电路设计：用于电路布局的模拟隔离技术

本质上，有两种类型的电源可以设计成电路板 - 隔离和非隔离。当我们谈到隔离时，我们通常是指电源输入和输出之间的隔离。一个非隔离的另一方面，电源依赖于集成电路，而集成电路不提供相同级别的保护。

使用隔离电源，用户的安全性是给定的。特别是在医疗领域涉及高电压的设备，您当然希望确保 高压不会射入用户。需要注意这方面 大多数当PCB盒构建组装完成时， 因为制造商负责一切 在其中。

那么隔离模拟信号的一些技术是什么，重要的是它们的相对优点和缺点是什么？本文为您介绍。

隔离变压器

一种常用的方法是隔离变压器。它使用可以转移的线圈 通过磁场的能量。两个线圈彼此电气隔离 其他。但是，与此隔离方法相关的问题如下：

1.电涌能量有可能通过变压器传输。 变压器的大电感意味着它可以抵抗突然的能量尖峰。 但是，电源浪涌将难以抗拒。

2.另一个问题是，当变压器在交流领域运行时，直流 模拟电压无法隔离。

3.此外，由于变压器设计为在特定频率下工作， 它们不适合测量频率未知的信号。

切换到数字信号

与模拟信号不同，数字信号通常易于隔离。因此，它是谨慎地将模拟信号转换为数字脉宽调制信号。 然后使用光隔离器隔离PWM信号。随后，输出的光隔离器被重新转换为模拟信号。最大的优势 这种方法包括它提供电涌保护和 可持续发展教育。但是，需要注意的是，如果使用计数器生成PWM， 模拟信号被量化。简单地说，它意味着隔离的模拟信号 不会忠于原始信号。另外，由于使用的电路 要转换模拟信号不是隔离的，可能会受到ESD和 其他来源。

线性光隔离

该技术涉及在其线性范围内使用光隔离器。缺点与此方法相关联的包括：

1. 光隔离器的线性度范围很窄。

2. 模拟电压必须转换为电流。

3. 光隔离器具有不同的特性，并且可能有不同的行为。自为了解决这个问题，使用了特殊系列的光隔离器，其中包括两个匹配的光隔离器 红外LED可以在运算放大器电路中一起使用，从而使非线性被反馈到放大器中。

隔离放大器

这些是使用上述任何一种方法进行模拟隔离的集成电路。一些隔离放大器使用内部变压器来确保模拟隔离。 这涉及使用电压-频率转换器。这将转换传入的载波的模拟电压。随后载波通过内部变压器，然后将载波重新转换为模拟电压 通过频率电压转换器。

模拟隔离的机械方法

众所周知，机械方法可提供高度的绝缘。然而众所周知，它们很慢，也不太适合高频信号。机械方法的另一个缺点是它们依赖于机械已知会磨损的零件。这种隔离的一个例子是使用电位器。

总结

如上述选项所示，模拟隔离是一个复杂的过程。跟许多应用程序，您可能需要的是保护，而不是隔离。因此需要对于隔离，在进行隔离之前应仔细评估。哪里需要对于隔离的建立，通常即用型解决方案提供易于实施尽管它可以以高价位出现。另一种选择是使用自定义 解决方案，不仅复杂而且非常耗时。