Работа на изолационния усилвател и неговите приложения

Работа на изолационния усилвател и неговите приложения

Изолация усилвател или усилвател с единично усилване осигурява изолация от една фракция на веригата към друга фракция. Така че, мощността не може да бъде изтеглена, използвана и загубена във веригата. Основната функция на този усилвател е да увеличи сигнала. Същият входен сигнал на операционния усилвател се предава точно от операционния усилвател като изходен сигнал. Тези усилватели се използват за осигуряване на електрическа безопасност, както и за изолация. Тези усилватели предпазват пациентите от изтичане на ток. Те пробиват омичната непрекъснатост на електрическия сигнал между входа и изхода и може да се осигури изолирано захранване както за входа, така и за изхода. Така че, сигналите на ниско ниво могат да бъдат усилени.



Какво е изолационен усилвател?

Изолационен усилвател може да бъде дефиниран като усилвател, който няма проводящ контакт между входните и изходните секции. Следователно, този усилвател дава омична изолация между i / p & o / p терминалите на усилвателя. Тази изолация трябва да има по-малко течове, както и голямо количество диелектрично пробивно напрежение. Типичните стойности на резистора и кондензатора на усилвателя сред входните и изходните терминали са резистор трябва да има 10 Тера Ома, а кондензаторът да има 10 пикофарада.


изолационен усилвател

изолационен усилвател





Тези усилватели често се използват, когато има изключително голямо различие в напрежението в общия режим между входната и изходната страна. В този усилвател омичната схема не е там от входна земя до изходна земя.

Методи за проектиране на изолационен усилвател

Има три вида методи за проектиране, използвани в изолационни усилватели, които включват следното.



  • Изолация на трансформатор
  • Оптична изолация
  • Капацитивна изолация

1). Изолация на трансформатор

Този тип изолация използва два сигнала като ШИМ или честотно модулирана. Вътрешно този усилвател включва 20 KHz осцилатор, токоизправител, филтър и трансформатор, за да осигури захранване на всеки изолиран етап.


  • Изправителят се използва като вход към основния усилвател.
  • Трансформаторът свързва доставката.
  • Осцилаторът се използва като вход към вторичния операционен усилвател.
  • LPF се използва за отстраняване на компонентите с друга честота.

Предимствата на изолацията на трансформатора включват основно CMRR, линейност и точност.

Приложенията на изолацията на трансформатора включват основно медицински, ядрени и промишлени.

2). Оптична изолация

В тази изолация, l сигналът може да бъде променен от биологичен на светлинен сигнал с LED за по-нататъшен процес. При това веригата на пациента е входна верига, докато изходната верига може да бъде оформена от фототранзистор. Тези вериги се експлоатират с батерия. Веригата i / p променя сигнала в светлината, както и веригата o / p променя светлината обратно към сигнала.

Предимствата на оптичната изолация включват главно

  • С помощта на това можем да получим амплитуда и оригинална честота.
  • Той се свързва оптически, без да е необходим модулатор, иначе демодулатор.
  • Подобрява безопасността на пациента.

Приложенията на изолацията на трансформатора включват основно контрол на процесите в индустриите, събиране на данни, измервания на биомедицински, мониторинг на пациента, интерфейсен елемент, тестово оборудване, контрол на SCR и т.н.

3). Капацитивна изолация

  • Той използва честотна модулация и цифрово кодиране на входното напрежение.
  • Входното напрежение може да бъде променено на относително зареждане през превключения кондензатор.
  • Той включва схеми като модулатор, както и демодулатор.
  • Сигналите се изпращат през диференциална капацитивна бариера.
  • За двете страни са дадени отделно доставени.

Предимствата на капацитивната изолация включват главно

  • Тази изолация може да се използва за премахване на пулсации
  • Те се използват за аналогови системи
  • Той включва линейност и стабилност с висока печалба.
  • Той дава висок имунитет към магнитни шумове
  • Чрез използването на това може да се избегне шум.

Приложенията на капацитивна изолация включват главно събиране на данни, интерфейсен елемент, наблюдение на пациента, ЕЕГ и ЕКГ.

Характеристика

Основните характеристики на изолационния усилвател включват основно следното.

  • Захранващо напрежение
  • Текущо захранване
  • Работна температура

Захранването на напрежението на усилвателите се отнася главно до обхвата на източника на напрежение. Текущото захранване е количеството ток, което се взема от източника на захранване тъй като е свързан с усилвател. Работната температура на усилвателя е конкретната стойност на околната температура.

Тези усилватели използват различни методи за намаляване на изкривяванията и огромна нелинейност на сигнала, като използването на LOC (линеен оптрон ) за подобряване на линейността на усилвателя в точен диапазон на сигнала. Този LOC включва входен светодиод, свързан към 2-фотодиоди. Тези фотодиоди захранват входната и изходната верига.

При проектирането на този усилвател е основната задача да се намали отклонението на сигнала и изолиращият усилвател се загрява често по време на работа, тогава токовото захранване с веригата ще намалее. Тези усилватели обикновено се оценяват по размер, производителност и цена, като техническите нужди са стабилност, линейност и високочестотна характеристика на сигнала. Основните опасения при проектирането на този усилвател включват напрежение в пробив и управление на течове.

Как да постигнем изолация?

Когато входният импеданс на операционния усилвател е изключително висок, тогава може да се предизвика изолацията. Тъй като тази схема включва висок входен импеданс, тогава от усилвателната верига може да се изтече минутен ток. Според Омски закон , когато съпротивлението е високо, токът ще се изтегля по-малко от захранването.

изолация-усилвател-схема -диаграма

изолация-усилвател-схема -диаграма

Следователно операционният усилвател не изтегля значително количество ток от източника на захранване. Така че на практика няма да се изтегля ток, както и да се прехвърля от една част в друга част на веригата. Следователно този усилвател работи като изолиращо устройство.

Когато входният импеданс на операционния усилвател е нисък, той изразходва огромно количество ток. Законът на Ома гласи, че ако импедансът на товара има по-малко съпротивление, тогава той изтегля огромен ток от източника на мощност, така че могат да бъдат причинени големи смущения и това е напълно противоположно на изолацията. Тук изолационният усилвател работи като буфер и те не усилват сигналите, въпреки че осигуряват изолиране на разделенията на веригите.

Изолационни усилватели

Тези усилватели обикновено се използват в приложения като кондициониране на сигнала. Това може да използва различни биполярни, CMOS и допълнителни биполярни усилватели, които включват усилватели на хеликоптер, изолация и инструментариум.

Тъй като няколко устройства работят, като използват източници на ниска мощност, в противен случай батерии. Изборът на изолационен усилвател за различни приложения зависи главно от характеристиките на захранващото напрежение на усилвателя.

По този начин става въпрос за всичко Изолационни усилватели които могат да се използват за изолиране на сигнали като вход и изход електрически с индуктивни съединители. Тези усилватели защитават електрически и електронни компоненти от пренапрежения в различни приложения, използващи множество канали. Ето въпрос към вас, какво е приложението на този усилвател в медицинските изделия?