主权项 |
一种电气信号采样隔离电路,其特征在于:该电路包括方波发生电路(1)、输入信号放大反向电路(2)、模拟多路选择开关(3)、信号反馈补偿电路(4)和采样输出电路(5);方波发生电路(1)包括三个数字反相器U1、U2、U3,电阻R1和电容C1;其中数字反相器U1、U2、U3相串联,电阻R1设置在数字反相器U2、U3之间;电容C1并联在数字反相器U2、电阻R1之间;输出信号振荡频率由R1和C1确定;输入信号放大反向电路(2)包括一个跟随器(21)和一个反向电路(22);跟随器21用于提高输入阻抗,对输入信号进行功率放大;跟随器(21)中运算放大器OP1正输入端接输入电压信号V<sub>in</sub>正极,OP1负输入端与其输出端连接;OP1输出端与反向电路(22)中的R2相连;反向电路(22)用于产生一个与输入信号反向的信号,包括一个运算放大器OP2和电阻R2、R3;R2一端接OP1输出端,另一端接OP2负输入端;OP2正输入端接地GNDA;R3并联在OP2负输入端与OP2输出端之间;模拟多路选择开关(3)由方波信号控制选通,输入信号放大反向电路(2)中的两路方向相反的信号输入到模拟多路选择开关(3)的输入端;方波信号为高,选通实际输入信号,方波信号为低时,选通反向之后的信号,最终将该信号输出到信号反馈补偿电路(4);模拟多路选择开关(3)的一种实施例是CD4051;信号反馈补偿电路(4)实现输入信号的隔离与准确输出;变压器T1实现信号隔离;T1的1号绕组W11的驱动电路由电阻R4、运算放大器OP4、电容C2和电阻R8组成;电阻R4一端连接模拟多路选择开关(3)的输出端,另一端连接运算放大器OP4的正输入端,OP4的正输入端与输出端连接;OP4输出端连接电容C2;电容C2、1号绕组W11、电阻R8串联,R8另一端接地GNDA;T1的2号绕组W12上输出隔离后信号,经过跟随器OP5放大后输出到采样输出电路(5);T1的3号绕组W13与R5、R6、R7和运算放大器OP3组成电路对W12上的输出信号进行反馈补偿;电阻R9与W13并联;采样输出电路(5)有两路输入信号,一路信号来自方波发生电路(1),对此信号隔离后进行采样开关的逻辑控制;另一路信号来自信号反馈补偿电路(4),对该信号进行选通并放大最终作为采样隔离电路的输出;采样输出电路(5)中三极管Q1与方波发生电路1的U3输出端连接,输入方波信号,Q1的集电极与电阻R11串联,R11另一端接电源V<sub>CC</sub>;电容C3与变压器T2的1号绕组W21串联,并接在Q1的集电极与发射极之间;Q1发射极接地GNDA;变压器T2的2号绕组W22与二极管D1串联后与电阻R12并联,R12一端接地GNDB,一端接驱动器U4;驱动器U4另一端用于控制开关S1;S1一端接OP5输出端,另一端接运算放大器OP6的正输入端;OP6正输入端通过电容C4接地GNDB,负输入端与输出端连接;OP6输出端与地GNDB之间输出的极最终采样隔离后的电压信号V<sub>out</sub>。 |