Działanie wzmacniacza separacyjnego i jego zastosowania

Działanie wzmacniacza separacyjnego i jego zastosowania

Izolacja wzmacniacz lub wzmacniacz o wzmocnieniu jedności zapewnia izolację z jednej części obwodu do drugiej. Tak więc moc nie może być pobierana, używana ani marnowana w obwodzie. Główną funkcją tego wzmacniacza jest wzmocnienie sygnału. Ten sam sygnał wejściowy wzmacniacz operacyjny jest przekazywany dokładnie ze wzmacniacza operacyjnego jako sygnał wyjściowy. Wzmacniacze te służą do zapewnienia bezpieczeństwa elektrycznego, a także izolacji. Wzmacniacze te chronią pacjentów przed odpływem prądu. Łamią ciągłość omową sygnału elektrycznego między wejściem i wyjściem, a izolowane zasilanie może być zapewnione zarówno dla wejścia, jak i wyjścia. Zatem sygnały niskiego poziomu mogą być wzmacniane.



Co to jest wzmacniacz izolacji?

Wzmacniacz izolacyjny można zdefiniować jako wzmacniacz, który nie ma żadnego styku przewodzącego między sekcjami wejściowymi i wyjściowymi. W konsekwencji wzmacniacz zapewnia izolację omową pomiędzy zaciskami i / p & o / p wzmacniacza. Ta izolacja musi mieć mniejszy upływ, jak również dużą ilość napięcia przebicia dielektryka. Typowe wartości rezystora i kondensatora wzmacniacza wśród zacisków wejściowych i wyjściowych to rezystor powinien mieć 10 teromów, a kondensator powinien mieć 10 pikofaradów.


wzmacniacz izolacyjny

wzmacniacz izolacyjny





Wzmacniacze te są często używane, gdy występuje bardzo duża różnica napięcia w trybie wspólnym między stroną wejściową i wyjściową. W tym wzmacniaczu nie ma obwodów omowych od masy wejściowej do masy wyjściowej.

Metody projektowania wzmacniaczy izolacyjnych

Istnieją trzy rodzaje metod projektowania stosowanych we wzmacniaczach izolacyjnych, które obejmują następujące.



  • Izolacja transformatora
  • Izolacja optyczna
  • Izolacja pojemnościowa

1). Izolacja transformatora

Ten typ izolacji wykorzystuje dwa sygnały, takie jak PWM lub modulowane częstotliwościowo. Wewnętrznie wzmacniacz zawiera oscylator 20 kHz, prostownik, filtr i transformator, aby zapewnić zasilanie dla każdego izolowanego stopnia.


  • Prostownik jest używany jako wejście do głównego wzmacniacza operacyjnego.
  • Transformator łączy zasilanie.
  • Oscylator jest używany jako wejście do wtórnego wzmacniacza operacyjnego.
  • LPF służy do usuwania elementów o innej częstotliwości.

Zalety izolacji transformatora obejmują głównie wysoki współczynnik CMRR, liniowość i dokładność.

Zastosowania izolacji transformatorów obejmują głównie zastosowania medyczne, jądrowe i przemysłowe.

2). Izolacja optyczna

W tej izolacji sygnał l można zmienić z biologicznego na świetlny za pomocą DOPROWADZIŁO do dalszego procesu. W tym przypadku obwód pacjenta jest obwodem wejściowym, podczas gdy obwód wyjściowy może być utworzony przez fototranzystor. Obwody te są zasilane baterią. Obwód i / p zamienia sygnał na światło, a obwód o / p zamienia światło z powrotem na sygnał.

Zalety izolacji optycznej obejmują głównie

  • Dzięki temu możemy uzyskać amplitudę i oryginalną częstotliwość.
  • Łączy się optycznie bez potrzeby stosowania modulatora w przeciwnym razie demodulatora.
  • Poprawia bezpieczeństwo pacjenta.

Zastosowania izolacji transformatorów obejmują głównie sterowanie procesami w przemyśle, akwizycję danych, pomiary biomedyczne, monitorowanie pacjenta, element interfejsu, wyposażenie testowe, sterowanie SCR itp.

3). Izolacja pojemnościowa

  • Wykorzystuje modulację częstotliwości i cyfrowe kodowanie napięcia wejściowego.
  • Napięcie wejściowe można zmienić na względne ładowanie na przełączanym kondensatorze.
  • Obejmuje obwody takie jak modulator, a także demodulator.
  • Sygnały są przesyłane przez różnicową barierę pojemnościową.
  • Dla obu stron podano oddzielne dostawy.

Zalety izolacji pojemnościowej obejmują głównie

  • Ta izolacja może służyć do usuwania szumów
  • Są one używane w systemach analogowych
  • Obejmuje liniowość i stabilność przy wysokim wzmocnieniu.
  • Daje wysoką odporność na zakłócenia magnetyczne
  • Dzięki temu można uniknąć hałasu.

Zastosowania izolacji pojemnościowej obejmują głównie akwizycję danych, element interfejsu, monitorowanie pacjenta, EEG i EKG.

funkcje

Główne cechy wzmacniacza izolacyjnego obejmują głównie następujące.

  • Napięcie zasilające
  • Obecnie zaopatrzenie
  • temperatura robocza

Napięcie zasilania wzmacniaczy dotyczy głównie zakresu źródła napięcia. Pobór prądu to ilość prądu pobierana ze źródła zasilacz ponieważ jest powiązany ze wzmacniaczem. Temperatura pracy wzmacniacza to szczególna wartość temperatury otoczenia.

Wzmacniacze te wykorzystują różne metody redukcji zniekształceń i ogromnej nieliniowości sygnału, jak przy użyciu LOC (linear transoptor ) w celu zwiększenia liniowości wzmacniacza w dokładnym zakresie sygnału. Ten LOC zawiera wejściową diodę LED podłączoną do 2 fotodiod. Te fotodiody zasilają obwody wejściowe i wyjściowe.

Podczas projektowania tego wzmacniacza głównym zadaniem jest zmniejszenie dryftu sygnału, a wzmacniacz izolacyjny nagrzewa się często podczas pracy, wtedy prąd zasilający układ będzie się zmniejszał. Wzmacniacze te są zwykle oceniane na podstawie rozmiaru, wydajności i kosztu, przy czym wymogi techniczne obejmują stabilność, liniowość i odpowiedź wysokiej częstotliwości sygnału. Główne obawy podczas projektowania tego wzmacniacza obejmują napięcie przebicia i zarządzanie upływem.

Jak osiągnąć izolację?

Gdy impedancja wejściowa wzmacniacza operacyjnego jest wyjątkowo wysoka, może to spowodować izolację. Ponieważ obwód ten ma wysoką impedancję wejściową, z obwodu wzmacniacza może być pobierany niewielki prąd. Według Prawo Ohma , gdy rezystancja jest wysoka, prąd będzie mniejszy z zasilacza.

schemat obwodu wzmacniacza izolacji

schemat obwodu wzmacniacza izolacji

Dlatego wzmacniacz operacyjny nie pobiera znacznej ilości prądu ze źródła zasilania. W praktyce więc nie ma prądu, który nie będzie pobierany ani przenoszony z jednej części do drugiej części obwodu. Dlatego ten wzmacniacz działa jako urządzenie izolacyjne.

Kiedy impedancja wejściowa wzmacniacza operacyjnego jest niska, pobiera on ogromną ilość prądu. Prawo Ohma mówi, że jeśli impedancja obciążenia ma mniejszą rezystancję, to pobiera on ogromny prąd przez źródło mocy, co może powodować duże zakłócenia, co jest przeciwieństwem izolacji. Tutaj wzmacniacz separacyjny działa jak bufor i nie wzmacnia sygnałów, chociaż zapewnia izolację podziałów obwodów.

Zastosowania wzmacniacza izolacyjnego

Te wzmacniacze są zwykle używane w zastosowaniach, takich jak kondycjonowanie sygnału. Może to wykorzystywać różne wzmacniacze bipolarne, CMOS i uzupełniające bipolarne, które obejmują przerywacz, izolację, wzmacniacze oprzyrządowania.

Ponieważ kilka urządzeń działa przy użyciu źródeł o niskiej mocy, w przeciwnym razie baterie. Wybór wzmacniacza separacyjnego do różnych zastosowań zależy głównie od charakterystyki napięcia zasilania wzmacniacza.

A więc o to chodzi Wzmacniacze izolacyjne które mogą być używane do izolowania sygnałów, takich jak wejście i wyjście, za pomocą sprzężeń indukcyjnych. Te wzmacniacze chronią komponenty elektryczne i elektroniczne od przepięć w różnych aplikacjach wykorzystujących wiele kanałów. Oto pytanie do Ciebie, jakie jest zastosowanie tego wzmacniacza w urządzeniach medycznych?