224.0U Active CN206712772U (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种隔离的低噪声数模转换电路 |
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| CN (1) | CN206712772U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108896815A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-27 | 合容电气股份有限公司 | 一种开启式无线电流互感器转换器及信号转换方法 |
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2017
- 2017-09-06 CN CN201721136224.0U patent/CN206712772U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108896815A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-27 | 合容电气股份有限公司 | 一种开启式无线电流互感器转换器及信号转换方法 |
| CN108896815B (zh) * | 2018-06-29 | 2020-09-08 | 合容电气股份有限公司 | 一种开启式无线电流互感器转换器及信号转换方法 |
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