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發(fā)布日期:2022-04-17 點(diǎn)擊率:68
模擬信號(hào)的隔離是非常頭疼的,有時(shí)候不得不需要隔離。大部分基于以下需要:
1.隔離干擾源;
2.分隔高電壓。
隔離數(shù)字信號(hào)的辦法很多,隔離模擬信號(hào)的辦法卻沒(méi)有想象的那么多,關(guān)鍵是隔離的成本,比想象的都要高出許多。特別是要求精確測(cè)量的場(chǎng)合,模擬信號(hào)的隔離,成本高得更加是離譜的無(wú)法想象。我從事這種系統(tǒng)開(kāi)發(fā)多年,對(duì)自己所知道的隔離方法做個(gè)小小的總結(jié):
數(shù)字隔離方法:
1. 光耦;
2. ADI 的磁隔離芯片,ADuMXXXX(XXXX為數(shù)字代號(hào),如 I2C的ADuM1250);
3.自己用變壓器隔離。
數(shù)字隔離辦法,一般實(shí)現(xiàn)的都是單向數(shù)字信號(hào)的隔離,對(duì)于雙向數(shù)字信號(hào),需要兩個(gè)隔離單元來(lái)實(shí)現(xiàn),體積非常的驚人;很難減小體積。相對(duì)于速度很成本,如果速度小于100KHz一下,個(gè)人推薦用Ps2501這樣的常用光耦隔離數(shù)字信號(hào),很好的性價(jià)比,隔離度也非常的高。一般Ps2501這樣的光耦隔離度都在3000V/RMS以上。
但是如果隔離數(shù)字信號(hào)的頻率在200KHz以上,用Ps2501這樣的光耦就不行了,要換高速的數(shù)字光耦,價(jià)格成本也上去了,不劃算了。所以可采用ADI的磁隔離芯片。最便宜的磁隔離芯片每通道的價(jià)格在$0.7,算下來(lái)人民幣也才4~5塊人民幣,選在6N137、6N136這樣的高速光耦,已經(jīng)沒(méi)有性價(jià)比可言,浪費(fèi)大量的PCB空間用于隔離部分。成本在4塊左右,甚至更高,主要看你的6N137的采購(gòu)量。但ADuM系列的磁隔離芯片的尺寸小很多很多,價(jià)格相比也很有優(yōu)勢(shì)。唯一美中不足的是磁隔離芯片的隔離電壓只能到1000V左右,這個(gè)是個(gè)很頭疼的問(wèn)題。如果只是隔離干擾源,自然沒(méi)問(wèn)題,如果是隔離高電壓,那么要仔細(xì)考量一下設(shè)計(jì)了。
自己用隔離變壓器來(lái)隔離的辦法,一般人是用不到的,因?yàn)橥耆珱](méi)有經(jīng)濟(jì)效益。它只有一點(diǎn)好處,就是隔離電壓可做得非常高,一般只有變頻器、逆變器等IGBT的驅(qū)動(dòng),需要隔離非常大的電壓,超過(guò)5000V;才使用。因?yàn)橐话愕男酒凸怦疃紝?shí)現(xiàn)不了了。
模擬信號(hào)的隔離:
1.線性光耦;
2. 隔離放大器 ;
3.頻壓轉(zhuǎn)換和壓頻轉(zhuǎn)換+數(shù)字隔離;
4.飛電容;
5.采用DA/AD+數(shù)字隔離的辦法實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的采樣復(fù)原,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)隔離的辦法;
6.普通光耦實(shí)現(xiàn)的線性隔離。
線性光耦,做過(guò)隔離的朋友都知道。如以前的TIL300,不過(guò)好像已經(jīng)不生產(chǎn)了。可以選擇Vishy的IL300作為替代。作為一般模擬信號(hào)的線性隔離,是個(gè)不錯(cuò)的選擇。一般來(lái)講,線性光耦需要兩個(gè)運(yùn)放和一些高精度電阻組成合適的電路才能完成信號(hào)的隔離。也只是單向隔離。 IL300的價(jià)格在十幾塊錢(qián)人民幣左右,如果想得到比較好的溫度特性,需要兩個(gè)比較好的運(yùn)放,所以整個(gè)隔離下來(lái)的成本在每路:30RMB/Ch, 隔離的頻率在200kHz左右。線性度其實(shí)并不理想,0.1%的精度都比較難保證;但手冊(cè)上寫(xiě)著可以到0.01%的伺服精度。實(shí)際上,因?yàn)闇囟鹊挠绊懀€性度在+/-0.5%,所以有更高隔離線性度的童鞋們就不能選擇這種辦法了。但對(duì)于大多數(shù)場(chǎng)合都是可以的;
隔離放大器,這個(gè)是個(gè)終極的寶貝啊,有很多廠家都有, 中國(guó)小廠一堆生產(chǎn)這種東西的。線性度都能達(dá)到0.1%,比較上檔次的是TI 和ADI 的隔離放大器,這些東西的成本很高。TI 有一款號(hào)稱(chēng)是全球價(jià)格最低的隔離放大器,ISO124 。隔離放大器的話,性能穩(wěn)定,線性度良好,大多數(shù)都能達(dá)到或遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)0.1%,都能達(dá)到0.01%;但價(jià)格的話至少都在40RMB/Ch,ADI的就更加離譜了,大概能到40dollar/Ch,對(duì)于做一般工業(yè)產(chǎn)品的制造商來(lái)講,實(shí)在是望而卻步。
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