En isolasjon forsterker eller en enhetsforsterkningsforsterker gir isolasjon fra en brøkdel av kretsen til en annen brøkdel. Så, kraften kan ikke trekkes, brukes og kastes bort i kretsen. Hovedfunksjonen til denne forsterkeren er å øke signalet. Det samme inngangssignalet fra op-amp sendes ut nøyaktig fra op-amp som et utgangssignal. Disse forsterkerne brukes til å gi en elektrisk sikkerhetsbatteri samt isolasjon. Disse forsterkerne beskytter pasientene mot strømmen. De sprekker det elektriske signalets ohmske kontinuitet blant inngang og utgang, og isolert strømforsyning kan leveres for både inngang og utgang. Så lavnivåsignalene kan forsterkes.

Hva er en isolasjonsforsterker?

En isolasjonsforsterker kan defineres som en forsterker som ikke har noen ledende kontakt mellom inngang så vel som utgangsseksjoner. Følgelig gir denne forsterkeren ohmsk isolasjon mellom i / p & o / p-terminalene på forsterkeren. Denne isolasjonen må ha mindre lekkasje samt en høy mengde dielektrisk sammenbruddsspenning. De typiske motstands- og kondensatorverdiene til forsterkeren blant inngangs- og utgangsterminalene er at motstanden skal ha 10 Tera Ohm og kondensatoren skal ha 10 picofarader.

isolasjonsforsterker

Disse forsterkerne brukes ofte når det er ekstremt stor spenningsforskjell i vanlig modus mellom inngangs- og utgangssiden. I denne forsterkeren er ikke den ohmske kretsen der fra inngangs jord til utgangs jord.

Isolasjonsforsterkerdesignmetoder

Det er tre typer designmetoder som brukes i isolasjonsforsterkere som inkluderer følgende.

Transformatorisolasjon
Optisk isolasjon
Kapasitiv isolasjon

1). Transformatorisolasjon

Denne typen isolasjon bruker to signaler som PWM eller frekvensmodulert. Internt inkluderer denne forsterkeren 20 KHz oscillator, likeretter, filter og transformator for å gi forsyning til hvert isolerte trinn.

Retteren brukes som inngang til hovedforsterkeren.
Transformator kobler forsyningen.
Oscillatoren brukes som inngang til den sekundære op-amp.
En LPF brukes til å fjerne komponenter med annen frekvens.

Fordelene med transformatorisolasjon inkluderer hovedsakelig høy CMRR, linearitet og nøyaktighet.

Anvendelsen av transformatorisolasjon inkluderer hovedsakelig medisinsk, kjernefysisk og industriell.

2). Optisk isolasjon

I denne isolasjonen kan l-signalet endres fra biologisk til lyssignal med LED for videre prosess. I dette er pasientkretsen inngangskrets, mens utgangskretsen kan dannes av en fototransistor. Disse kretsene betjenes med et batteri. I / p-kretsen endrer signalet til lyset, så vel som o / p-kretsen endrer lyset tilbake til signalet.

Fordelene med optisk isolasjon inkluderer hovedsakelig

Ved å bruke dette kan vi få amplitude og originalfrekvens.
Den kobles optisk uten behov for modulator ellers demodulator.
Det forbedrer pasientens sikkerhet.

Anvendelsene av transformatorisolasjon inkluderer hovedsakelig proseskontroll i bransjer, datainnsamling, målinger av biomedisinsk, overvåking av pasienten, grensesnittelement, testutstyr, kontroll av SCR , etc.

3). Kapasitiv isolasjon

Den bruker frekvensmodulering og inngangsspenningens digitale koding.
Inngangsspenningen kan endres til relativ ladning over den bytte kondensatoren.
Den inkluderer kretser som modulator samt en demodulator.
Signalene sendes over en differensiell kapasitiv barriere.
For begge sider er separat levert gitt.

Fordelene med kapasitiv isolasjon inkluderer hovedsakelig

Denne isolasjonen kan brukes til å fjerne ringelyder
Disse brukes til analoge systemer
Den inkluderer linearitet og høy gevinststabilitet.
Det gir høy immunitet mot magnetiske lyder
Ved å bruke dette kan støy unngås.

Anvendelsene av kapasitiv isolasjon inkluderer hovedsakelig datainnsamling, grensesnittelement, overvåking av pasienten, EEG og EKG.

Egenskaper

Hovedfunksjonene til isolasjonsforsterkeren inkluderer hovedsakelig følgende.

Spenningsforsyning
Nåværende forsyning
Driftstemperatur

Spenningsforsyningen til forsterkere refererer hovedsakelig til spenningskildens rekkevidde. Strømforsyningen er mengden strøm som hentes fra kilden til strømforsyning som det er alliert med en forsterker. Driftstemperaturen til en forsterker er den spesielle verdien av omgivelsestemperaturen.

Disse forsterkerne bruker forskjellige metoder for å redusere forvrengning og enorm signal-ikke-linearitet som å bruke en LOC (lineær optokobler ) for å forbedre forsterkerens linearitet over et nøyaktig signalområde. Denne LOC inkluderer en inngangs-LED koblet til 2 fotodioder. Disse fotodiodene mater inngangs- og utgangskretsene.

Når du designer denne forsterkeren er hovedoppgaven for å redusere signaldrift, og en isolasjonsforsterker varmes ofte opp under arbeidet, vil strømforsyningen med kretsen reduseres. Disse forsterkerne blir normalt evaluert etter størrelse, ytelse og kostnad med de tekniske nødvendighetene som signalets stabilitet, linearitet og høyfrekvensrespons. De viktigste bekymringene når du designer denne forsterkeren inkluderer sammenbruddsspenning og håndtering av lekkasje.

Hvordan oppnå isolasjon?

Når inngangsimpedansen til en op-amp er ekstremt høy, kan isolasjonen forårsakes. Siden denne kretsen inkluderer høy inngangsimpedans, kan liten strøm trekkes fra forsterkerkretsen. I følge Ohms lov , når motstanden er høy, vil strømmen bli trukket mindre fra strømforsyningen.

isolasjonsforsterker-krets -diagram

Derfor trekker ikke en op-amp en betydelig mengde strøm fra strømkilden. Så i praksis er det ingen strøm vil bli trukket så vel som overført fra en del til en annen del av kretsen. Derfor fungerer denne forsterkeren som en isolasjonsenhet.

Når inngangsimpedansen til en op-amp er lav, trekker den en enorm mengde strøm. Ohms lov sier at hvis lastimpedans har mindre motstand, trekker den enorm strøm av kraftkilden slik at høye forstyrrelser kan forårsakes, og dette er helt motsatt av isolasjon. Her fungerer isolasjonsforsterker som en buffer, og de styrker ikke signalene, men gir isolering av kretsinndelinger.

Isolasjonsforsterkerapplikasjoner

Disse forsterkerne brukes vanligvis i applikasjoner som signalbehandling. Dette kan bruke forskjellige bipolare, CMOS og komplementære bipolare forsterkere som inkluderer chopper, isolasjon, instrumentasjonsforsterkere.

Ettersom flere enheter fungerer ved å bruke kilder med lite strøm, ellers batterier. Å velge en isolasjonsforsterker for forskjellige applikasjoner, avhenger hovedsakelig av forsterkerens forsyningsspenningsegenskaper.

Dermed handler dette om Isolasjonsforsterkere som kan brukes til å isolere signalene som inngang og utgang elektrisk med induktive koblinger. Disse forsterkerne beskytter elektriske og elektroniske komponenter fra overspenninger i forskjellige applikasjoner som bruker mange kanaler. Her er et spørsmål til deg, hva er anvendelsen av denne forsterkeren i medisinsk utstyr?