[發(fā)明專利]一種模擬信號光電隔離放大器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510461330.5
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN105141266A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張明;劉佳;潘明俊
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H03F1/42;H03F3/08
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 趙偉

1.一種模擬信號光電隔離放大器，其特征在于，包括隔離輸入單元(11)、光耦隔離單元(12)和隔離輸出單元(13)；

所述隔離輸入單元(11)的第一輸入端作為模擬信號光電隔離放大器的信號輸入接口；第二輸入端連接光耦隔離單元(12)的第一輸出端，接收第二電流信號；所述隔離輸入單元(11)用于將外部輸入的電壓模擬信號變換成第一電流信號，根據(jù)所述第一電流信號獲取驅(qū)動信號；并根據(jù)所述第二電流信號對信號輸入接口進(jìn)行直流誤差補(bǔ)償；

所述光耦隔離單元(12)的第一輸入端連接隔離輸入單元(11)的輸出端；光耦隔離單元(12)用于根據(jù)所述驅(qū)動信號進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換，獲取光信號，再將所述光信號轉(zhuǎn)換成電信號；通過所述電光轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)對隔離輸入單元(11)輸入的電壓模擬信號的隔離；

所述隔離輸出單元(13)的輸入端連接光耦隔離單元(12)的第二輸出端，接收第三電流信號；輸出端作為模擬信號光電隔離放大器的信號輸出接口；隔離輸出單元(13)用于將第三電流信號變換成電壓信號并對電壓信號進(jìn)行放大和濾波。

2.如權(quán)利要求1所述的模擬信號光電隔離放大器，其特征在于，所述隔離輸入單元(11)包括電壓轉(zhuǎn)換電路(111)、LED驅(qū)動電路(112)和反饋電路(113)；

所述電壓轉(zhuǎn)換電路(111)的第一輸入端作為隔離輸入單元(11)的第一輸入端，第二輸入端連接反饋電路(113)的輸出端，電源輸入端作為隔離輸入單元(11)的電源接口；LED驅(qū)動電路(112)的輸入端連接電壓轉(zhuǎn)換電路(111)的輸出端，LED驅(qū)動電路(112)的輸出端作為隔離輸入單元(11)輸出端；反饋電路(113)的輸入端作為隔離輸入單元(11)的第二輸入端；

所述電壓轉(zhuǎn)換電路(111)用于將外部輸入的電壓模擬信號轉(zhuǎn)換為第一電流信號；LED驅(qū)動電路(112)用于根據(jù)所述第一電流信號生成驅(qū)動信號；

所述反饋電路(113)對所述第二電流信號進(jìn)行放大處理，輸出反饋信號，電壓轉(zhuǎn)換電路(111)根據(jù)所述反饋信號對信號輸入接口進(jìn)行直流誤差補(bǔ)償。

3.如權(quán)利要求1或2所述的模擬信號光電隔離放大器，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路(111)包括第一恒流源、第一電阻和第二電阻；

所述第一恒流源正端作為電壓轉(zhuǎn)換電路(111)的電源輸入端；第一電阻的第一端作為電壓轉(zhuǎn)換電路(111)的第一輸入端；第二電阻第一端與第一電阻的第二端連接，其連接端還與第一恒流源的穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)O₁連接，并作為電壓轉(zhuǎn)換電路(111)的輸出端；第二電阻的第二端作為電壓轉(zhuǎn)換電路(111)的第二輸入端。

4.如權(quán)利要求2所述的模擬信號光電隔離放大器，其特征在于，所述LED驅(qū)動電路(112)包括第一運(yùn)算放大器、第四電阻和三極管；第一運(yùn)算放大器的輸入正端接隔離輸入?yún)⒖嫉兀斎胴?fù)端作為LED驅(qū)動電路(112)的輸入端；三極管基極連接第一運(yùn)算放大器的輸出端，發(fā)射極通過第四電阻與電源連接，集電極作為LED驅(qū)動電路(112)的輸出端。

5.如權(quán)利要求2或4所述的模擬信號光電隔離放大器，其特征在于，所述反饋電路(113)包括第二運(yùn)算放大器和第三電阻；第二運(yùn)算放大器的輸入正端連接隔離輸入?yún)⒖嫉兀斎胴?fù)端作為反饋電路(113)的輸入端；第三電阻的第一端連接第二運(yùn)算放大器的輸入負(fù)端；第三電阻的第二端連接第二運(yùn)算放大器的輸出端，其連接端作為反饋電路(113)的輸出端。

6.如權(quán)利要求5所述的模擬信號光電隔離放大器，其特征在于，所述光耦隔離單元(12)由一個光耦模塊構(gòu)成，所述光耦模塊具有6個端口，第一端口接隔離輸入?yún)⒖嫉兀诙丝谧鳛楣怦罡綦x單元(12)的輸入端，第三端口作為光耦隔離單元(12)第一輸出端的負(fù)端，與所述第二運(yùn)算放大器的輸入正端連接；第四端口作為光耦隔離單元(12)第一輸出端的正端，與上述反饋電路(113)里第二運(yùn)算放大器的輸入負(fù)端連接；第五端口作為光耦隔離單元(12)第二輸出端的負(fù)端；第六端口作為光耦隔離單元(12)的第二輸出端的正端；

所述光耦模塊包括兩個光電二極管；第一光電二極管的正端作為光耦模塊的第三端口，負(fù)端作為光耦模塊的第四端口；第二光電二極管的正端作為光耦模塊的第六端口，負(fù)端作為光耦模塊的第五端口；

所述第一光電二極管用于將光信號轉(zhuǎn)為第二電流信號；第二光電二極管用于將所述光信號轉(zhuǎn)為第三電流信號。