[實用新型]基于線性光耦的交流模擬電信號隔離放大電路

無效

• 申請號: 200820218994.4
• 申請日: 2008-11-05
• 公開（公告）號: CN201341115Y
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 韓紅彬;趙殿濱;陳鐵年
• 申請（專利權）人: 中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心
• 主分類號: H03F1/34
• 分類號: H03F1/34
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 李洪福

技術領域

本實用新型涉及信號隔離放大電路，尤其涉及基于線性光耦的交流模擬電信號隔離放大電路。

背景技術

對于交流模擬信號，變壓器隔離是最常見的選擇，隔離放大器作為模擬信號隔離的解決方法，能夠提供從支流到幾K的頻率內提供0.025％的線性度，但此類隔離器件要在內部進行電壓-頻率轉換，對產生的交流信號進行變壓器隔離，然后進行頻率-電壓轉換得到隔離效果。此類隔離放大器內部電路復雜，體積大，成本高，不適合鐵路行業和工業控制領域等大規模應用。針對現在此領域內交流模擬信號的使用越來越多的狀況，提供一種電路簡單、成本低廉、適合大規模引用的模擬信號隔離電路就顯得猶為重要了。

發明內容

本實用新型的目的是設計一種新型的交流模擬信號隔離的解決方案，來彌補現有技術中所存在的電路復雜、體積大、成本高、不適合在鐵路行業和工業控制領域大規模應用的不足。

本實用新型的技術解決方案是這樣實現的：

基于線性光耦的交流模擬電信號隔離放大電路，包括輸入部分，輸入部分由電位器RH1、電阻R1和電阻R2所構成，其特征部分在于還包括信號隔離部分和輸出部分；所述的信號隔離部分由正反饋放大電路、負反饋放大電路、線性光耦U1和線性光耦U2構成，其中線性光耦U1與正反饋放大電路串聯，線性光耦U2與負反饋放大電路串聯，二者分別作為輸入部分的兩條支路；信號輸出部分由低通濾波放大電路構成；交流信號通過電位器RH1、電阻R1和R2，進入正反饋放大電路與負反饋放大電路中，經過放大后的信號進入線性光耦U1和線性光耦U2進行隔離，所得的信號輸入輸出部分的低通濾波放大電路后輸出。所述的低通濾波放大電路由電容C3、電阻R5和運算放大器U41并聯所組成。所述的正反饋放大電路由電容C1、二極管D1和運算放大器U3A組成；負反饋放大電路由電容C2、二極管D2和運算放大器U3B構成。

與現有技術相比較，本實用新型的優點是顯而易見的，它解決了現有技術中的交流模擬電信號隔離放大電路不適合鐵路行業和一般工業控制領域大規模應用的不足，同時提高了信號隔離放大電路的穩定性和線性度。

附圖說明

本實用新型由4幅附圖：

圖1是本實用新型的電路原理圖；

圖2是正反饋放大電路4的電路原理圖；

圖3是負反饋放大電路5的電路原理圖；

圖4是低通濾波放大電路的電路原理圖；

圖中：1、輸入部分，2、信號隔離部分，3、輸出部分，4、正反饋放大電路，5、負反饋放大電路，6、低通濾波放大電路。

具體實施方式

如圖1所示的基于線性光耦的交流模擬電信號隔離放大電路，包括輸入部分1，輸入部分1由電位器RH1、電阻R1和電阻R2所構成，其特征部分在于還包括信號隔離部分2和輸出部分3；所述的信號隔離部分2由正反饋放大電路4、負反饋放大電路5、線性光耦U1和線性光耦U2構成，其中線性光耦U1與正反饋放大電路4串聯，線性光耦U2與負反饋放大電路5串聯，二者分別作為輸入部分1的兩條支路；信號輸出部分3由低通濾波放大電路6構成；交流信號通過電位器RH1、電阻R1和R2，進入正反饋放大電路4與負反饋放大電路5，經過放大后的信號進入線性光耦U1和線性光耦U2進行隔離，所得的信號輸入輸出部分3的低通濾波放大電路6后輸出。如圖2所示的正反饋放大電路4由電容C1、二極管D1和運算放大器U3A組成。如圖3所示的負反饋放大電路5由電容C2、二極管D2和運算放大器U3B構成。如圖4所示的低通濾波放大電路6由電容C3、電阻R5和運算放大器U41并聯所組成。

在具體實施例中，電阻R1和電阻R2分別作正、負反饋放大電路的增益，交流模擬電信號通過電位器RH1，當輸入信號為正時，二極管D2導通，D1截止，運算放大器U3A呈開環狀態，線性光耦U2工作，U1關斷；當輸入信號為負時，二極管D1導通，D2截止，運算放大器U3B呈開環狀態，線性光耦U1工作，U2關斷；在線性光耦U1與線性光耦U2受光后，進入線性光耦的信號進行減少溫漂和提高光耦線性的處理后，反饋到運算放大器上，信號經過運算放大器放大后，進入低通濾波放大電路6，通過濾波對輸入信號中的毛刺信號和噪聲信號進行過濾，之后通過運算放大器U4A把過濾后的電流信號轉變為電壓信號，完成技術要求。