O izolare amplificator sau un amplificator de câștig de unitate oferă izolare de la o fracție a circuitului la o altă fracțiune. Deci, puterea nu poate fi extrasă, utilizată și irosită în circuit. Funcția principală a acestui amplificator este de a crește semnalul. Același semnal de intrare de op-amp este transmis exact din op-amp ca semnal de ieșire. Acești amplificatori sunt utilizați pentru a oferi o siguranță electrică, precum și izolarea. Acești amplificatori protejează pacienții împotriva scurgerii de curent. Sparg continuitatea ohmică a semnalului electric între intrare și ieșire și sursa de alimentare izolată poate fi furnizată atât pentru intrare cât și pentru ieșire. Deci, semnalele de nivel scăzut pot fi amplificate.

Ce este un amplificator de izolare?

Un amplificator de izolare poate fi definit ca un amplificator care nu are niciun contact conductiv între secțiunile de intrare și de ieșire. În consecință, acest amplificator oferă izolare ohmică între terminalele i / p & o / p ale amplificatorului. Această izolare trebuie să aibă scurgeri mai mici, precum și o cantitate mare de tensiune de rupere dielectrică. Valorile tipice ale rezistorului și ale condensatorului amplificatorului între terminalele de intrare și ieșire sunt rezistorul ar trebui să aibă 10 Tera Ohmi și condensatorul ar trebui să aibă 10 picofarade.

izolator-amplificator

Acești amplificatori sunt utilizați frecvent atunci când există o diferență extrem de mare de tensiune în modul comun între partea de intrare și ieșire. În acest amplificator, circuitele ohmice nu se află de la masa de intrare la masa de ieșire.

Metode de proiectare a amplificatorului de izolare

Există trei tipuri de metode de proiectare utilizate în amplificatoarele de izolare, care includ următoarele.

Izolarea transformatorului
Izolare optică
Izolarea capacitivă

1). Izolarea transformatorului

Acest tip de izolare folosește două semnale precum PWM sau modulat în frecvență. Pe plan intern, acest amplificator include oscilator, redresor, filtru și transformator de 20 KHz pentru a furniza fiecare etapă izolată.

Redresorul este folosit ca intrare în amplificatorul principal.
Transformatorul leagă alimentarea.
Oscilatorul este folosit ca intrare în amplificatorul opțional secundar.
Un LPF este utilizat pentru îndepărtarea componentelor de altă frecvență.

Avantajele izolării transformatorului includ în principal CMRR, liniaritate și precizie ridicate.

Aplicațiile izolării transformatoarelor includ în principal medicale, nucleare și industriale.

2). Izolare optică

În această izolare, semnalul l poate fi schimbat din semnal biologic în semnal luminos cu LED pentru proces ulterior. În acest sens, circuitul pacientului este un circuit de intrare, în timp ce circuitul de ieșire poate fi format dintr-un fototranzistor. Aceste circuite sunt acționate cu o baterie. Circuitul i / p schimbă semnalul în lumină, precum și circuitul o / p schimbă lumina înapoi în semnal.

Avantajele izolării optice includ în principal

Folosind aceasta putem obține amplitudine și frecvență originală.
Se conectează optic fără a fi nevoie de modulator altfel demodulator.
Îmbunătățește siguranța pacientului.

Aplicațiile izolării transformatoarelor includ în principal controlul proceselor în industrii, achiziția de date, măsurători biomedicale, monitorizarea pacientului, element de interfață, echipamente de testare, controlul SCR , etc.

3). Izolarea capacitivă

Folosește modulația de frecvență și codificarea digitală a tensiunii de intrare.
Tensiunea de intrare poate fi modificată la o sarcină relativă peste condensatorul comutat.
Include circuite precum modulatorul, precum și un demodulator.
Semnalele sunt trimise printr-o barieră capacitivă diferențială.
Pentru ambele părți, sunt furnizate separat.

Avantajele izolării capacitive includ în principal

Această izolare poate fi utilizată pentru a elimina zgomotele de undă
Acestea sunt utilizate pentru sistemele analogice
Include liniaritate și stabilitate la câștig ridicat.
Oferă o imunitate ridicată zgomotelor magnetice
Prin utilizarea acestuia, zgomotul poate fi evitat.

Aplicațiile izolării capacitive includ în principal achiziția de date, elementul de interfață, monitorizarea pacientului, EEG și ECG.

Caracteristici

Principalele caracteristici ale amplificatorului de izolare includ în principal următoarele.

Alimentarea cu tensiune
Alimentare curentă
Temperatura de Operare

Alimentarea cu tensiune a amplificatoarelor se referă în principal la gama sursei de tensiune. Alimentarea curentă este cantitatea de curent care este preluată din sursa alimentare electrică întrucât este aliat unui amplificator. Temperatura de funcționare a unui amplificator este valoarea specială a temperaturii ambiante.

Acești amplificatori folosesc metode diferite pentru a reduce distorsiunea și neliniaritatea semnalului uriaș, cum ar fi utilizarea unui LOC (liniar optocuplator ) pentru a spori liniaritatea amplificatorului pe o gamă exactă a semnalului. Acest LOC include un LED de intrare conectat la 2 fotodioduri. Aceste fotodioduri alimentează circuitele de intrare și ieșire.

Când proiectați acest amplificator este sarcina principală de a reduce derivarea semnalului și un amplificator de izolare se încălzește frecvent pe tot parcursul lucrului, atunci alimentarea cu curent cu circuitul va scădea. Acești amplificatori sunt în mod normal evaluați în funcție de dimensiune, performanță și cost, necesitățile tehnice fiind stabilitatea, liniaritatea și răspunsul de înaltă frecvență al semnalului. Principalele preocupări în timpul proiectării acestui amplificator includ tensiunea de avarie și gestionarea scurgerilor.

Cum se realizează izolarea?

Când impedanța de intrare a unui amplificator operațional este extrem de mare, atunci poate fi cauzată izolarea. Deoarece acest circuit include o impedanță mare de intrare, atunci curentul minut poate fi extras din circuitul amplificatorului. Conform Legea lui Ohm , când rezistența este mare, atunci curentul va fi extras mai puțin din sursa de alimentare.

izolatie-amplificator-circuit -diagrama

Prin urmare, un amplificator operațional nu extrage o cantitate semnificativă de curent de la sursa de alimentare. Deci, în practică, nu există curent care va fi extras, precum și transferat dintr-o porțiune în altă porțiune a circuitului. Prin urmare, acest amplificator funcționează ca un dispozitiv de izolare.

Când impedanța de intrare a unui amplificator operativ este scăzută, atunci acesta atrage o cantitate mare de curent. Legea lui Ohms afirmă că, dacă impedanța de încărcare are o rezistență mai mică, atunci atrage un curent imens de la sursa de alimentare, astfel încât să poată fi cauzate perturbări mari, iar acest lucru este cu totul opus izolării. Aici, amplificatorul de izolare funcționează ca un tampon și nu întăresc semnalele, deși asigură izolarea diviziilor de circuite.

Aplicații amplificator de izolare

Acești amplificatori sunt utilizați în mod normal în aplicații precum condiționarea semnalului. Acest lucru poate utiliza diferite amplificatoare bipolare, CMOS și complementare bipolare, care includ chopper, izolatoare, amplificatoare de instrumentare.

Deoarece mai multe dispozitive funcționează utilizând surse de energie reduse, altfel baterii. Selectarea unui amplificator de izolare pentru diferite aplicații depinde în principal de caracteristicile tensiunii de alimentare a unui amplificator.

Astfel, totul este vorba Amplificatoare de izolare care poate fi folosit pentru a izola semnalele precum intrarea și ieșirea electric cu cuplaje inductive. Aceste amplificatoare protejează componente electrice și electronice de la supratensiuni în diferite aplicații folosind numeroase canale. Iată o întrebare pentru dvs., care este aplicația acestui amplificator în dispozitivele medicale?