單電源隔離放大器的製作方法
2023-04-24 06:36:56 2
專利名稱：單電源隔離放大器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一种放大器，具體的說，涉及了一種單電源隔離放大器。
背景技術：
在數據採集領域，由於有些採集對象處在高壓環境下，為了安全和可靠起見，數據 處理晶片往往要和採集對象進行電隔離；如圖1所示，現有隔離放大器被設計成電隔離形 式的放大器，放大器的B部分與數據處理晶片Ul相連，並用內部電源VCC供電，放大器的A 部分與被測對象JC相連，採用直流隔離電源U2供電。目前，常見的隔離放大器大部分採用上述電路結構，而市場上出現的所謂單電源 隔離放大器，實際上是把直流隔離電源集成進了放大器晶片或模塊內部，在實際使用中，不 難發現由於每個隔離放大器都要一個單獨的直流隔離電源，勢必存在電路結構複雜、可靠 性降低、成本增高的問題；為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種結構簡單、可靠性高、成本低 的單電源隔離放大器。為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案是一種單電源隔離放大器，它包括 光電耦合管T1A、光電耦合管T1B、運算放大器A、直流電源VCC、電阻R1、電阻R2、電阻R3、 電阻R4、電阻R5、可調電阻RW、電容Cl和電容C2 ；其中，所述電阻Rl —端連接所述光電耦 合管TlA的陽極，所述光電耦合管TlA的發射極分別連接所述電阻R3 —端、所述電阻R2 — 端和所述電容Cl 一端，所述電阻R2另一端和所述電容Cl另一端分別接地；所述光電耦合 管TlB的發射極分別連接所述電阻R4 —端、所述電阻R5 —端和所述電容C2 —端，所述電 阻R5另一端和所述電容C2另一端分別接地；所述電阻R3另一端連接所述運算放大器A的 正極，所述電阻R4另一端連接所述運算放大器A的負極，所述運算放大器A的輸出端連接 所述光電耦合管TlB的陽極，所述光電耦合管TlB的陰極連接所述可調電阻RW—端，所述 可調電阻RW另一端接地；所述運算放大器A的電源端、所述光電耦合管TlA的集電極和所 述光電耦合管TlB的集電極分別連接所述直流電源VCC，所述電阻Rl另一端和所述光電耦 合管TlA的陰極作為單電源隔離放大器的輸入端，所述可調電阻RW的可調端作為單電源隔 離放大器的輸出端。基於上述，所述電阻Rl和所述可調電阻RW的阻值相同，所述電阻R2和所述電阻 R5的阻值相同，所述電阻R3和所述電阻R4的阻值相同，所述電容Cl和所述電容C2的電容 值相同，所述光電耦合管TlA與所述光電耦合管TlB相同。本發明相對現有技術具有突出的實質性特點和顯著進步，具體的說，該單電源隔 離放大器只用一個內部電源供電即可，電路結構簡單，工作可靠，造價低，特別適合環境惡 劣的工作場合，如高壓、強幹擾場合。
圖1是現有隔離放大器的電路結構示意圖2是本發明所述單電源隔離放大器的電路結構示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。如圖2所示，一種單電源隔離放大器，它包括光電耦合管T1A、光電耦合管T1B、運 算放大器A、直流電源VCC、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、可調電阻RW、電容Cl 和電容C2 ；其中，所述電阻Rl—端連接所述光電耦合管TlA的陽極，所述光電耦合管TlA的 發射極分別連接所述電阻R3 —端、所述電阻R2 —端和所述電容Cl 一端，所述電阻R2另一 端和所述電容Cl另一端分別接地；所述光電耦合管TlB的發射極分別連接所述電阻R4 — 端、所述電阻R5 —端和所述電容C2 —端，所述電阻R5另一端和所述電容C2另一端分別接 地；所述電阻R3另一端連接所述運算放大器A的正極，所述電阻R4另一端連接所述運算放 大器A的負極，所述運算放大器A的輸出端連接所述光電耦合管TlB的陽極，所述光電耦合 管TlB的陰極連接所述可調電阻RW—端，所述可調電阻RW另一端接地；所述運算放大器A 的電源端、所述光電耦合管TlA的集電極和所述光電耦合管TlB的集電極分別連接所述直 流電源VCC，所述電阻Rl另一端和所述光電耦合管TlA的陰極作為單電源隔離放大器的輸 入端，所述可調電阻RW的可調端作為單電源隔離放大器的輸出端。基於上述，所述電阻Rl和所述可調電阻RW的阻值相同，所述電阻R2和所述電阻 R5的阻值相同，所述電阻R3和所述電阻R4的阻值相同，所述電容Cl和所述電容C2的電容 值相同，所述光電耦合管TlA與所述光電耦合管TlB相同。本發明採用一個單電源運算放大器和一個雙光電耦合管，其工作原理如下當運 算放大器A處於正常工作範圍時，根據運算放大器的特性可知，電阻R3、電阻R4上電流很 小，因此壓降趨於0，且Vl V2;f (V, t)為光電耦合管與輸入電壓V、環境溫度t有關的 一個非線性函數，由此可知=Vl=^f (Vi，t)Vi，V2=K2f (Vo，t)Vo，進而得到VO= ^f (Vi, t) / K2f (Vo，t) *Vi ；當取RW=R1，R5=R2, R4=R3, C1=C2時，由於兩個光電耦合管是用於同 一工藝封裝的在同一個晶片內，即，當外界使用條件相同時，可以近似的認為f (Vi，t) ^ f (Vo，t)，進而得到Vo=K1 / K2*Vi=K*Vi ；進一步說，輸出Vo和輸入Vi可以近似的認為成線 性關係。在電子圍欄、汙水處理終端等多個項目中，其使用測試結果的非線性誤差均小於 1%，這對於絕大多數場合已能滿足要求。最後應當說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡 管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然 可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本發 明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。
權利要求
1.一種單電源隔離放大器，其特徵在於它包括光電耦合管T1A、光電耦合管T1B、運算 放大器A、直流電源VCC、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、可調電阻RW、電容Cl 和電容C2 ；其中，所述電阻Rl—端連接所述光電耦合管TlA的陽極，所述光電耦合管TlA的 發射極分別連接所述電阻R3 —端、所述電阻R2 —端和所述電容Cl 一端，所述電阻R2另一 端和所述電容Cl另一端分別接地；所述光電耦合管TlB的發射極分別連接所述電阻R4 — 端、所述電阻R5 —端和所述電容C2 —端，所述電阻R5另一端和所述電容C2另一端分別接 地；所述電阻R3另一端連接所述運算放大器A的正極，所述電阻R4另一端連接所述運算放 大器A的負極，所述運算放大器A的輸出端連接所述光電耦合管TlB的陽極，所述光電耦合 管TlB的陰極連接所述可調電阻RW —端，所述可調電阻RW另一端接地；所述運算放大器A 的電源端、所述光電耦合管TlA的集電極和所述光電耦合管TlB的集電極分別連接所述直 流電源VCC，所述電阻Rl另一端和所述光電耦合管TlA的陰極作為單電源隔離放大器的輸 入端，所述可調電阻RW的可調端作為單電源隔離放大器的輸出端。
2.根據權利要求1所述的單電源隔離放大器，其特徵在於所述電阻Rl和所述可調電 阻RW的阻值相同，所述電阻R2和所述電阻R5的阻值相同，所述電阻R3和所述電阻R4的 阻值相同，所述電容Cl和所述電容C2的電容值相同，所述光電耦合管TlA與所述光電耦合 管TlB相同。
全文摘要
本發明提供一種單電源隔離放大器，它包括光電耦合管T1A、光電耦合管T1B、運算放大器A、直流電源VCC、5隻電阻、可調電阻RW、電容C1和電容C2；電阻R1一端連接光電耦合管T1A的陽極，光電耦合管T1A的發射極分別通過電阻R2和電容C1接地，光電耦合管T1B的發射極分別通過電阻R5和電容C2接地；光電耦合管T1A的發射極通過電阻R3連接運算放大器A的正極，光電耦合管T1B的發射極通過電阻R4連接運算放大器A的負極，運算放大器A的輸出端連接光電耦合管T1B的陽極，光電耦合管T1B的陰極連接可調電阻RW一端，可調電阻RW另一端接地。該放大器具有結構簡單、可靠性高、成本低的優點。
文檔編號H03F3/68GK102148606SQ201110133450
公開日2011年8月10日 申請日期2011年5月23日 優先權日2011年5月23日
發明者曲保章, 陸杭 申請人:浙江亞衛通科技有限公司