Un isolamento amplificatore oppure un amplificatore a guadagno unitario fornisce l'isolamento da una frazione del circuito a un'altra frazione. Quindi, la potenza non può essere prelevata, utilizzata e sprecata all'interno del circuito. La funzione principale di questo amplificatore è aumentare il segnale. Lo stesso segnale di ingresso di l'amplificatore operazionale viene trasmesso esattamente dall'amplificatore operazionale come segnale di uscita. Questi amplificatori vengono utilizzati per fornire un battier di sicurezza elettrica e isolamento. Questi amplificatori proteggono i pazienti dal deflusso di corrente. Rompono la continuità ohmica del segnale elettrico tra ingresso e uscita e l'alimentazione isolata può essere fornita sia per l'ingresso che per l'uscita. Quindi, i segnali di basso livello possono essere amplificati.

Cos'è un amplificatore di isolamento?

Un amplificatore di isolamento può essere definito come un amplificatore che non ha alcun contatto conduttivo tra le sezioni di ingresso e di uscita. Di conseguenza, questo amplificatore fornisce un isolamento ohmico tra i terminali i / p & o / p dell'amplificatore. Questo isolamento deve avere meno perdite e un'elevata quantità di tensione di rottura dielettrica. I valori tipici del resistore e del condensatore dell'amplificatore tra i terminali di ingresso e uscita sono che il resistore dovrebbe avere 10 Tera Ohm e il condensatore dovrebbe avere 10 picofarad.

amplificatore di isolamento

Questi amplificatori sono usati frequentemente quando c'è una disparità di tensione di modo comune estremamente grande tra il lato di ingresso e quello di uscita. In questo amplificatore, il circuito ohmico non è presente dalla massa di ingresso alla massa di uscita.

Metodi di progettazione dell'amplificatore di isolamento

Esistono tre tipi di metodi di progettazione utilizzati negli amplificatori di isolamento che includono quanto segue.

Isolamento del trasformatore
Isolamento ottico
Isolamento capacitivo

1). Isolamento del trasformatore

Questo tipo di isolamento utilizza due segnali come PWM o modulato in frequenza. Internamente, questo amplificatore include oscillatore da 20 KHz, raddrizzatore, filtro e trasformatore per fornire alimentazione a ogni stadio isolato.

Il raddrizzatore viene utilizzato come ingresso per l'amplificatore operazionale principale.
Il trasformatore collega l'alimentazione.
L'oscillatore viene utilizzato come ingresso per l'amplificatore operazionale secondario.
Un LPF viene utilizzato per rimuovere i componenti di altre frequenze.

I vantaggi dell'isolamento del trasformatore includono principalmente CMRR, linearità e precisione elevati.

Le applicazioni dell'isolamento del trasformatore includono principalmente medicale, nucleare e industriale.

2). Isolamento ottico

In questo isolamento, il segnale l può essere modificato da biologico a segnale luminoso con GUIDATO per ulteriore processo. In questo, il circuito paziente è un circuito di ingresso mentre il circuito di uscita può essere formato da un fototransistor. Questi circuiti funzionano con una batteria. Il circuito i / p cambia il segnale in luce così come il circuito o / p cambia la luce di nuovo nel segnale.

I vantaggi dell'isolamento ottico includono principalmente

Usando questo possiamo ottenere ampiezza e frequenza originale.
Si collega otticamente senza bisogno di modulatore altrimenti demodulatore.
Migliora la sicurezza del paziente.

Le applicazioni dell'isolamento del trasformatore includono principalmente il controllo di processo nelle industrie, l'acquisizione di dati, misurazioni di biomedicina, monitoraggio del paziente, elemento di interfaccia, apparecchiature di prova, controllo di SCR , eccetera.

3). Isolamento capacitivo

Utilizza la modulazione di frequenza e la codifica digitale della tensione di ingresso.
La tensione di ingresso può essere modificata in carica relativa sul condensatore commutato.
Include circuiti come un modulatore e un demodulatore.
I segnali vengono inviati attraverso una barriera capacitiva differenziale.
Per entrambi i lati vengono forniti forniti separati.

I vantaggi dell'isolamento capacitivo includono principalmente

Questo isolamento può essere utilizzato per rimuovere i rumori di ondulazione
Questi sono usati per i sistemi analogici
Include linearità e stabilità ad alto guadagno.
Offre un'elevata immunità ai rumori magnetici
Usando questo, il rumore può essere evitato.

Le applicazioni dell'isolamento capacitivo includono principalmente l'acquisizione dei dati, l'elemento di interfaccia, il monitoraggio del paziente, l'EEG e l'ECG.

Caratteristiche

Le caratteristiche principali dell'amplificatore di isolamento includono principalmente le seguenti.

Alimentazione di tensione
Fornitura corrente
temperatura di esercizio

La tensione di alimentazione degli amplificatori si riferisce principalmente alla gamma della sorgente di tensione. La fornitura di corrente è la quantità di corrente che viene prelevata dalla fonte di Alimentazione elettrica poiché è alleato di un amplificatore. La temperatura di funzionamento di un amplificatore è il valore particolare della temperatura ambiente.

Questi amplificatori utilizzano metodi diversi per ridurre la distorsione e l'enorme non linearità del segnale come l'utilizzo di un LOC (linear fotoaccoppiatore ) per migliorare la linearità dell'amplificatore su un intervallo esatto del segnale. Questa LOC include un LED di ingresso collegato a 2- fotodiodi. Questi fotodiodi alimentano i circuiti di ingresso e uscita.

Quando si progetta questo amplificatore, il compito principale è ridurre la deriva del segnale e un amplificatore di isolamento si riscalda frequentemente durante il funzionamento, quindi l'alimentazione di corrente con il circuito diminuirà. Questi amplificatori vengono normalmente valutati in base a dimensioni, prestazioni e costo con le necessità tecniche come stabilità, linearità e risposta ad alta frequenza del segnale. Le preoccupazioni principali durante la progettazione di questo amplificatore includono la tensione di rottura e la gestione delle perdite.

Come ottenere l'isolamento?

Quando l'impedenza di ingresso di un amplificatore operazionale è estremamente alta, l'isolamento può essere causato. Poiché questo circuito include un'elevata impedenza di ingresso, è possibile prelevare una corrente minima dal circuito dell'amplificatore. Secondo Legge di Ohm , quando la resistenza è alta, la corrente verrà assorbita meno dall'alimentatore.

diagramma-circuito-amplificatore di isolamento

Pertanto, un amplificatore operazionale non assorbe una quantità significativa di corrente dalla fonte di alimentazione. Quindi, in pratica, non viene prelevata corrente né trasferita da una porzione all'altra del circuito. Pertanto, questo amplificatore funziona come un dispositivo di isolamento.

Quando l'impedenza di ingresso di un amplificatore operazionale è bassa, assorbe una grande quantità di corrente. La legge di Ohm afferma che, se l'impedenza di carico ha meno resistenza, assorbe un'enorme corrente dalla fonte di alimentazione in modo che possano essere causati disturbi elevati, e questo è del tutto opposto all'isolamento. Qui, l'amplificatore di isolamento funziona come un buffer e non rinforza i segnali sebbene fornisca l'isolamento delle divisioni dei circuiti.

Applicazioni dell'amplificatore di isolamento

Questi amplificatori vengono normalmente utilizzati in applicazioni come il condizionamento del segnale. Questo può utilizzare diversi amplificatori bipolari, CMOS e bipolari complementari che includono amplificatori chopper, isolamento e strumentazione.

Poiché diversi dispositivi funzionano utilizzando fonti di alimentazione a basso consumo, altrimenti batterie. La selezione di un amplificatore di isolamento per diverse applicazioni dipende principalmente dalle caratteristiche della tensione di alimentazione di un amplificatore.

Quindi, questo è tutto Amplificatori di isolamento che può essere utilizzato per isolare elettricamente i segnali come ingresso e uscita con accoppiamenti induttivi. Questi amplificatori proteggono il componenti elettrici ed elettronici da sovratensioni in diverse applicazioni utilizzando numerosi canali. Ecco una domanda per te, qual è l'applicazione di questo amplificatore nei dispositivi medici?