專利名稱：高帶寬線性隔離模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及模擬信號隔離模塊，尤其是涉及高帶寬線性隔離模塊。
背景技術(shù)：
基于安全、抗干擾考慮，在許多系統(tǒng)中模擬信號的傳遞都涉及電氣隔離問題， 例如示波器，當(dāng)需要用示波器的兩個通道同時觀察一個隔離變壓器的初級和次級 信號，如果示波器的兩個通道沒有采取電氣隔離措施，勢必造成隔離變壓器初級 和次級之間產(chǎn)生電氣連接而造成意想不到的嚴(yán)重后果。目前，在模擬信號隔離方 面，低頻線性隔離多由隔離放大器或線性光耦合器和運算放大器及外圍電路組成，
但其工作頻率一般在lMHz以下;高頻線性隔離多采取寬帶變壓器和運算放大器及 外圍電路來實現(xiàn)，其工作頻率一般在幾十KHz以上；但適應(yīng)于0-100MHz以上帶寬 的線性隔離裝置或模塊目前還不多見。
實用新型內(nèi)容
本實用新型目的在于提供一種體積小、成本低的高帶寬線性隔離模塊。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型可采取下述技術(shù)方案
本實用新型所述的高帶寬線性隔離模塊，它包括線性光耦合器、寬帶變壓器、 運算放大器和兩個求和電路；所述運算放大器的同相輸入端為信號輸入端，其輸 出端通過電阻與所述線性光耦合器的電光轉(zhuǎn)換端電連接；所述線性光耦合器的光 電轉(zhuǎn)換端分別通過電阻與各自的供電電源電連接，所述寬帶變壓器的初級線圈通 過電容和電阻串聯(lián)后與運算放大器輸出端電連接，其兩個次極線圈分別與所述兩 個求和電路的輸入端電連接；兩求和電路的另一輸入端分別與線性光耦合器的兩 個光電轉(zhuǎn)換端電連接； 一個求和電路輸出端通過電阻與運算放大器的反相輸入端 電連接；另一個求和電路的輸出端為信號輸出端。
所述寬帶變壓器的初、次級線圈的匝數(shù)之比為1:1:1;所述電阻的阻值相等; 所述電源幅值相等。
本實用新型優(yōu)點在于采用體積小、價格低的微型元件實現(xiàn)增益G4的模擬信 號的高帶寬線性電氣隔離。同時制作時可把電路封裝為一整體結(jié)構(gòu)作為一個隔離 放大器使用。

圖1是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式

如圖所示，本實用新型所述的高帶寬線性隔離模塊，它包括線性光耦合器u、
寬帶變壓器T、運算放大器A1和兩個求和電路A2、 A3;所述運算放大器A1的同相輸入端為本模塊的信號輸入端，其輸出端通過電阻R4與所述線性光耦合器U的電光轉(zhuǎn)換端D1電連接；所述線性光耦合器U的光電轉(zhuǎn)換端D2、 D3分別通過電阻R1、 R2與各自的供電電源VCC1、 VCC2電連接，所述寬帶變壓器T的初級線圈Nl通過電容C和電阻R3串聯(lián)后與運算放大器Al輸出端電連接，其兩個次極線圈N2、 N3分別與所述兩個求和電路A2、 A3的輸入端V1、 V3電連接，寬帶變壓器T的初、次級線圈N1、 N2、 N3的匝數(shù)之比為1:1:1;兩求和電路A2、 A3的另一輸入端V2、 V4分別與線性光耦合器U的兩個光電轉(zhuǎn)換端電連接；求和電路A2輸出端V。1通過電阻R6與運算放大器Al的反相輸入端電連接；求和電路A3的輸出端V。2為本模塊的信號輸出端。
本實用新型的電路工作原理如下
該電路的信號有兩個通道， 一個低頻通道和一個高頻通道，信號中高頻成分通過寬帶變壓器T到達求和電路A2的VI輸入端和求和電路A3的V3輸入端；
同樣，信號中的低頻成分通過線性光耦合器U到達求和電路A2的V2輸入端和求和電路A3的V4輸入端；VI輸入端和V2輸入端的信號經(jīng)求和電路A2求和后輸出到其輸出端Vol; V3輸入端和V4輸入端的信號經(jīng)求和電路A3求和后輸出到其輸出端Vo2;由于線性光耦合器U和寬帶變壓器T的工作頻率存在部分重疊區(qū)域，所以整個帶寬的信號都可以到達兩求和電路A2、 A3的輸出端Vo1、 Vo2點；由于電路中元件參數(shù)的誤差總是存在，所以把求和電路A2的輸出端Vol點的信號反饋給運算放大器A1的反相輸入端與同相輸入端的輸入信號Vi進行比較，運算放大器A1根據(jù)求和電路A2的輸出端Vol電壓與輸入信號Vi的電壓偏差調(diào)整其輸出幅度，最終使求和電路A2的輸出電壓Vol^輸入信號Vi的電壓(相對于隔離前的參考GND1);由于VCC1々CC2， R1=R2,因此求和電路A3輸出端Vo2的電壓(相對于隔離后的參考GND2)等于求和電路A2輸出端Vo1的電壓(相對于隔離前的參考GND1 )，從而實現(xiàn)增益G=l的模擬信號的高帶寬線性電氣隔離。
權(quán)利要求1、一種高帶寬線性隔離模塊，它包括線性光耦合器(U)、寬帶變壓器(T)、運算放大器(A1)和兩個求和電路(A2、A3)；其特征在于所述運算放大器(A1)的同相輸入端為信號輸入端，其輸出端通過電阻(R4)與所述線性光耦合器(U)的電光轉(zhuǎn)換端(D1)電連接；所述線性光耦合器(U)的光電轉(zhuǎn)換端(D2、D3)分別通過電阻(R1、R2)與各自的供電電源(VCC1、VCC2)電連接，所述寬帶變壓器(T)的初級線圈(N1)通過電容(C)和電阻(R3)串聯(lián)后與運算放大器(A1)輸出端電連接，其兩個次極線圈(N2、N3)分別與所述兩個求和電路(A2、A3)的輸入端(V1、V3)電連接；兩求和電路(A2、A3)的另一輸入端(V2、V4)分別與線性光耦合器(U)的兩個光電轉(zhuǎn)換端電連接；求和電路(A2)輸出端(V01)通過電阻(R6)與運算放大器(A1)的反相輸入端電連接；求和電路(A3)的輸出端(V02)為信號輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高帶寬線性隔離模塊，其特征在于所述寬帶變壓器(T)的初、次級線圈(Nl、 N2、 N3)的匝數(shù)之比為1:1:1;所述電阻(Rl、 R2)的阻值相等；所述電源(VCC1、 VCC2)幅值相等。
專利摘要本實用新型公開了一種高帶寬線性隔離模塊，包括線性光耦合器、寬帶變壓器、運算放大器和兩個求和電路；運算放大器同相輸入端為信號輸入端，其輸出端通過電阻與線性光耦合器的電光轉(zhuǎn)換端電連接；線性光耦合器的光電轉(zhuǎn)換端分別通過電阻與各自的供電電源電連接，寬帶變壓器的初級線圈通過電容和電阻串聯(lián)后與運算放大器輸出端電連接，其兩個次級線圈分別與兩個求和電路的輸入端電連接；兩求和電路的另一輸入端分別與線性光耦合器的兩個光電轉(zhuǎn)換端電連接；一個求和電路輸出端通過電阻與運算放大器的反相輸入端電連接；另一個求和電路的輸出端為信號輸出端。本實用新型優(yōu)點在于采用體積小、價格低的微型元件實現(xiàn)增益G＝1的模擬信號的高帶寬線性電氣隔離。
文檔編號H03F3/38GK201355808SQ200920088479
公開日2009年12月2日 申請日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者張興杰 申請人:張興杰