Μια απομόνωση ενισχυτής ή ένας ενισχυτής αύξησης μονάδας παρέχει απομόνωση από ένα κλάσμα του κυκλώματος σε ένα άλλο κλάσμα. Έτσι, η ισχύς δεν μπορεί να τραβηχτεί, να χρησιμοποιηθεί και να σπαταληθεί μέσα στο κύκλωμα. Η κύρια λειτουργία αυτού του ενισχυτή είναι η αύξηση του σήματος. Το ίδιο σήμα εισόδου του το op-amp αποστέλλεται ακριβώς από το op-amp ως σήμα εξόδου. Αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούνται για να δώσουν ηλεκτρική ασφάλεια καθώς και απομόνωση. Αυτοί οι ενισχυτές προστατεύουν τους ασθενείς από την εκροή ρεύματος. Ραγίζουν την ωμική συνέχεια του ηλεκτρικού σήματος μεταξύ εισόδου και εξόδου και μπορεί να παρέχεται μεμονωμένη τροφοδοσία τόσο για την είσοδο όσο και για την έξοδο. Έτσι, τα σήματα χαμηλού επιπέδου μπορούν να ενισχυθούν.

Τι είναι ένας ενισχυτής απομόνωσης;

Ένας ενισχυτής απομόνωσης μπορεί να οριστεί ως, ένας ενισχυτής που δεν έχει αγώγιμη επαφή μεταξύ των τμημάτων εισόδου καθώς και εξόδου. Κατά συνέπεια, αυτός ο ενισχυτής δίνει ωμική απομόνωση μεταξύ των τερματικών i / p & o / p του ενισχυτή. Αυτή η απομόνωση πρέπει να έχει λιγότερη διαρροή καθώς και υψηλή ποσότητα διηλεκτρικής τάσης διακοπής. Οι τυπικές τιμές αντίστασης και πυκνωτή του ενισχυτή μεταξύ των ακροδεκτών εισόδου και εξόδου είναι η αντίσταση πρέπει να έχει 10 Tera Ohms και ο πυκνωτής θα πρέπει να έχει 10 picofarads.

ενισχυτής απομόνωσης

Αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούνται συχνά όταν υπάρχει εξαιρετικά μεγάλη διαφορά τάσης κοινής λειτουργίας μεταξύ της πλευράς εισόδου και εξόδου. Σε αυτόν τον ενισχυτή, το ωμικό κύκλωμα δεν υπάρχει από τη γείωση εισόδου έως τη γείωση εξόδου.

Μέθοδοι σχεδιασμού ενισχυτή απομόνωσης

Υπάρχουν τρεις τύποι μεθόδων σχεδιασμού που χρησιμοποιούνται σε ενισχυτές απομόνωσης που περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

Απομόνωση μετασχηματιστή
Οπτική απομόνωση
Χωρητική απομόνωση

1). Απομόνωση μετασχηματιστή

Αυτός ο τύπος απομόνωσης χρησιμοποιεί δύο σήματα όπως PWM ή διαμορφωμένη συχνότητα. Εσωτερικά, αυτός ο ενισχυτής περιλαμβάνει ταλαντωτή 20 KHz, ανορθωτή, φίλτρο και μετασχηματιστή για παροχή σε κάθε απομονωμένο στάδιο.

Ο ανορθωτής χρησιμοποιείται ως είσοδος στο κύριο op-amp.
Ο μετασχηματιστής συνδέει την παροχή.
Ο ταλαντωτής χρησιμοποιείται ως είσοδος στο δευτερεύον op-amp.
Ένα LPF χρησιμοποιείται για την αφαίρεση των συστατικών άλλων συχνοτήτων.

Τα πλεονεκτήματα της απομόνωσης του μετασχηματιστή περιλαμβάνουν κυρίως υψηλή CMRR, γραμμικότητα και ακρίβεια.

Οι εφαρμογές απομόνωσης μετασχηματιστή περιλαμβάνουν κυρίως ιατρικά, πυρηνικά και βιομηχανικά.

2). Οπτική απομόνωση

Σε αυτήν την απομόνωση, το σήμα l μπορεί να αλλάξει από βιολογικό σε φωτεινό σήμα με LED για περαιτέρω διαδικασία. Σε αυτό, το κύκλωμα ασθενούς είναι κύκλωμα εισόδου ενώ το κύκλωμα εξόδου μπορεί να σχηματιστεί από φωτοτρανζίστορ. Αυτά τα κυκλώματα λειτουργούν με μπαταρία. Το κύκλωμα i / p αλλάζει το σήμα στο φως καθώς και το κύκλωμα o / p αλλάζει το φως πίσω στο σήμα.

Τα πλεονεκτήματα της οπτικής απομόνωσης περιλαμβάνουν κυρίως

Χρησιμοποιώντας αυτό μπορούμε να αποκτήσουμε πλάτος και αρχική συχνότητα.
Συνδέεται οπτικά χωρίς την ανάγκη διαμορφωτή αλλιώς αποδιαμορφωτή.
Βελτιώνει την ασφάλεια του ασθενούς.

Οι εφαρμογές της απομόνωσης του μετασχηματιστή περιλαμβάνουν κυρίως έλεγχο διεργασιών σε βιομηχανίες, απόκτηση δεδομένων, μετρήσεις βιοϊατρικής, παρακολούθηση του ασθενούς, στοιχείο διεπαφής, εξοπλισμός δοκιμής, έλεγχος SCR , και τα λοιπά.

3). Χωρητική απομόνωση

Χρησιμοποιεί διαμόρφωση συχνότητας και ψηφιακή κωδικοποίηση τάσης εισόδου.
Η τάση εισόδου μπορεί να αλλάξει σε σχετική φόρτιση πάνω από τον μεταγωγέα πυκνωτή.
Περιλαμβάνει κυκλώματα όπως διαμορφωτή καθώς και αποδιαμορφωτή.
Τα σήματα αποστέλλονται σε ένα διαφορικό χωρητικό φράγμα.
Και για τις δύο πλευρές, παρέχονται ξεχωριστά παρεχόμενα.

Τα πλεονεκτήματα της χωρητικής απομόνωσης περιλαμβάνουν κυρίως

Αυτή η απομόνωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απομάκρυνση των κυματισμών
Αυτά χρησιμοποιούνται για αναλογικά συστήματα
Περιλαμβάνει γραμμικότητα και σταθερότητα υψηλού κέρδους.
Δίνει υψηλή ανοσία στους μαγνητικούς θορύβους
Χρησιμοποιώντας αυτό, μπορεί να αποφευχθεί ο θόρυβος.

Οι εφαρμογές χωρητικής απομόνωσης περιλαμβάνουν κυρίως την απόκτηση δεδομένων, το στοιχείο διεπαφής, την παρακολούθηση του ασθενούς, το EEG και το ΗΚΓ.

Χαρακτηριστικά

Τα κύρια χαρακτηριστικά του ενισχυτή απομόνωσης περιλαμβάνουν κυρίως τα ακόλουθα.

Παροχή τάσης
Τρέχουσα προσφορά
Θερμοκρασία λειτουργίας

Η παροχή τάσης των ενισχυτών αναφέρεται κυρίως στο εύρος της πηγής τάσης. Η τρέχουσα προσφορά είναι το ποσό του ρεύματος που λαμβάνεται από την πηγή του παροχή ηλεκτρικού ρεύματος καθώς συνδέεται με έναν ενισχυτή. Η θερμοκρασία λειτουργίας ενός ενισχυτή είναι η ιδιαίτερη τιμή της θερμοκρασίας περιβάλλοντος.

Αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούν διαφορετικές μεθόδους για τη μείωση της παραμόρφωσης και της τεράστιας μη γραμμικότητας σήματος όπως η χρήση LOC (γραμμική οπτοσυζεύκτης ) για την ενίσχυση της γραμμικότητας του ενισχυτή σε ένα ακριβές εύρος του σήματος. Αυτό το LOC περιλαμβάνει ένα LED εισόδου συνδεδεμένο σε 2 φωτοδιόδους. Αυτές οι φωτοδίοδοι τροφοδοτούν το κύκλωμα εισόδου και εξόδου.

Κατά το σχεδιασμό αυτού του ενισχυτή είναι το κύριο καθήκον να μειωθεί η μετατόπιση σήματος και ένας ενισχυτής απομόνωσης θερμαίνεται συχνά καθ 'όλη τη διάρκεια της εργασίας, τότε η τρέχουσα παροχή με το κύκλωμα θα μειωθεί. Αυτοί οι ενισχυτές αξιολογούνται κανονικά από το μέγεθος, την απόδοση και το κόστος με τις τεχνικές ανάγκες να είναι σταθερότητα, γραμμικότητα και απόκριση υψηλής συχνότητας του σήματος. Οι κύριες ανησυχίες κατά το σχεδιασμό αυτού του ενισχυτή περιλαμβάνουν τάση διακοπής και διαχείριση διαρροών.

Πώς να επιτύχετε την απομόνωση;

Όταν η αντίσταση εισόδου ενός op-amp είναι εξαιρετικά υψηλή τότε μπορεί να προκληθεί η απομόνωση. Καθώς αυτό το κύκλωμα περιλαμβάνει υψηλή αντίσταση εισόδου, τότε το λεπτό ρεύμα μπορεί να αντληθεί από το κύκλωμα ενισχυτή. Σύμφωνα με Ω νόμος , όταν η αντίσταση είναι υψηλή, τότε το ρεύμα θα αντλείται λιγότερο από την παροχή ρεύματος.

διάγραμμα απομόνωσης-ενισχυτή-κύκλωμα

Επομένως, ένα op-amp δεν αντλεί σημαντική ποσότητα ρεύματος από την πηγή ισχύος. Στην πράξη, δεν υπάρχει ρεύμα που θα τραβηχτεί καθώς θα μεταφερθεί από το ένα τμήμα στο άλλο τμήμα του κυκλώματος. Επομένως, αυτός ο ενισχυτής λειτουργεί ως συσκευή απομόνωσης.

Όταν η αντίσταση εισόδου ενός op-amp είναι χαμηλή, τότε αντλεί ένα τεράστιο ρεύμα. Ο νόμος του Ohms δηλώνει ότι, εάν η αντίσταση φορτίου έχει λιγότερη αντίσταση, τότε αντλεί τεράστιο ρεύμα από την πηγή ισχύος, ώστε να προκληθούν υψηλές διαταραχές, και αυτό είναι εντελώς αντίθετο με την απομόνωση. Εδώ, ο ενισχυτής απομόνωσης λειτουργεί σαν buffer και δεν ενισχύουν τα σήματα, παρόλο που παρέχουν την απομόνωση τμημάτων κυκλωμάτων.

Εφαρμογές ενισχυτή απομόνωσης

Αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούνται συνήθως σε εφαρμογές όπως η ρύθμιση σήματος. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιεί διαφορετικούς διπολικούς, CMOS και συμπληρωματικούς διπολικούς ενισχυτές που περιλαμβάνουν ενισχυτές ψαλιδιού, απομόνωσης, οργάνων.

Καθώς πολλές συσκευές λειτουργούν χρησιμοποιώντας πηγές χαμηλής ισχύος διαφορετικά οι μπαταρίες. Η επιλογή ενός ενισχυτή απομόνωσης για διαφορετικές εφαρμογές εξαρτάται κυρίως από τα χαρακτηριστικά τάσης τροφοδοσίας ενός ενισχυτή.

Επομένως, αυτό είναι όλο Ενισχυτές απομόνωσης τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απομόνωση σημάτων όπως είσοδος και έξοδος ηλεκτρικά με επαγωγικούς συνδέσμους. Αυτοί οι ενισχυτές προστατεύουν το ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά εξαρτήματα από υπερτάσεις σε διαφορετικές εφαρμογές χρησιμοποιώντας πολλά κανάλια. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η εφαρμογή αυτού του ενισχυτή σε ιατρικές συσκευές;