信号调理技术1——.PPT

图5.19为光电隔离放大器基本原理，输入级激励发光管，由光电管将光信号耦合到输出级，实现信号的传输，保证了输入和输出间的电气隔离。其输入、输出级之间不能有电的连接，即前、后级不能共用电源和地线。 图5.19 光电隔离放大器基本原理 采用光电耦合原理的隔离放大器有 BB公司：ISO100、ISO130、3650、3652、 HP公司：HCPL7800/7800A/7800B等。 为简化电路、节省空间、降低成本、提高性能，有一些隔离放大器提供了内置DC/DC变换器，给使用者提供更大的灵活性，如BB公司的 IS0212、ISO213、A D公司的AD202，AD204、AD210、AD215等。 本节介绍BB公司生产的光电隔离放大器3650，其电路原理如图所示 图5.20 光电隔离放大器3650的电路原理图 理想运算放大器A1和光电二极管、发光二极管构成负反馈回路，用于减小非线性和时间温度的不稳定性。 VD1、VD3分别为输入端和输出端的两个性能匹配的光电二极管，它们从发光二极管VD2接收到的光量相等 即 由理想运放特性知 输出回路中，放大器A2与内置电阻 （ ）构成I/V转换电路，有 可见，输出与输入成线性关系。只要VD1、 VD3一致性得到保证，信号的耦合就不会受光电器件的影响。 2、变压器耦合隔离放大器 变压器耦合隔离放大器的输入部分和输出部分采用变压器耦合，信息传送通过磁路实现。典型的隔离放大器原理如图2.21所示 图5.7 隔离放大器原理图 输入级将传感器送来的信号滤波和放大，并调制成交 流信号，通过隔离变压器耦合到输出级；输出级把 交流信号解调成直流信号，再经滤波和放大，输出直流电压。放大器的两个输入端浮空，能够有效地 起测量放大器的作用。 变压器耦合的隔离放大器有BB公司的ISO212、3656，AD公司的AD202、AD204、AD210、AD215等。其中AD202/AD204是一种微型封装的精密隔离放大器，具有精度高、功耗低、共模性能好、体积小和价格低等特点。 AD202功能框图如图2.22所示，芯片由放大器、调制器、解调器、整流和滤波、电源变换器等组成。 图2.22 AD202内部结构图 表5.2 AD202引脚功能 3、电容耦合隔离放大器 采用电容耦合的隔离放大器如BB公司的ISO102、ISO103、ISO106、ISO107、ISO113、ISO120、ISO121、ISO122等。其中，1SO122采用常规的双列式封装，价格便宜、使用方便。主要技术指标如下： ●额定隔离电压≥1500V（交流60Hz连续） ●隔离阻抗 ●输入电压范围±12. 5V ●输入电阻200kΩ ●输出电源范围±12. 5V ISO122的原理框图如图2.23所示。输入和输出电路对称，由基本积分电路（分别由A1、A2组成）、检测放大器、滞回比较器及电流开关K1、K2组成。输入和输出部分通过两个匹配的1pF电容耦合形成模拟信号的电气隔离。 图5.23 ISO122的原理框图 当检测放大器控制开关K1接通时，恒流源电流流入A1反相输入端节点，恒流源电流流出该节点。使 通过150pF积分电容的电流为 当检测放大器A3控制开关K1断开时，电流不流入A1反相输入端节点，只有 电流流出该节点，积分电流为 积分器A1 对 或 电流积分 输出 或 恒流对150pF电容充电所形成的线 性斜坡电压信号，当信号达到滞回比较器的阈值电压时 ，滞回比较器输出 滞回比较器输出翻转，通过两个匹配的1pF电容耦合至检测放大器A3输入端，A3输出控制电流开关K1断（或通），从而将送入积分器A1的电流由 改变为 （或由 改变为 ）。重复上述过程。A1将输出对称的三角波，滞回比较器(振荡频率由内部振荡器控制为500kHz)和检测放大器输出占空比为0.5的对称方波，使电流开关的通、断时间完全相等。 当 时，除去恒流外，还有与 成比例的电流注入积分电容，A1输出波形的上升和下降速率不同，使滞回比较器输出波形的占空比不再为0.5，电流开关的通、断时间相应变化。这时，比较器输出的是占空比与输入信号的大小和极性成比例的脉冲调宽信号，即将输入模拟量调制成脉冲调宽的数字信号。 第五章 信号调理技术 信号调理的目的 传感器 信号放大电路 调制解调电路 滤波电路 信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。 5.1 信号调理的目的　 1.传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。? 2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需