En isolation forstærker eller en enhedsforstærker tilvejebringer isolation fra en fraktion af kredsløbet til en anden fraktion. Så strømmen kan ikke trækkes, bruges og spildes inden i kredsløbet. Denne forstærkers hovedfunktion er at øge signalet. Det samme indgangssignal fra op-amp sendes nøjagtigt fra op-amp som et udgangssignal. Disse forstærkere bruges til at give en elektrisk sikkerhedskæmper såvel som isolering. Disse forstærkere beskytter patienterne mod strømmen. De knækker det elektriske signals ohmske kontinuitet blandt input & output, og isoleret strømforsyning kan leveres til både input og output. Så lavsignalerne kan forstærkes.

Hvad er en isolationsforstærker?

En isolationsforstærker kan defineres som en forstærker, der ikke har nogen ledende kontakt mellem input såvel som output sektioner. Derfor giver denne forstærker ohmsk isolering mellem i / p & o / p-terminalerne på forstærkeren. Denne isolation skal have mindre lækage såvel som en høj mængde dielektrisk nedbrydningsspænding. De typiske modstands- og kondensatorværdier for forstærker blandt indgangs- og udgangsterminalerne er, at modstanden skal have 10 Tera Ohm, og kondensatoren skal have 10 picofarader.

isolationsforstærker

Disse forstærkere anvendes ofte, når der er ekstremt enorm common-mode spændingsforskel mellem input & output side. I denne forstærker er det ohmske kredsløb ikke der fra inputjord til outputjord.

Metoder til design af isoleringsforstærker

Der er tre slags designmetoder, der anvendes i isolationsforstærkere, der inkluderer følgende.

Transformer Isolation
Optisk isolering
Kapacitiv isolation

1). Transformer Isolation

Denne type isolering bruger to signaler som PWM eller frekvensmoduleret. Internt inkluderer denne forstærker 20 KHz oscillator, ensretter, filter og transformer for at give forsyning til hvert isolerede trin.

Ensretteren bruges som input til hovedop-forstærkeren.
Transformer forbinder forsyningen.
Oscillatoren bruges som input til den sekundære op-amp.
En LPF bruges til at fjerne komponenter med anden frekvens.

Fordelene ved transformatorisolering inkluderer hovedsageligt høj CMRR, linearitet og nøjagtighed.

Anvendelsen af transformatorisolering omfatter hovedsageligt medicinsk, nuklear og industriel.

2). Optisk isolering

I denne isolation kan l-signalet ændres fra biologisk til lyssignal med LED til yderligere proces. I dette er patientkredsløbet indgangskredsløb, mens udgangskredsløbet kan dannes af en fototransistor. Disse kredsløb betjenes med et batteri. I / p-kredsløbet ændrer signalet til lyset, såvel som o / p-kredsløbet skifter lyset tilbage til signalet.

Fordelene ved optisk isolering inkluderer primært

Ved at bruge dette kan vi opnå amplitude og originalfrekvens.
Det forbinder optisk uden behov for modulator ellers demodulator.
Det forbedrer patientens sikkerhed.

Anvendelsen af transformatorisolering inkluderer hovedsageligt processtyring i industrier, dataopsamling, målinger af biomedicinsk, overvågning af patienten, interface-element, testudstyr, styring af SCR , etc.

3). Kapacitiv isolation

Det bruger frekvensmodulation og indgangsspændingens digitale kodning.
Indgangsspændingen kan ændres til relativ opladning over den tændte kondensator.
Det inkluderer kredsløb som modulator samt en demodulator.
Signalerne sendes over en differentiel kapacitiv barriere.
For begge sider angives separat leveret.

Fordelene ved kapacitiv isolering inkluderer primært

Denne isolation kan bruges til at fjerne krusningslyde
Disse bruges til analoge systemer
Det inkluderer linearitet og stabilitet med høj forstærkning.
Det giver høj immunitet over for magnetiske lyde
Ved at bruge dette kan støj undgås.

Anvendelserne af kapacitiv isolering inkluderer hovedsageligt dataopsamling, interface-element, overvågning af patienten, EEG og EKG.

Funktioner

De vigtigste funktioner i isolationsforstærkeren inkluderer primært følgende.

Spændingsforsyning
Nuværende levering
Driftstemperatur

Spændingsforsyningen til forstærkere refererer hovedsageligt til spændingskildens rækkevidde. Den aktuelle forsyning er den mængde strøm, der hentes fra kilden til Strømforsyning som det er allieret med en forstærker. Driftstemperaturen på en forstærker er den særlige værdi af omgivelsestemperaturen.

Disse forstærkere bruger forskellige metoder til at reducere forvrængning og enorm signal-ikke-linearitet som at bruge en LOC (lineær optokobler ) for at forbedre forstærkerens linearitet over et nøjagtigt signalområde. Denne LOC inkluderer en indgangs-LED tilsluttet 2 fotodioder. Disse fotodioder føder input- og outputkredsløbet.

Når design af denne forstærker er hovedopgaven med at reducere signaldrift, og en isolationsforstærker varmes ofte op under arbejdet, så vil strømforsyningen med kredsløbet falde. Disse forstærkere evalueres normalt efter størrelse, ydeevne og omkostninger, idet de tekniske behov er signalets stabilitet, linearitet og højfrekvensrespons. De største bekymringer under design af denne forstærker inkluderer nedbrydningsspænding og styring af lækage.

Hvordan opnås isolering?

Når indgangsimpedansen til en op-amp er ekstremt høj, kan isolationen forårsages. Da dette kredsløb inkluderer høj indgangsimpedans, kan minutstrøm trækkes fra forstærkerkredsløbet. Ifølge Ohms lov , når modstanden er høj, trækkes strømmen mindre fra strømforsyningen.

isolations-forstærker-kredsløb -diagram

Derfor trækker en op-amp ikke en betydelig mængde strøm fra strømkilden. Så i praksis er der ingen strøm, der vil blive trukket såvel som overført fra en del til en anden del af kredsløbet. Derfor fungerer denne forstærker som en isolationsenhed.

Når indgangsimpedansen til en op-amp er lav, trækker den en stor mængde strøm. Ohms-loven siger, at hvis belastningsimpedans har mindre modstand, trækker den enorm strøm af kraftkilden, så høje forstyrrelser kan forårsages, og dette er helt modsat isolation. Her fungerer isolationsforstærker som en buffer, og de styrker ikke signaler, selvom de giver mulighed for at isolere opdeling af kredsløb.

Isolationsforstærkerapplikationer

Disse forstærkere bruges normalt i applikationer som signalbehandling. Dette kan anvende forskellige bipolare, CMOS og komplementære bipolære forstærkere, der inkluderer chopper, isolation, instrumentationsforstærkere.

Da flere enheder fungerer ved at bruge kilder med lav strøm, ellers batterier. Valg af en isolationsforstærker til forskellige applikationer afhænger primært af en forstærkers forsyningsspændingskarakteristika.

Således handler det hele om Isolationsforstærkere som kan bruges til at isolere signalerne som input & output elektrisk med induktive koblinger. Disse forstærkere beskytter elektriske og elektroniske komponenter fra overspændinger i forskellige applikationer ved hjælp af adskillige kanaler. Her er et spørgsmål til dig, hvad er anvendelsen af denne forstærker i medicinsk udstyr?