En isolering förstärkare eller en enhetsförstärkare tillhandahåller isolering från en fraktion av kretsen till en annan fraktion. Så kraften kan inte dras, användas och slösas bort i kretsen. Huvudfunktionen för denna förstärkare är att öka signalen. Samma insignal från op-amp passeras exakt från op-amp som en utsignal. Dessa förstärkare används för att ge en elektrisk säkerhetsstridare samt isolering. Dessa förstärkare skyddar patienterna från strömmen. De sprickar den elektriska signalens ohmska kontinuitet mellan ingång och utgång och isolerad strömförsörjning kan tillhandahållas för både ingång och utgång. Så lågnivåsignalerna kan förstärkas.

Vad är en isoleringsförstärkare?

En isoleringsförstärkare kan definieras som en förstärkare som inte har någon ledande kontakt mellan ingångar och utgångssektioner. Följaktligen ger denna förstärkare ohmsk isolering mellan i / p & o / p-terminalerna på förstärkaren. Denna isolering måste ha mindre läckage såväl som en hög mängd dielektrisk nedbrytningsspänning. De typiska motstånds- och kondensatorvärdena på förstärkaren bland ingångs- och utgångsterminalerna är att motståndet ska ha 10 Tera Ohm och kondensatorn ska ha 10 picofarader.

isoleringsförstärkare

Dessa förstärkare används ofta när det finns extremt stort vanligt spänningsskillnad mellan ingångs- och utgångssidan. I den här förstärkaren finns inte den ohmska kretsen från ingångsmark till utgångsmark.

Isolationsförstärkares designmetoder

Det finns tre typer av designmetoder som används i isoleringsförstärkare som inkluderar följande.

Transformatorisolering
Optisk isolering
Kapacitiv isolering

1). Transformatorisolering

Denna typ av isolering använder två signaler som PWM eller frekvensmodulerad. Internt innehåller denna förstärkare 20 KHz oscillator, likriktare, filter och transformator för att ge matning till varje isolerat steg.

Likriktaren används som ingång till huvud-förstärkaren.
Transformator länkar utbudet.
Oscillatorn används som ingång till den sekundära op-förstärkaren.
En LPF används för att ta bort komponenter med annan frekvens.

Fördelarna med transformatorisolering inkluderar främst hög CMRR, linjäritet och noggrannhet.

Tillämpningarna av transformatorisolering inkluderar främst medicinska, kärnkrafts- och industriella.

2). Optisk isolering

I denna isolering kan l-signalen ändras från biologisk till ljussignal med LED för vidare process. I detta är patientkretsen ingångskrets medan utgångskretsen kan bildas av en fototransistor. Dessa kretsar drivs med ett batteri. I / p-kretsen ändrar signalen till ljuset liksom o / p-kretsen ändrar ljuset tillbaka till signalen.

Fördelarna med optisk isolering inkluderar främst

Genom att använda detta kan vi få amplitud och originalfrekvens.
Den ansluts optiskt utan behov av modulator annars demodulator.
Det förbättrar patientens säkerhet.

Tillämpningarna av transformatorisolering inkluderar huvudsakligen processkontroll i industrier, datainsamling, mätningar av biomedicin, övervakning av patienten, gränssnittselement, testutrustning, kontroll av SCR , etc.

3). Kapacitiv isolering

Den använder frekvensmodulering och ingångsspänningens digitala kodning.
Ingångsspänningen kan ändras till relativ laddning över den omkopplade kondensatorn.
Den innehåller kretsar som modulator samt en demodulator.
Signalerna skickas över en differentiell kapacitiv barriär.
För båda sidor ges separat levereras.

Fördelarna med kapacitiv isolering inkluderar främst

Denna isolering kan användas för att ta bort krusningsljud
Dessa används för analoga system
Den inkluderar linjäritet och högförstärkningsstabilitet.
Det ger hög immunitet mot magnetiska ljud
Genom att använda detta kan buller undvikas.

Tillämpningarna av kapacitiv isolering innefattar främst datainsamling, gränssnittselement, övervakning av patienten, EEG och EKG.

Funktioner

De viktigaste funktionerna i isoleringsförstärkaren inkluderar huvudsakligen följande.

Spänningsmatning
Nuvarande leverans
Arbetstemperatur

Förstärkarnas spänningsförsörjning hänför sig huvudsakligen till spänningskällans intervall. Strömförsörjningen är den mängd ström som hämtas från källan till strömförsörjning eftersom det är allierat med en förstärkare. Driftstemperaturen för en förstärkare är det speciella värdet för omgivningstemperaturen.

Dessa förstärkare använder olika metoder för att minska distorsion och enorm signal icke-linjäritet som att använda en LOC (linjär optokopplare ) för att förstärka förstärkarens linjäritet över ett exakt intervall för signalen. Denna LOC inkluderar en ingångslampa ansluten till 2 fotodioder. Dessa fotodioder matar in- och utgångskretsarna.

Vid utformningen av denna förstärkare är huvuduppgiften att minska signaldriften och en isoleringsförstärkare värms upp ofta under arbetet, då kommer strömförsörjningen med kretsen att minska. Dessa förstärkare utvärderas normalt av storlek, prestanda och kostnad, varvid de tekniska nödvändigheterna är signalens stabilitet, linjäritet och högfrekventa svar. De viktigaste frågorna vid utformningen av denna förstärkare inkluderar nedbrytningsspänning och hantering av läckage.

Hur uppnås isolering?

När ingångsimpedansen hos en op-amp är extremt hög kan isoleringen orsakas. Eftersom denna krets inkluderar hög ingångsimpedans, kan minutström dras från förstärkarkretsen. Enligt Ohms lag , när motståndet är högt, kommer strömmen att dras mindre från strömförsörjningen.

isoleringsförstärkare-kretsdiagram

Därför drar en op-amp inte en betydande mängd ström från strömkällan. Så i praktiken dras ingen ström så att den överförs från en del till en annan del av kretsen. Därför fungerar denna förstärkare som en isoleringsenhet.

När ingångsimpedansen för en op-amp är låg så drar den en stor mängd ström. Ohms lag säger att om belastningsimpedans har mindre motstånd, drar den enorm ström från kraftkällan så att stora störningar kan orsakas, och detta är helt motsatt isolering. Här fungerar isoleringsförstärkaren som en buffert och de förstärker inte signalerna men ger isolering av kretsdelningar.

Applikationer för isoleringsförstärkare

Dessa förstärkare används normalt i applikationer som signalkonditionering. Detta kan använda olika bipolära, CMOS och kompletterande bipolära förstärkare som inkluderar chopper, isolering, instrumentationsförstärkare.

Eftersom flera enheter fungerar med batterier med låg effekt, annars batterier. Att välja en isoleringsförstärkare för olika applikationer beror främst på en förstärkares matningsspänningsegenskaper.

Således handlar det här om Isolationsförstärkare som kan användas för att isolera signalerna som ingång och utgång elektriskt med induktiva kopplingar. Dessa förstärkare skyddar elektriska och elektroniska komponenter från överspänningar i olika applikationer med flera kanaler. Här är en fråga till dig, vad är tillämpningen av denna förstärkare i medicintekniska produkter?