用于信號隔離器的信號隔離放大器AD210簡介 發布時間：2020-10-29 閱讀人數：
引用于信號隔離器的信號隔離放大器AD210簡介
在許多應用中，傳感器與接收數據的系統之間最好不要有直接的(“電流”)電氣連接，這點 有時甚至非常重要。這樣可能是為了防止系統一半產生的危險電壓或電流給另一半造成損 壞的可能，或者是為了斷開難以處理的接地環路。這即是所謂的“隔離”系統，而無電流連 接卻允許信號通過的布局則稱為隔離柵。 隔離柵的保護是雙向的，可能是其中一個方向需要保護，甚至可能兩個方向都需要保護。 一種明顯的應用是，傳感器可能意外遇到高電壓，必須對其驅動的系統進行保護。或者， 傳感器可能需要與后級產生的意外高電壓隔離開來，以保護其工作環境：例如防止傳感器 火花引起爆炸性氣體點火，以及保護正在接受ECG、 EEG或EMG監護的病人免受電擊危 害。 ECG的情況比較有意思，因為可能需要進行雙向保護：對病人必須采取保護防止意外 電擊；但是，如果病人的心臟停止跳動，則在利用除顫器嘗試恢復心臟跳動時，必須保護ECG機，使其免受施加給病人的極高電壓(>7.5 kV)
就像電場、磁場或電磁輻射可能導致干擾或無用信息耦合一樣，在隔離系統的設計中，可 以利用這些現象來傳輸所需信息。 最常見的隔離放大器采用變壓器，其中利用的是磁場；另一常見類型則采用小型高電壓電 容，其中利用的是電場。光隔離器由一個LED和一個光電管構成，通過光(一種電磁輻射) 來提供隔離。不同的隔離器具有不同的性能：有些具有足夠的線性度能夠跨越隔離柵傳輸 高精度模擬信號。而在其他信號隔離器中，則可能需要將信號轉換成數字形式，然后再進行傳輸，以保持精度不變(請注意，這是一種常見的電壓頻率轉換器應用)。
變壓器能夠實現12-16位的模擬精度和數百kHz的帶寬，但其最大額定電壓很少超過10 kV， 而且往往比這要低得多。容性耦合隔離放大器具有較低的精度(最大值可能為12位)、低一 些的帶寬和額定電壓——但其成本較低。光隔離器速度快、成本低，可以支持極高的額定 電壓(較常見的額定值為4 -7 kV)，但其模擬線性度很差，通常不適合精密模擬信號的直接 耦合。 在選擇隔離系統時，線性度和隔離電壓不是唯一需要考慮的因素。工作功率當然也很重 要。輸入和輸出電路都需要供電，而且除非隔離柵的隔離端有電池(雖有可能，但并不方 便)，否則必須提供某種形式的隔離電源。對于采用變壓器隔離的系統，可以輕松地使用 變壓器(信號變壓器或其它)來提供隔離電源，但通過容性或光學方式傳輸有意義的功率量 是不現實的。采用這些隔離形式的系統必須以其它方式獲得隔離電源——這是優先選擇變 壓器隔離型隔離放大器的主要因素：它們幾乎無一例外都包含一個隔離電源。 隔離放大器具有一個輸入電路，該電路與電源和輸出電路存在電隔離。另外，器件的輸入 端和其余部分之間電容極小。因此，直流電流和最小交流耦合根本不可能存在。隔離放大器設計用于應用與需要安全而精確地測量低頻電壓或電流(最高約為100 kHz）
AD210的主要技術指標如下：
AD210 3端口隔離器 在基本的2端口隔離器中，輸出和電源電路相互之間并無隔離。下面圖2顯示的是一個3端 口隔離器(輸入、電源、輸出)。請注意，該圖中輸入電路、輸出電路和電源相互之間都是 隔離的。該圖代表的是一款獨立隔離器AD210的電路架構。 這類隔離器要求采用雙引腳直流電源供電(PWR、 PWR COM)。內部振蕩器(50 kHz)將直流 電源轉換成交流，再由變壓器耦合至屏蔽輸入部分，然后轉換成直流，以供輸入級和輔助交流載波同樣由輸入級放大器輸出進行調制，再由變壓器耦合至輸出級，接著由一個相位 敏感解調器解調(以載波為基準)，經過濾波后利用從載波獲得的隔離直流電源進行緩沖。
AD210允許用戶利用外部電阻和輸入部分的運算放大器來選擇1至100范圍內的增益。其帶 寬為20 kHz，隔離電壓為2500 V rms(連續)和± 3500 V峰值(連續)。 AD210是一款3端口隔離 放大器，因此電源電路同時與輸入級和輸出級隔離，可以連接至二者之一(或者都不連)， 功能不會發生任何變化。它利用變壓器隔離來實現3500 V隔離和12位精度。 AD210的主要 規格特性如下：
High Common Mode Voltage Isolation 高共模電壓隔離
2500V RMS Continuous 持續隔離器2500VRMS電壓
±3500V Peak Continuous 持續隔離電壓峰值為3500VRMS
Wide Bandwidth: 20kHz (Full Power) 帶寬達到20KHz
0.012% Maximum Linearity Error最大非線性誤差僅為0.012%
Input Amplifier: Gain 1 to 100，輸入運放增益為1-100
Isolated Input and Output Power Supplies, ±15V, ±5mA提供隔離輸入電源和隔離輸出電源，均為±15V，±5mA.
