光電隔離電路的作用是在電隔離的情況下.doc

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1、光電隔離電路的作用是在電隔離的情況下,以光為媒介傳送信號，對輸入和輸出電路可以進行隔離，因而能有效地抑制系統(tǒng)噪聲，消除接地回路的干擾，有響應速度較快、壽命長、體積小耐沖擊等好處，使其在強-弱電接口，特別是在微機系統(tǒng)的前向和后向通道中獲得廣泛應用。電壓、電流、溫度、壓力、應力及流量等測量是工業(yè)及過程控制應用中的重要組成部分。此類應用環(huán)境常會涉及危險級電壓、瞬態(tài)信號、共模電壓及不穩(wěn)定地電位，可能會損壞測量系統(tǒng)，降低測量精度。為了克服以上缺陷，工業(yè)應用中的測量系統(tǒng)設計會加入電氣隔離。本白皮書集中討論模擬測量中的隔離，解答隔離應用中的常見問題，

2、還將涉及不同隔離方式的技術實現(xiàn)。目錄1.理解隔離2.對隔離的需求3.實現(xiàn)隔離的方法4.模擬隔離與數(shù)字隔離5.總結理解隔離電氣意義上的隔離是將暴露于危險電壓1的傳感器信號與測試系統(tǒng)的低壓背板隔開。隔離能夠提供許多優(yōu)勢，包括：·保護昂貴設備、用戶及數(shù)據(jù)不受瞬態(tài)電壓的危及。·改善噪聲抑制能力·消除接地環(huán)路·提高共模電壓抑制隔離型測量系統(tǒng)為模擬前端和系統(tǒng)底板提供分離的接地面，將傳感器的測量與系統(tǒng)的其它部分隔離開。隔離前端的接地是懸空的引腳，可工作于大地接地以外的電壓。圖1為模擬電壓測量設備。傳感器地與測試系統(tǒng)地之間的任何共模電壓都能被抑制，從而

3、避免了接地環(huán)路的引起和噪聲對傳感器線路造成影響。對隔離的需求以下的測量系統(tǒng)需要考慮隔離：·與危險電壓鄰接·可能產(chǎn)生瞬態(tài)電壓的工業(yè)環(huán)境·存在共模電壓或不穩(wěn)定地電位的環(huán)境·電氣噪聲環(huán)境，如存在工業(yè)電機·瞬態(tài)敏感的應用，必須避免在測量系統(tǒng)中出現(xiàn)電壓尖峰工業(yè)測量、過程控制、及自動化測試是存在共模電壓、高瞬態(tài)電壓、及電氣噪聲的典型應用。具有隔離的測量設備能夠在嚴酷環(huán)境下提供可靠的測量。針對與患者直接接觸的醫(yī)療設備，隔離能夠有效避免設備中瞬態(tài)功率的傳輸。根據(jù)用戶對電壓及數(shù)據(jù)率的要求，隔離測量可以有多種選擇。用戶可選擇用于筆記本、桌面PC、工業(yè)PC、

4、PXI、平板PC、及CompactPCI的插入式板，它具有內(nèi)置隔離或外置信號調(diào)理。用戶也可通過可編程自動控制器(PACs)及USB測量系統(tǒng)來實現(xiàn)隔離測量。實現(xiàn)隔離的方法隔離要求信號通過隔離阻障傳輸，不能有直接電氣連接。常用的非接觸式信號傳輸器件有發(fā)光二極管(LED)、電容、電感等。此類器件的基本原理即是最常見的三種隔離技術：光電、電容、及電感耦合。光電隔離LED能在通電時發(fā)光。光電隔離利用LED與光電探測設備實現(xiàn)隔離阻障，通過光來傳輸信號。光電探測設備接受LED發(fā)出的光信號，再將其轉(zhuǎn)換成原始電信號。圖3.光電隔離光電隔離是最常用的隔離方

5、法。使用光電隔離的優(yōu)勢是能夠避免電氣與磁場噪聲。而缺點則是傳輸速度受限于LED的轉(zhuǎn)換速度、高功率散射及LED磨損。