Een isolement versterker of een versterker met eenheidsversterking zorgt voor isolatie van de ene fractie van het circuit naar een andere fractie. Het vermogen kan dus niet binnen het circuit worden getrokken, gebruikt en verspild. De belangrijkste functie van deze versterker is om het signaal te versterken. Hetzelfde ingangssignaal van de op-amp wordt precies door de op-amp als uitgangssignaal doorgegeven. Deze versterkers worden gebruikt om een elektrische veiligheidsbatterij en isolatie te geven. Deze versterkers beschermen de patiënten tegen de uitstroom van stroom. Ze kraken de ohmse continuïteit van het elektrische signaal tussen input en output en een geïsoleerde voeding kan worden geleverd voor zowel de input als de output. De signalen op laag niveau kunnen dus worden versterkt.

Wat is een isolatieversterker?

Een isolatieversterker kan worden gedefinieerd als een versterker die geen enkel geleidend contact heeft tussen ingangs- en uitgangssecties. Bijgevolg geeft deze versterker een ohmse isolatie tussen de i / p & o / p-aansluitingen van de versterker. Deze isolatie moet minder lekkage hebben, evenals een grote hoeveelheid diëlektrische doorslagspanning. De typische weerstands- en condensatorwaarden van de versterker onder de ingangs- en uitgangsklemmen zijn dat de weerstand 10 Tera Ohm moet hebben en de condensator 10 picofarad.

isolatie-versterker

Deze versterkers worden vaak gebruikt wanneer er een extreem groot common-mode spanningsverschil is tussen de input- en outputzijde. In deze versterker is de ohmse schakeling niet aanwezig van ingangsmassa naar uitgangsmassa.

Ontwerpmethoden voor isolatieversterkers

Er zijn drie soorten ontwerpmethoden die worden gebruikt in isolatieversterkers, waaronder de volgende.

Transformator-isolatie
Optische isolatie
Capacitieve isolatie

1). Transformator-isolatie

Dit type isolatie maakt gebruik van twee signalen, zoals PWM of frequentiegemoduleerd. Intern bevat deze versterker een oscillator van 20 kHz, gelijkrichter, filter en transformator om elke geïsoleerde trap van stroom te voorzien.

De gelijkrichter wordt gebruikt als ingang voor de hoofd-op-amp.
Transformator verbindt de voeding.
De oscillator wordt gebruikt als invoer voor de secundaire op-amp.
Een LPF wordt gebruikt voor het verwijderen van componenten met een andere frequentie.

De voordelen van transformatorisolatie omvatten voornamelijk hoge CMRR, lineariteit en nauwkeurigheid.

De toepassingen van transformatorisolatie omvatten voornamelijk medische, nucleaire en industriële toepassingen.

2). Optische isolatie

In deze isolatie kan het l-signaal worden veranderd van biologisch naar lichtsignaal met LED voor verder proces. Hierin is het patiëntcircuit een ingangscircuit, terwijl het uitgangscircuit kan worden gevormd door een fototransistor. Deze circuits worden gevoed met een batterij. Het i / p-circuit verandert het signaal in het licht en het o / p-circuit verandert het licht terug naar het signaal.

De voordelen van optische isolatie omvatten voornamelijk

Door dit te gebruiken kunnen we amplitude en originele frequentie verkrijgen.
Het verbindt optisch zonder de noodzaak van een modulator, anders een demodulator.
Het verbetert de veiligheid van de patiënt.

De toepassingen van transformatorisolatie omvatten voornamelijk procescontrole in industrieën, data-acquisitie, biomedische metingen, monitoring van de patiënt, interface-element, testapparatuur, besturing van SCR , enz.

3). Capacitieve isolatie

Het maakt gebruik van frequentiemodulatie en de digitale codering van de ingangsspanning.
De ingangsspanning kan worden gewijzigd in relatieve lading over de geschakelde condensator.
Het bevat circuits zoals een modulator en een demodulator.
De signalen worden over een differentiële capacitieve barrière gestuurd.
Voor beide zijden wordt afzonderlijk geleverd.

De voordelen van capacitieve isolatie omvatten voornamelijk

Deze isolatie kan worden gebruikt om rimpelgeluiden te verwijderen
Deze worden gebruikt voor analoge systemen
Het omvat lineariteit en hoge versterkingsstabiliteit.
Het geeft een hoge immuniteit voor magnetische geluiden
Door dit te gebruiken, kan ruis worden vermeden.

De toepassingen van capacitieve isolatie omvatten voornamelijk data-acquisitie, interface-element, bewaking van de patiënt, EEG en ECG.

Kenmerken

De belangrijkste kenmerken van de isolatieversterker zijn voornamelijk de volgende.

Spanningsvoorziening
Huidige voorraad
Bedrijfstemperatuur

De voedingsspanning van versterkers verwijst voornamelijk naar het bereik van de spanningsbron. De stroomtoevoer is de hoeveelheid stroom die wordt afgenomen van de bron van stroomvoorziening zoals het is gelieerd aan een versterker. De bedrijfstemperatuur van een versterker is de specifieke waarde van de omgevingstemperatuur.

Deze versterkers gebruiken verschillende methoden om vervorming en enorme niet-lineariteit van het signaal te verminderen, zoals het gebruik van een LOC (linear optocoupler ) om de lineariteit van de versterker over een exact bereik van het signaal te verbeteren. Deze LOC bevat een ingangs-LED die is aangesloten op 2 fotodiodes. Deze fotodiodes voeden de input- en outputcircuits.

Bij het ontwerpen van deze versterker is de belangrijkste taak om de signaaldrift te verminderen en een isolatieversterker warmt tijdens het werk regelmatig op, waarna de stroomtoevoer met het circuit zal afnemen. Deze versterkers worden normaal geëvalueerd op grootte, prestatie en kosten, met als technische benodigdheden stabiliteit, lineariteit en hoogfrequente respons van het signaal. De belangrijkste zorgen bij het ontwerpen van deze versterker zijn onder meer doorslagspanning en het beheersen van lekkage.

Hoe isolement bereiken?

Wanneer de ingangsimpedantie van een op-amp extreem hoog is, kan de isolatie worden veroorzaakt. Omdat dit circuit een hoge ingangsimpedantie heeft, kan er een zeer kleine stroom uit het versterkercircuit worden gehaald. Volgens De wet van Ohm , als de weerstand hoog is, zal de stroom minder uit de voeding worden gehaald.

isolatie-versterkerschakeling -diagram

Daarom trekt een op-amp geen significante hoeveelheid stroom van de stroombron. Dus in de praktijk zal er geen stroom worden getrokken en van het ene deel naar het andere deel van het circuit worden overgebracht. Daarom werkt deze versterker als een isolatieapparaat.

Wanneer de ingangsimpedantie van een op-amp laag is, trekt deze een enorme hoeveelheid stroom. De wet van Ohms stelt dat, als de belastingsimpedantie minder weerstand heeft, deze enorme stroom trekt door de krachtbron, zodat hoge storingen kunnen worden veroorzaakt, en dit is precies het tegenovergestelde van isolatie. Hier werkt de isolatieversterker als een buffer en ze versterken de signalen niet, hoewel ze wel dienen om verdelingen van circuits te isoleren.

Toepassingen van isolatieversterkers

Deze versterkers worden normaal gesproken gebruikt in toepassingen zoals signaalconditionering. Dit kan verschillende bipolaire, CMOS en complementaire bipolaire versterkers gebruiken, waaronder chopper-, isolatie- en instrumentatieversterkers.

Omdat verschillende apparaten werken met energiezuinige bronnen, anders batterijen. De keuze van een isolatieversterker voor verschillende toepassingen hangt voornamelijk af van de voedingsspanningskarakteristieken van een versterker.

Dit gaat dus allemaal over Isolatie versterkers die kan worden gebruikt om de signalen zoals input & output elektrisch te isoleren met inductieve koppelingen. Deze versterkers beschermen de elektrische en elektronische componenten van overspanningen in verschillende toepassingen via talrijke kanalen. Hier is een vraag voor u, wat is de toepassing van deze versterker in medische apparatuur?