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  • 多路信号隔离
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    2021-11-23 22:23:08


    博主简介

      本人从事物联网电子行业,曾从事PCB Layout以及WiFi、BLE、SoC SDK开发,在PCB Designe上对RF颇为了解;在软件上对各大厂商WiFi SoC、BLE SoC、单片机,以及RTOS、汇编有深入研究。具有诸多开发经验以及批产经验。目前就职于杭州某物联网公司。


    0、前言

      根本原因是模拟信号隔离IC太贵

    1、隔离方法

    通过TL431来控制光耦,TL431的Ika来控制光耦的导通程度,左侧光耦进行分压CP-IN送入单片机ADC。
    按照需求不同调整R122和R123进行控制TL431的最小反馈电压,计算方法为Vka=2.5*(1+R122/R123),示例图纸为5.84V,即超过5.84V以上光耦就开始导通。
    在这里插入图片描述

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  • 什么是信号隔离

    2021-01-17 18:10:28
    什么是信号隔离信号隔离器又名隔离器、信号转换器、信号调理器,是工业控制系统中重要组成部分, 信号隔离器是一种采用光电隔离原理或者磁电隔离原理,将输入信号进行隔离和转换后输出的电子设备。信号隔离器采用...

    什么是信号隔离器

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    有源信号隔离器

    有源信号隔离器是一种将(传感器输出)模拟电压或电流信号经隔离转换成精度、线性度相匹配的混合集成电路。产品主要用于工业控制系统中模拟信号输入输出控制,系统内部通过DSP、PLC的DA转换输出信号来显示和控制其它装置的可调输出,现场工作电压、电流和各种运行参数的监测及系统外部增加4-20毫安(0-20毫安)/0-5V标准信号接口等。该IC为标准Sip12 Pin符合UL-94的阻燃封装,占用PCB板面积少。装入仪器内部可以并联安装实现多路信号的监测、隔离和转换。与光电隔离的产品相比具有更好的精度、线性度和温漂特性,并可实现零点、增益、满度免调节,方波用户现场使用及增强可靠性和稳定性。

    无源信号隔离器

    无源信号隔离器无需外供电源,从输入信号上获取少许能量,实现信号隔离。可以与各种工业传感器、现场仪表配合,取回参数信号,隔离变送传输,满足用户本地监视远程数据的需求。

    为了解决各种仪表设备之间因接地而引起的相互干扰,通常采用隔离器来解决。隔离器的作用就是使仪表设备之间的连接在电气上完全隔离,换句话说,就是使输入与输出之间没有共同的“地”,因此就不会影响信号的正常传输。

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  • 模拟信号隔离方案

    千次阅读 2017-12-07 16:50:44
    模拟信号隔离: 1.线性光耦; 2. 隔离放大器 ; 3.频压转换和压频转换+数字隔离; 4.飞电容; 5.采用DA/AD+数字隔离的办法实现模拟信号的采样复原,进而实现隔离的办法; 6.普通光耦实现的线性隔离。...

    模拟信号的隔离:

    1.线性光耦;

    2. 隔离放大器 ;

    3.频压转换和压频转换+数字隔离;

    4.飞电容;

    5.采用DA/AD+数字隔离的办法实现模拟信号的采样复原,进而实现隔离的办法;

    6.普通光耦实现的线性隔离。

    线性光耦,做过隔离的朋友都知道。如以前的TIL300,不过好像已经不生产了。可以选择Vishy的IL300作为替代。作为一般模拟信号的线性隔离,是个不错的选择。(我就不上传图了),一般来讲,线性光耦需要两个运放和一些高精度电阻组成合适的电路才能完成信号的隔离。也只是单向隔离。 IL300的价格在十几块钱人民币左右,如果想得到比较好的温度特性,需要两个比较好的运放,所以整个隔离下来的成本在每路:30RMB/Ch, 隔离的频率在200kHz左右。线性度其实并不理想,0.1%的精度都比较难保证;但手册上写着可以到0.01%的伺服精度。实际上,因为温度的影响,线性度在+/-0.5%,所以有更高隔离线性度的童鞋们就不能选择这种办法了。但对于大多数场合都是可以的;

    隔离放大器,这个是个终极的宝贝啊,有很多厂家都有, 中国小厂一堆生产这种东西的。线性度都能达到0.1%,比较上档次的是Ti和ADI的隔离放大器,这些东西的成本很高。Ti有一款号称是全球价格最低的隔离放大器,ISO124 。隔离放大器的话,性能稳定,线性度良好,大多数都能达到或远远超过0.1%,都能达到0.01%;但价格的话至少都在40RMB/Ch,ADI的就更加离谱了,大概能到40dollar/Ch,对于做一般工业产品的制造商来讲,实在是望而却步。

    第三种方法和第五种方法大同小异,都是把模拟信号变为数字信号然后再隔离数字信号。数字信号再复原成模拟信号,所以,这也意味着这种电路复杂得很。但从隔离效果上讲,应该是一种比较合理的隔离方式。至少在成本和精度上,和隔离放大器最有一拼的。压频转换和频压转换都非常的贵,所以,这种器件不适合做低带宽信号的转换;压频和频压转换不需要单片机的参与,电路上更为简洁,可靠性也更高。如果使用AD/DA转换复原,需要单片机或者FPGA等控制电路的参与,从开发角度来说,需要比较多的精力。相对于频压转换的方法,比较罗嗦,复原的信号带宽和AD/DA的带宽有关。但选择合适的芯片和单片机,如cortex-M0的32位单片机,40MHz左右,几块钱人民币。配合合适的AD/DA,成本也能控制在30RMB/ch,但效果比IL300要好很多,主要是隔离的线性度可以有个非常好的保证。

    飞电容,飞电容我没试过,但是飞电容也是个思路特殊的隔离方案。相对于其他的隔离方案,首先是不需要隔离电源;其次是电路简单。飞电容就是将模拟信号作为源,对一个合适的电容进行充电,充完电后,将飞电容切换到测量电路一边,与向飞电容充电的电路完全断开。电容对测量电路放电。测量电路测量出电容的电压。即实现了电压信号的隔离。这个电路的核心在于,切换电容,并控制切换时间。最好使用继电器,但普通的继电器寿命有限,这种玩法肯定就报废了。要使用湿簧继电器;湿簧继电器应该不是便宜的东西,这种方法我也没试过,但是理论上是完全可行的。只不过信号带宽是小得可怜。可能只有10Hz吧。

    普通的光耦只是使用了特殊的思路,用另外一个光耦做第一个光耦的反馈和补偿,如下图。

    1.png

    这种方法呢,个人觉得隔离一般的信号还可以,因为没有Datasheet等保证,实际上大批量应用是很难保证一致性和稳定性的。只是应用于线性度要求非常不高的场合。成本在所有模拟信号隔离方案里应该是最低的,可以做到5块钱/ch以下。

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空空如也

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