關(guān)鍵詞：模擬信號:0-10mA/0-20mA/4-20mA/0-5V/0-10V/0-±5V/1-5V等 輸入與輸出之間的隔離及變換。 說明：ISO系列隔離放大器是一種將模擬信號按比例進行隔離和轉(zhuǎn)換的混合集成電路（IC），它分為有源（含輔助電源）型和無源型兩大類。 無源型 IC內(nèi)部包含有電流信號調(diào)制解調(diào)電路、信號耦合隔離變換電路等，很小的輸入等效電阻，使該IC的輸入電壓達到超寬范圍（7.5—32V），以滿足用戶無需外接電源而實現(xiàn)信號遠距離、無失真?zhèn)鬏數(shù)男枰?。?nèi)部的陶瓷基板、印刷電阻工藝及新技術(shù)隔離措施使器件能達到3KVAC絕緣電壓和工業(yè)級寬溫度、潮濕、震動的現(xiàn)場惡劣環(huán)境要求。ISO 4-20mA系列產(chǎn)品使用非常方便無需外接任何元件即可實現(xiàn)4-20mA電流環(huán)隔離或信號一進二出、二進二出等變換功能。 有源型 IC是在同一芯片上集成了一個高隔離的DC/DC電源及高性能線性光電耦合器的混合集成電路。該芯片除了為內(nèi)部放大電路供電外，還可以向外部（信號輸入與輸出端）提供兩組隔離的正、負直流電源和兩組的5VDC穩(wěn)壓基準源，專供外部電路擴展用，如電橋電路、小信號前置放大電路等用戶專用電路。該系列產(chǎn)品具有寬信號帶寬20KHZ，可對0~±10VDC雙向直流信號或0~5VAC的交流信號進行隔離、調(diào)理和變換。該IC體積很小，使用非常方便，只需很少外部元件即可實現(xiàn)模擬信號的（I/I I/V V/I V/V）隔離及變換功能。 本發(fā)明主要應(yīng)用領(lǐng)域： 模擬信號數(shù)據(jù)采集，隔離傳輸及供電，工業(yè)現(xiàn)場信號隔離傳輸及變換，地線干擾抑制，信號遠程無失真?zhèn)鬏敚瑑x器儀表與傳感器信號的隔離變換。電力設(shè)備及醫(yī)療儀器安全隔離柵。 本發(fā)明所包含的產(chǎn)品體系： ISO 4-20mA 系列———兩線無源4-20mA信號隔離調(diào)理IC ISO-Ax-Px-Ox系列———直流電流信號（I/V I/I）隔離放大器IC ISO-Ux-Px-Ox系列———直流電壓信號（V/I V/V）隔離放大器IC ISO1001 /1002 系列———直流雙向或交流信號隔離放大器IC 本發(fā)明的產(chǎn)品特性：  精度等級：0.1級、0.2級、0.5級  全量程范圍內(nèi)極高的線性度(非線性度<0.2%)  國標標準信號: 0-10mA/0-20mA/4-20mA/0-5V/0-10V/0-±5V/1-5V 輸入/輸出。具有低輸入阻抗和輸出高負載能力  信號輸入/輸出/輔助電源之間 3KV 三隔離  單電源供電,可為用戶在信號輸入或輸出端提供隔離電源  低成本,小體積,標準單列SIP12和雙列DIP24腳IC封裝  工業(yè)級工作溫度范圍，符合UL-94標準的阻燃材料真空灌封 一、概述 信號隔離技術(shù)是使模擬信號在發(fā)送時不存在穿越發(fā)送和接收端之間屏障的電流連接。這允許發(fā)送和接收端外的地或基準電平之差值可以高達幾千伏，并且防止了可能損害信號的不同地電位之間的環(huán)路電流。信號地的噪聲可使信號受損。隔離可將信號分離到一個干凈的信號子系統(tǒng)地，使傳感器、儀器儀表或控制系統(tǒng)與電源之間互相隔離，從而保證整個系統(tǒng)裝置的工作安全、可靠及穩(wěn)定。 而在另一種應(yīng)用中，基準電平之間的電連接可隔離產(chǎn)生一個對于操作人員或病人不安全的電流通路。 信號隔離器件依賴于無發(fā)送器和接收器來跨越隔離屏障，這種器件曾用于數(shù)字信號，但線性化問題迫使模擬信號隔離采用變壓器、光電耦合器、電容或光電池等器件來實現(xiàn)。 模擬信號隔離：在很多系統(tǒng)中，模擬信號必須隔離。模擬信號所考慮的電路參量完全不同于數(shù)字信號。 模擬信號通常先要考慮： 精度或線性度、頻率響應(yīng)、噪聲等。 然后是對電源的要求，電源要求高隔離、高精度、低噪聲，特別是對輸入級。也應(yīng)該關(guān)注隔離放大器的基本精度或線性度不能依靠相應(yīng)的應(yīng)用電路來改善，但這些電路可降低噪聲和降低輸入級電源要求。 對于電源噪聲的干擾，可以采用調(diào)制載波使模擬信號跨越這個屏障。如ISO 4-20的兩線無源信號隔離放大器使模擬隔離簡化。輸入信號被占空度調(diào)制并以數(shù)字方式發(fā)送跨過屏障。輸出部分接收被調(diào)制的信號，把它變換回模擬信號并去掉調(diào)制/解調(diào)過程中固有的紋波成分。 對信號隔離的另一問題是隔離放大器輸入級所需的功耗，而隔離放大器的輸入阻抗及自身的等效電阻是問題的關(guān)鍵所在。而輸出級通常以機殼或地為基準，輸入級通常浮動在另一個電位上。因此，輸入級的電源也必須隔離。通常用一個單電源（5V/12V/15V/24V），而不是理想中使用的正、負雙電源。 二、本發(fā)明原理介紹 通過反復(fù)實驗驗證,本發(fā)明達到了預(yù)期的目的。 附圖說明: 具體實施方式： 參考（圖二、ISO系列隔離放大器典型電路圖）。 1、輔助電源部分： 輸入的直流電源Vin經(jīng)過C1濾波后，由C2、R1、Q1、Q2及變壓器初級線圈形成的高頻振蕩電路（振蕩頻率80～120KHZ），經(jīng)B1電磁耦合后可產(chǎn)生兩組隔離變換電壓，其中一組電壓經(jīng)DD1—DD2整流，C6、C7濾波電路后形成一個比較穩(wěn)定的與原電源充分隔離的直流正電源VD1和負電源VS1，用來給輸入放大器運放提供正負雙電源。該電源經(jīng)IC1穩(wěn)壓和電容C8濾波后輸出具有過載和短路保護功能的基準電源VREF1。 同樣原理經(jīng)B1電磁耦合后產(chǎn)生的另一組隔離變換電壓，經(jīng)DD3—DD4整流，C3、C4濾波電路后形成一個比較穩(wěn)定的與原電源充分隔離的直流正電源VD2和負電源VS2，用來給輸出放大器運放提供正負雙電源。該電源經(jīng)IC2穩(wěn)壓和電容C5濾波后輸出具有過載和短路保護功能的基準電源VREF2。 2、信號隔離放大部分： 輸入信號經(jīng)過運算放大器U11以后，進入光電耦合器U12，經(jīng)光電耦合器隔離 變換后輸出。由于信號的輸入、輸出電路是完全隔離的，而輔助電路、放大電路的電源和地線也是隔離的，這樣就實現(xiàn)了信號的輸入端與輸出端、輔助電源3000V三隔離的功能。 3、典型電性能指標： 三、本發(fā)明的典型應(yīng)用技術(shù) 圖三、為ISO 系列隔離放大器典型應(yīng)用接線原理圖，其中輸入和輸出放大器都為跟隨方式。 此時隔離放大器的整體放大倍數(shù)為20倍，R1，R2和W1為調(diào)零電路，R1=5.1K R2=2K W1=2K（多圈電位器）。 輔助電源為 +12VDC R3和W3為增益調(diào)節(jié)電路，R3=39K W3=10K（多圈電位器） 信號輸入放大器設(shè)計： 圖四 為輸入放大器電路， 當輸入放大器輸出（21腳COM端）為0.5V時， 輸出即為5V（13和14腳短接時）。 輸入反相放大電路： 圖五 為輸入反相放大電路接線圖， 其中放大倍數(shù)為：Kin = - R11/R12 R3 = R11//R12 例如：當輸入Vin為0~-100mV，輸出為0~5V時， 可以?。篟11=50K R12=10K R13=8.3K 放大倍數(shù)：Kin=-50/10=-5 輸入同相放大電路： 圖六 為輸入同相放大電路接線圖，其放大倍數(shù)為：Kin=1+R2/R1 信號輸出放大器設(shè)計： ISO1001 為用戶設(shè)計了一個輸出放大器，其原理如圖七 所示，F(xiàn)B為放大器的反相輸入端，當13和14腳短接時，輸出放大倍數(shù)Kout=1+33/10=4.3，由于隔離放大器部分已有2.35倍的放大倍數(shù)，所以，總放大倍數(shù)K=4.3*2.35=10.1。 當輸入放大器的COM端電壓達不到0.5V時，可以通過輸出放大器調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，如圖八 所示，W2可以取1~100K（多圈電位器）。 四、本發(fā)明的典型應(yīng)用實例 應(yīng)用實例1：用隔離放大器直接測量高電壓信號 輸入：0~±100VDC直流電壓信號 輸出：0~±10V DC 隔離信號 取R4=100K R0=390 W1=200（多圈電位器） 取R3=39K W3=10K（多圈電位器）R1=5.1K R2=2K W2=2K（多圈電位器） 當輸入信號較小時可以采用圖六 同相放大電路，使輸入放大器的輸出（即COM端電壓）為0.45~0.48V之間，其余與圖九 相同。 應(yīng)用實例2：測量電橋輸出的差分小信號。接線圖見 圖十 輸入：0~±25mV電橋差分小信號 輸出：0~±10V DC 隔離信號 A1、A2和輸入放大器組成一個數(shù)據(jù)放大器， 取R= 100K RG=5K 則數(shù)據(jù)放大器的放大倍數(shù)為 Kin=100/5=20。 電路其它元件選擇：取 R1=5.1K R2=2K W2=2K（多圈電位器） 取 R3=39K W3=10K（多圈電位器） 四、本發(fā)明的成型產(chǎn)品外形尺寸及引腳描述 DIP 24腳封裝的IC尺寸圖，見圖十一 DIP 24腳封裝的IC引腳定義圖，見圖十二 SIP 12腳封裝的IC尺寸及IC引腳定義圖，見圖十三