单电源隔离放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种放大器，具体的说，涉及了一种单电源隔离放大器。
【背景技术】
[0002]在数据采集领域，由于有些采集对象处在高压环境下，为了安全和可靠起见，数据处理芯片往往要和采集对象进行电隔离；如图1所示，现有隔离放大器被设计成电隔离形式的放大器，放大器的B部分与数据处理芯片Ul相连，并用内部电源VCC供电，放大器的A部分与被测对象JC相连，采用直流隔离电源U2供电。
[0003]目前，常见的隔离放大器大部分采用上述电路结构，而市场上出现的所谓单电源隔离放大器，实际上是把直流隔离电源集成进了放大器芯片或模块内部，在实际使用中，不难发现:由于每个隔离放大器都要一个单独的直流隔离电源，势必存在电路结构复杂、可靠性降低、成本增高的问题；为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种结构简单、可靠性高、成本低的单电源隔离放大器。
[0005]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种单电源隔离放大器，它包括光电耦合管T1A、光电耦合管T1B、运算放大器A、直流电源VCC、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可调电阻RW、电容Cl和电容C2 ;其中，所述电阻Rl —端连接所述光电耦合管TlA的阳极，所述光电耦合管TlA的发射极分别连接所述电阻R3 —端、所述电阻R2 —端和所述电容Cl 一端，所述电阻R2另一端和所述电容Cl另一端分别接地；所述光电耦合管TlB的发射极分别连接所述电阻R4 —端、所述电阻R5 —端和所述电容C2 —端，所述电阻R5另一端和所述电容C2另一端分别接地；所述电阻R3另一端连接所述运算放大器A的正极，所述电阻R4另一端连接所述运算放大器A的负极，所述运算放大器A的输出端连接所述光电耦合管TlB的阳极，所述光电耦合管TlB的阴极连接所述可调电阻RW —端，所述可调电阻RW另一端接地；所述运算放大器A的电源端、所述光电耦合管TlA的集电极和所述光电耦合管TlB的集电极分别连接所述直流电源VCC，所述电阻Rl另一端和所述光电耦合管TlA的阴极作为单电源隔离放大器的输入端，所述可调电阻RW的可调端作为单电源隔离放大器的输出端。
[0006]基于上述，所述电阻Rl和所述可调电阻RW的阻值相同，所述电阻R2和所述电阻R5的阻值相同，所述电阻R3和所述电阻R4的阻值相同，所述电容Cl和所述电容C2的电容值相同，所述光电稱合管TlA与所述光电稱合管TlB相同。
[0007]本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，该单电源隔离放大器只用一个内部电源供电即可，电路结构简单，工作可靠，造价低，特别适合环境恶劣的工作场合，如高压、强干扰场合。
【附图说明】
[0008]图1是现有隔离放大器的电路结构示意图；
图2是本发明所述单电源隔离放大器的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面通过【具体实施方式】，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0010]如图2所不,一种单电源隔离放大器,它包括光电稱合管T1A、光电稱合管T1B、运算放大器A、直流电源VCC、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可调电阻RW、电容Cl和电容C2 ;其中，所述电阻Rl—端连接所述光电耦合管TlA的阳极，所述光电耦合管TlA的发射极分别连接所述电阻R3 —端、所述电阻R2 —端和所述电容Cl 一端，所述电阻R2另一端和所述电容Cl另一端分别接地；所述光电耦合管TlB的发射极分别连接所述电阻R4 —端、所述电阻R5 —端和所述电容C2 —端，所述电阻R5另一端和所述电容C2另一端分别接地；所述电阻R3另一端连接所述运算放大器A的正极，所述电阻R4另一端连接所述运算放大器A的负极，所述运算放大器A的输出端连接所述光电耦合管TlB的阳极，所述光电耦合管TlB的阴极连接所述可调电阻RW—端，所述可调电阻RW另一端接地；所述运算放大器A的电源端、所述光电耦合管TlA的集电极和所述光电耦合管TlB的集电极分别连接所述直流电源VCC，所述电阻Rl另一端和所述光电耦合管TlA的阴极作为单电源隔离放大器的输入端，所述可调电阻RW的可调端作为单电源隔离放大器的输出端。
[0011]基于上述，所述电阻Rl和所述可调电阻RW的阻值相同，所述电阻R2和所述电阻R5的阻值相同，所述电阻R3和所述电阻R4的阻值相同，所述电容Cl和所述电容C2的电容值相同，所述光电稱合管TlA与所述光电稱合管TlB相同。
[0012]本发明采用一个单电源运算放大器和一个双光电耦合管，其工作原理如下:当运算放大器A处于正常工作范围时，根据运算放大器的特性可知，电阻R3、电阻R4上电流很小，因此压降趋于0，且Vl?V2 ;f (V，t)为光电耦合管与输入电压V、环境温度t有关的一个非线性函数，由此可知:V1 = (Vi, t)Vi, V2 = K2f(Vo, t)Vo，进而得到:V0 = (Vi,t)/K2f (Vo, t)*Vi ;当取 RW = Rl，R5 = R2，R4 = R3，Cl = C2 时，由于两个光电耦合管是用于同一工艺封装的在同一个芯片内，即，当外界使用条件相同时，可以近似的认为f(Vi，t) ^ f(Vo，t)，进而得到:Vo = K1A2^Vi = K*Vi ;进一步说，输出Vo和输入Vi可以近似的认为成线性关系。
[0013]在电子围栏、污水处理终端等多个项目中，其使用测试结果的非线性误差均小于I %，这对于绝大多数场合已能满足要求。
[0014]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
【主权项】
1.一种单电源隔离放大器,其特征在于:它包括光电稱合管T1A、光电稱合管T1B、运算放大器A、直流电源VCC、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可调电阻RW、电容Cl和电容C2 ;其中，所述电阻Rl—端连接所述光电耦合管TlA的阳极，所述光电耦合管TlA的发射极分别连接所述电阻R3 —端、所述电阻R2 —端和所述电容Cl 一端，所述电阻R2另一端和所述电容Cl另一端分别接地；所述光电耦合管TlB的发射极分别连接所述电阻R4 —端、所述电阻R5 —端和所述电容C2 —端，所述电阻R5另一端和所述电容C2另一端分别接地；所述电阻R3另一端连接所述运算放大器A的正极，所述电阻R4另一端连接所述运算放大器A的负极，所述运算放大器A的输出端连接所述光电耦合管TlB的阳极，所述光电耦合管TlB的阴极连接所述可调电阻RW —端，所述可调电阻RW另一端接地；所述运算放大器A的电源端、所述光电耦合管TlA的集电极和所述光电耦合管TlB的集电极分别连接所述直流电源VCC，所述电阻Rl另一端和所述光电耦合管TlA的阴极作为单电源隔离放大器的输入端，所述可调电阻RW的可调端作为单电源隔离放大器的输出端。
2.根据权利要求1所述的单电源隔离放大器，其特征在于:所述电阻Rl和所述可调电阻RW的阻值相同，所述电阻R2和所述电阻R5的阻值相同，所述电阻R3和所述电阻R4的阻值相同，所述电容Cl和所述电容C2的电容值相同，所述光电耦合管TlA与所述光电耦合管TlB相同。
【专利摘要】本发明提供一种单电源隔离放大器，它包括光电耦合管T1A、光电耦合管T1B、运算放大器A、直流电源VCC、5只电阻、可调电阻RW、电容C1和电容C2；电阻R1一端连接光电耦合管T1A的阳极，光电耦合管T1A的发射极分别通过电阻R2和电容C1接地，光电耦合管T1B的发射极分别通过电阻R5和电容C2接地；光电耦合管T1A的发射极通过电阻R3连接运算放大器A的正极，光电耦合管T1B的发射极通过电阻R4连接运算放大器A的负极，运算放大器A的输出端连接光电耦合管T1B的阳极，光电耦合管T1B的阴极连接可调电阻RW一端，可调电阻RW另一端接地。该放大器具有结构简单、可靠性高、成本低的优点。
【IPC分类】H03F1-52
【公开号】CN104579190
【申请号】CN201310503259
【发明人】不公告发明人
【申请人】西安造新电子信息科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月23日