Izolacija ojačevalnik ali ojačevalnik z enotno ojačitvijo zagotavlja izolacijo od ene frakcije vezja do druge frakcije. Torej, moči ni mogoče črpati, uporabljati in zapravljati znotraj vezja. Glavna naloga tega ojačevalnika je povečati signal. Isti vhodni signal op-amp se natančno odda iz op-amp kot izhodni signal. Ti ojačevalniki se uporabljajo za električno varnost in izolacijo. Ti ojačevalniki ščitijo paciente pred odtokom toka. Razbijajo ohmično kontinuiteto električnega signala med vhodom in izhodom, za vhod in izhod pa je mogoče zagotoviti izolirano napajanje. Torej se lahko signali na nizki ravni ojačajo.

Kaj je izolacijski ojačevalnik?

Izolacijski ojačevalnik lahko definiramo kot ojačevalnik, ki nima prevodnega stika med vhodnimi in izhodnimi odseki. Posledično ta ojačevalnik daje ohmično izolacijo med priključki i / p & o / p ojačevalnika. Ta izolacija mora imeti manj puščanja, pa tudi veliko količino napetosti dielektrične razgradnje. Tipične vrednosti upora in kondenzatorja ojačevalnika med vhodnimi in izhodnimi terminali so, da mora upor imeti 10 Tera ohmov, kondenzator pa 10 pikofaradov.

izolacijski ojačevalnik

Ti ojačevalniki se pogosto uporabljajo, kadar je na vhodni in izhodni strani izredno velika neskladnost napetosti v skupnem načinu. V tem ojačevalniku omsko vezje ni od vhodnega do izhodnega ozemljitve.

Metode načrtovanja izolacijskega ojačevalnika

Obstajajo tri vrste konstrukcijskih metod, ki se uporabljajo v izolacijskih ojačevalnikih, ki vključujejo naslednje.

Izolacija transformatorja
Optična izolacija
Kapacitivna izolacija

1). Izolacija transformatorja

Ta vrsta izolacije uporablja dva signala, kot sta PWM ali frekvenčno modulirana. Ta ojačevalnik ima v notranjosti oscilator 20 KHz, usmernik, filter in transformator za oskrbo z vsako izolirano stopnjo.

Usmernik se uporablja kot vhod v glavni op-amp.
Transformator povezuje oskrbo.
Oscilator se uporablja kot vhod v sekundarni op-amp.
LPF se uporablja za odstranjevanje komponent druge frekvence.

Prednosti izolacije transformatorja vključujejo predvsem CMRR, linearnost in natančnost.

Uporaba izolacije transformatorjev vključuje predvsem medicinsko, jedrsko in industrijsko uporabo.

2). Optična izolacija

V tej izolaciji lahko signal l spremenimo iz biološkega v svetlobni signal z LED za nadaljnji postopek. Pri tem je pacientovo vezje vhodno vezje, medtem ko lahko izhodno vezje tvori fototranzistor. Ta vezja delujejo z baterijo. Vezje i / p spremeni signal v svetlobo, prav tako vezje o / p spremeni svetlobo nazaj v signal.

Prednosti optične izolacije so predvsem

Z uporabo tega lahko dobimo amplitudo in prvotno frekvenco.
Poveže se optično brez modulatorja, sicer demodulatorja.
Izboljša varnost bolnika.

Uporaba izolacije transformatorjev vključuje predvsem nadzor procesov v industriji, pridobivanje podatkov, meritve biomedicine, spremljanje pacienta, vmesniški element, preskusno opremo, nadzor SCR itd.

3). Kapacitivna izolacija

Uporablja frekvenčno modulacijo in digitalno kodiranje vhodne napetosti.
Vhodno napetost lahko spremenite v relativni naboj preko vklopljenega kondenzatorja.
Vključuje vezja, kot so modulator in demodulator.
Signali se pošiljajo preko diferenčne kapacitivne pregrade.
Za obe strani sta podani ločeni dobavljeni.

Prednosti kapacitivne izolacije so predvsem

To izolacijo lahko uporabite za odstranjevanje valovanja
Uporabljajo se za analogne sisteme
Vključuje linearnost in stabilnost z visokim ojačanjem.
Daje visoko odpornost na magnetne zvoke
Z uporabo tega se lahko izognemo hrupu.

Aplikacije kapacitivne izolacije vključujejo predvsem zbiranje podatkov, vmesniški element, spremljanje bolnika, EEG in EKG.

Lastnosti

Glavne značilnosti izolacijskega ojačevalnika vključujejo predvsem naslednje.

Napajanje
Trenutna oskrba
delovna temperatura

Napajanje ojačevalnikov se večinoma nanaša na obseg napetostnega vira. Trenutna oskrba je količina toka, ki se vzame iz vira napajanje saj je povezan z ojačevalnikom. Delovna temperatura ojačevalnika je posebna vrednost temperature okolice.

Ti ojačevalniki uporabljajo različne metode za zmanjšanje popačenja in velike nelinearnosti signala, kot je uporaba LOC (linearna optični sklopnik ) za povečanje linearnosti ojačevalnika v natančnem obsegu signala. Ta LOC vključuje vhodno LED, priključeno na 2-fotodiode. Te fotodiode napajajo vhodno in izhodno vezje.

Pri načrtovanju tega ojačevalnika je glavna naloga zmanjšati odmik signala in izolacijski ojačevalnik se med delom pogosto segreje, nato pa se bo trenutna oskrba s tokokrogom zmanjšala. Ti ojačevalniki se običajno ocenjujejo glede na velikost, zmogljivost in stroške, tehnične potrebe pa so stabilnost, linearnost in visokofrekvenčni odziv signala. Glavni pomisleki pri načrtovanju tega ojačevalnika so napetost v okvari in upravljanje puščanja.

Kako doseči izolacijo?

Če je vhodna impedanca op-ojačevalnika izredno velika, lahko pride do izolacije. Ker to vezje vključuje visoko vhodno impedanco, lahko iz ojačevalnega vezja potegnemo minutni tok. Po navedbah Ohms zakon , ko je upor velik, se bo tok napajal manj iz napajalnika.

izolacija-ojačevalnik-vezje -gram

Zato op-amp ne črpa večje količine toka iz vira napajanja. Torej v praksi ni toka, ki bi se vlekel, kot tudi prenašal iz enega dela v drugi del vezja. Zato ta ojačevalnik deluje kot izolacijska naprava.

Ko je vhodna impedanca op-ojačevalnika nizka, ta porabi veliko toka. Ohmov zakon pravi, da če ima impedanca obremenitve manjši upor, potem pri viru energije vleče ogromen tok, tako da lahko povzročijo velike motnje, kar je povsem nasprotno od izolacije. Tu izolacijski ojačevalnik deluje kot medpomnilnik in ne krepi signalov, čeprav zagotavlja izolacijo delitev vezij.

Izolacijski ojačevalniki

Ti ojačevalniki se običajno uporabljajo v aplikacijah, kot je kondicioniranje signala. Pri tem se lahko uporabljajo različni bipolarni, CMOS in komplementarni bipolarni ojačevalniki, ki vključujejo sekalnike, izolacijske ojačevalnike.

Ker več naprav deluje z uporabo virov z nizko porabo energije, sicer baterij. Izbira izolacijskega ojačevalnika za različne aplikacije je v glavnem odvisna od značilnosti napajalne napetosti ojačevalnika.

Tu gre torej za to Izolacijski ojačevalniki ki se lahko uporabljajo za električno izolacijo signalov, kot sta vhod in izhod, z induktivnimi sklopkami. Ti ojačevalniki ščitijo električne in elektronske komponente zaradi prenapetosti v različnih aplikacijah z uporabo številnih kanalov. Tukaj je vprašanje za vas, kakšna je uporaba tega ojačevalnika v medicinskih napravah?