一種可降噪的高頻信號線性光耦隔離傳輸電路的製作方法
2023-11-06 23:22:22
一種可降噪的高頻信號線性光耦隔離傳輸電路的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種可降噪的高頻信號線性光耦隔離傳輸電路，包括：運算放大器N1、N2、N3，線性光耦N4、電阻器R1-R5。各組成部分通過PCB印製板導線連接。運算放大器N1、電阻器R1構成線性光耦的負反饋放大電路，運算放大器N2、電阻器R2、電阻器R3和運算放大器N3、電阻器R4、電阻器R5各自組成對偶的電流信號放大電路，將線性光耦內部電流信號放大，分別作為負反饋放大電路的輸入以及線性光耦隔離運輸信號輸出。由於線性光耦內部電流信號量級很小，易受噪聲影響，而經過放大的電流信號可有效減小噪聲影響，提高傳輸信號的抗幹擾性。同時負反饋電路採用電流放大方式，取消電容，可顯著提高線性光耦帶寬，隔離傳輸高頻信號。
【專利說明】一種可降噪的高頻信號線性光耦隔離傳輸電路
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高頻信號線性光耦隔離傳輸電路，特別是一種可降噪的高頻信號 線性光耦隔離傳輸電路。
【背景技術】
[0002] 線性光耦是一種把紅外發光器件和紅外接收器件以及信號處理電路等封裝在同 一管座內的器件，因其良好的性能和抗幹擾能力被廣泛地應用於輸入和輸出信號的電氣隔 離。在電源技術的線性隔離、電量反饋、電流傳感、電量變換等場合更是發展極其迅速。但 是，在利用線性光耦的線性耦合直接對模擬信號進行隔離傳輸時，由於線性光耦內部發光 二極體和光敏三極體的伏安特性，使得線性光耦的"線性區"實際上比較小，尤其是反饋接 法線性光耦帶寬不高，很難應用於高頻模擬信號傳輸。同時導通電流較小，一般最大在μ A 級，很容易受到噪聲幹擾，導致傳輸信號存在失真。
[0003] 典型高精度線性光耦隔離傳輸電路由線性光耦N4、運算放大器N1、電阻器R1和電 容器C1構成，運算放大器N1、電阻器R1和電容器C1構成負反饋放大電路，運算放大器N1 的輸入端連至線性光耦N4中光敏二極體roi的兩端，輸入信號通過電阻器R2連至roi的 陰極；PD2構成隔離轉換電路的輸出部分。其中電容器C1起反饋作用，同時降噪濾波，但是 隨著頻率的提高，阻抗將變小，線性光耦的初級電流增大，增益隨之變大，因而電容的引入 對通道在高頻時的增益有一定影響，減小電容值可以拓展帶寬，但是，會影響運算放大器的 增益，同時噪聲信號也不易被濾除。
【發明內容】
[0004] 本發明公開了一種可降噪的高頻信號線性光耦隔離傳輸電路，解決典型線性光耦 隔離傳輸電路噪聲大，高頻信號傳輸失真的問題。
[0005] -種可降噪的高頻信號線性光耦隔離傳輸電路，包括：運算放大器N1，電阻器R1、 電阻器R2和線性光耦N4,還包括：運算放大器N2、運算放大器N3,電阻器R3、電阻器R4和 電阻器R5,所述線性光耦N4,包括：發光二極體LED、光敏二極體PD1和光敏二極體TO2。
[0006] 輸入信號Vin端與運算放大器N1的反向輸入端相連，運算放大器N1的反向輸入 端分別與電阻器R2的一端和電阻器R3的一端相連；運算放大器N1的正向輸入端接地；電 阻器R1的一端與運算放大器N1的輸出端相連，電阻器R1的另一端與線性光耦Μ的發光 二極體LED的陰極相連；線性光耦Μ的發光二極體LED的陽極接供電電源，光敏二極體H)1 的陰極與電阻器R2另一端相連，同時與運算放大器N2的正向輸入端相連；線性光耦Μ的 光敏二極體PD1的陽極與運算放大器Ν2的反向輸入端相連，同時與運算放大器Ν2的輸出 端和電阻器R3的另一端相連；線性光耦Μ的光敏二極體PD2的陽極與運算放大器Ν3的反 向輸入端相連，同時與運算放大器Ν3的輸出端和電阻器R5的一端相連；線性光f禹Ν4的光 敏二極體PD2的陰極與運算放大器N3的正向輸入端相連，同時與電阻器R4的一端相連；電 阻器R4的另一端和電阻器R5的另一端短接作為輸出Vout。各個元器件通過印製導線連 接。
[0007] 運算放大器N1、電阻器R1構成線性光耦Μ的負反饋放大電路，運算放大器N2、電 阻器R2和電阻器R3構成電流信號放大電路，運算放大器Ν3、電阻器R4和電阻器R5構成 電流信號放大電路，兩個電流信號放大電路互為對偶關係；將線性光耦Ν4內部電流信號放 大，分別作為負反饋放大電路的輸入以及線性光耦Ν4隔離運輸信號輸出。
[0008] 由於線性光耦內部電流信號量級很小，易受噪聲影響，而經過放大的電流信號可 有效減小噪聲影響，提高傳輸信號的抗幹擾性。同時負反饋電路採用電流放大方式，取消電 容，可顯著提高線性光耦帶寬，隔離傳輸高頻信號。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1 一種可降噪的高頻信號線性光耦隔離傳輸電路。
【具體實施方式】
[0010] 一種可降噪的高頻信號線性光耦隔離傳輸電路，包括：運算放大器Ν1，電阻器R1、 電阻器R2和線性光耦M，還包括：運算放大器Ν2、Ν3,電阻器R3、電阻器R4和電阻器R5,其 中，線性光耦M，包括：發光二極體LED、光敏二極體PD1和光敏二極體TO2。
[0011] 輸入信號Vin端與運算放大器N1的反向輸入端相連，運算放大器N1的反向輸入 端分別與電阻器R2的一端和電阻器R3的一端相連；運算放大器N1的正向輸入端接地；電 阻器R1的一端與運算放大器N1的輸出端相連，電阻器R1的另一端與線性光耦Μ的發光 二極體LED的陰極相連；線性光耦Μ的發光二極體LED的陽極接供電電源，光敏二極體H)1 的陰極與電阻器R2另一端相連，同時與運算放大器N2的正向輸入端相連；線性光耦Μ的 光敏二極體PD1的陽極與運算放大器Ν2的反向輸入端相連，同時與運算放大器Ν2的輸出 端和電阻器R3的另一端相連；線性光耦Μ的光敏二極體PD2的陽極與運算放大器Ν3的反 向輸入端相連，同時與運算放大器Ν3的輸出端和電阻器R5的一端相連；線性光f禹Ν4的光 敏二極體PD2的陰極與運算放大器N3的正向輸入端相連，同時與電阻器R4的一端相連；電 阻器R4的另一端和電阻器R5的另一端短接作為輸出Vout。各個元器件通過印製導線連 接。
[0012] 運算放大器N1、電阻器R1構成線性光耦的負反饋放大電路，運算放大器N2、電阻 器R2和電阻器R3構成電流信號放大電路，運算放大器N3、電阻器R4和電阻器R5構成電流 信號放大電路，兩個電流信號放大電路互為對偶關係；將線性光耦內部電流信號放大，分別 作為負反饋放大電路的輸入以及線性光耦隔離運輸信號輸出。由於線性光耦內部電流信號 量級很小，易受噪聲影響，而經過放大的電流信號可有效減小噪聲影響，提高傳輸信號的抗 幹擾性。同時負反饋電路採用電流放大方式，取消電容，可顯著提高線性光耦帶寬，隔離傳 輸高頻信號。
[0013] 本發明可有效解決線性光耦噪聲幹擾影響，並拓展帶寬實現線性光耦高頻應用。
【權利要求】
1. 一種可降噪的高頻信號線性光耦隔離傳輸電路，包括：運算放大器N1，電阻器R1、電 阻器R2和線性光耦N4,其特徵在於還包括：運算放大器N2、運算放大器N3,電阻器R3、電阻 器R4和電阻器R5,所述線性光耦N4,包括：發光二極體LED、光敏二極體PD1和光敏二極體 PD2 ； 輸入信號Vin端與運算放大器N1的反向輸入端相連，運算放大器N1的反向輸入端分 別與電阻器R2的一端和電阻器R3的一端相連；運算放大器N1的正向輸入端接地；電阻器 R1的一端與運算放大器N1的輸出端相連，電阻器R1的另一端與線性光稱N4的發光二極 管LED的陰極相連；線性光耦N4的發光二極體LED的陽極接供電電源，光敏二極體PD1的 陰極與電阻器R2另一端相連，同時與運算放大器N2的正向輸入端相連；線性光耦Μ的光 敏二極體PD1的陽極與運算放大器Ν2的反向輸入端相連，同時與運算放大器Ν2的輸出端 和電阻器R3的另一端相連；線性光耦Μ的光敏二極體PD2的陽極與運算放大器Ν3的反向 輸入端相連，同時與運算放大器Ν3的輸出端和電阻器R5的一端相連；線性光稱Ν4的光敏 二極體PD2的陰極與運算放大器Ν3的正向輸入端相連，同時與電阻器R4的一端相連；電阻 器R4的另一端和電阻器R5的另一端短接作為輸出Vout ;各個元器件通過印製導線連接； 運算放大器N1、電阻器R1構成線性光耦Μ的負反饋放大電路，運算放大器N2、電阻器 R2和電阻器R3構成電流信號放大電路，運算放大器Ν3、電阻器R4和電阻器R5構成電流信 號放大電路，兩個電流信號放大電路互為對偶關係；將線性光耦Ν4內部電流信號放大，分 別作為負反饋放大電路的輸入以及線性光耦Ν4隔離運輸信號輸出。
【文檔編號】H03K19/14GK104124959SQ201410358017
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】楊帆, 李力生 申請人:北京機械設備研究所