一种高线性、低增益温漂的隔离放大器的制作方法

1.本实用新型涉及一种隔离放大器，特别涉及一种高线性、低增益温漂的隔离放大器。


背景技术：

2.高线性、低增益温漂的隔离放大器是一种二端变压器耦合的器件，它能实现对输入和输出的隔离。隔离放大器的输入、输出和供电电源电路之间没有直接的电连接关系，采用变压器耦合的方式实现连接。因此被广泛应用于多通道数据采集系统、电流短路测量、电机控制信号的处理与隔离及低漂移输入放大器等方面。
3.现有的隔离放大器体积大，抗干扰性差。在信号传输的过程中，常因强干扰的引入使放大电路的输出有着很强的干扰背景，甚至将有用的信号淹没，造成系统无法正常工作。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高线性、低增益温漂的隔离放大器，能够在输出端重现输入信号，其信号损失小，抗干扰性强。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种高线性、低增益温漂的隔离放大器，包括振荡电路、整流和滤波电路、放大器电路、调制器电路、解调器电路及二个变压器，所述振荡电路的信号输出端通过第一变压器耦合与整流和滤波电路的电源输入端电联接，用于产生设定频率的方波电压信号传给整流和滤波电路；所述整流和滤波电路的电源输出端分别与放大器电路、调制器电路和解调器电路的电源输入端电联接，用于输出
±
7.5直流电压作为放大器电路、调制器电路和解调器电路的供电电源；所述放大器电路的反相输入端为所述高线性、低增益温漂的隔离放大器的正弦信号输入端，放大器电路的输出端与调制器电路的信号输入端连接，用于实现输入信号经过放大器电路的反相输出及调制器电路的幅度调节后产生幅度可调的调幅信号；所述调制器电路的输出端通过第二变压器耦合连接解调器电路；用于实现调制器电路输出的调幅信号经第二变压器耦合输出到解调器电路，通过解调器电路输出端重现输入信号。
7.作为进一步优选，所述二个变压器采用进口铁氧体环形磁芯pc40p7/4z-52s0.09mm励磁导线绕制而成。
8.作为进一步优选，所述整流和滤波电路包括二极管d11、d12，电阻r5、r6和电容c2、c3，其中二极管d11正极和二极管d12负极连接在整流和滤波电路的电源输入端，电阻r6和电容c2组成rc并联电路连接在二极管d11的负极与接地端之间，电阻r5和电容c3组成另一个rc并联电路连接在二极管d12的正极与接地端之间；通过二极管d11的负极端和二极管d12的正极端分别引出 7.5v的直流电压输出端vdd和-7.5v的直流电压输出端vss。
9.作为进一步优选，所述放大器包括第一运放u1a及二极管d3、d4、d5和d6，二极管d3、d4反向串联在第一运放u1a的反相输入端与接地端之间，二极管d6、d5反向串联在第一运放u1a的正相输入端与接地端之间，用于保护第一运放u1a，防止输入信号过大损坏第一
运放。
10.作为进一步优选，所述振荡电路包括振荡器芯片u4、电阻r7和电容c7，其中振荡器芯片u4采用hef4047，电阻r7连接在振荡器芯片u4的2脚和3脚之间，电容c7连接在振荡器芯片u4的1脚和3脚之间；振荡器芯片u4的10脚为信号输出端，用于连接第一变压器。
11.作为进一步优选，所述调制器电路包括第二运放u1b和第一多路开关芯片u2以及电阻r1、r2、r3、r4和二极管d1、d2，所述第一多路开关芯片u2采用cd4016，其6脚和5脚连接后通过电阻r3连接第一变压器的输出端，其8脚与所述放大器电路的输出端连接并引出反馈端，其12脚和3脚连接后通过电阻r4连接直流电压vdd，其9脚连接第二运放u1b的正相输入端，第二运放u1b的反相输入端通过电阻r2连接第一运放u1a的输出端，第二运放u1b的输出端通过电阻r1连接其反相输入端。
12.作为进一步优选，所述解调器电路包括第二多路开关芯片u3和二极管d7、d8、d9、d10及电容c4、c5，其中第二多路开关芯片u3的10脚连接第二变压器的次级绕组一端，第二变压器的次级绕组另一端通过电容c4连接解调器电路输出端，并通过电容c5连接第二多路开关芯片u3的4脚；第二多路开关芯片u3的4脚通过反向连接的二极管d10、d9接地，其3、5、9、11脚相互连接并与所述振荡器芯片的11脚连接，其6脚连接所述振荡器芯片的10脚，其12脚连接所述振荡器芯片的2脚，其8脚连接所述解调器电路输出端，二极管d8、d7反向连接在所述解调器电路输出端与接地端之间。
13.本实用新型的有益效果为：
14.1、通过二个变压器分别耦合隔离振荡电路与整流和滤波电路以及调制器电路和解调器电路，既可切断输入侧和输出侧电路间的直接联系，避免干扰混入输出信号，又可使有用信号畅通无阻；具有精度高、功耗低、共模性能好、体积小和价格低等特点。
15.2、采用的二个变压器为温度不敏感器件，在信息传输过程中，信号的损失小，实现输出端重现输入信号；有效提高了电路的线性度，降低整个电路的增益及其温漂指标，从而实现整个产品低增益温漂的特性；使产品在信号远距离传输过程中不失真，提高了产品的精度及准确性。
附图说明
16.图1是本实用新型的电路方框图。
17.图2是本实用新型的电路原理图。
18.图中：振荡电路1，第一变压器2，整流和滤波电路3，放大器电路4，调制器电路5，第二变压器6，解调器电路7。
具体实施方式
19.为了更加清楚完整的说明本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
20.如图1-图2所示，本实用新型涉及的一种高线性、低增益温漂的隔离放大器，包括振荡电路1、整流和滤波电路3、放大器电路4、调制器电路5、解调器电路7及二个变压器，所述振荡电路的信号输出端通过第一变压器2耦合与整流和滤波电路的电源输入端电联接，用于产生一定频率的方波电压信号传给整流和滤波电路；所述整流和滤波电路的电源输出
端分别与放大器电路、调制器电路和解调器电路的电源输入端电联接，用于输出
±
7.5直流电压作为放大器电路、调制器电路和解调器电路的供电电源；所述放大器电路的反相输入端为所述隔离放大器的正弦信号输入端，放大器电路的输出端与调制器电路的信号输入端连接，用于实现输入信号经过放大器电路的反相输出及调制器电路的幅度调节后产生一定幅度的调幅信号；所述调制器电路的输出端通过第二变压器6耦合连接解调器电路；用于实现调制器电路输出的调幅信号经第二变压器6耦合输出到解调器电路，通过解调器电路输出端重现输入信号。
21.所述振荡电路1包括振荡器芯片u4、电阻r7和电容c7，其中振荡器芯片u4采用hef4047，电阻r7连接在振荡器芯片u4的2脚和3脚之间，电容c7连接在振荡器芯片u4的1脚和3脚之间；振荡器芯片u4的10脚为信号输出端，用于连接第一变压器2。
22.所述整流和滤波电路3包括二极管d11、d12，电阻r5、r6和电容c2、c3，其中二极管d11正极和二极管d12负极连接在整流和滤波电路的电源输入端，电阻r6和电容c2组成rc并联电路连接在二极管d11的负极与接地端之间，电阻r5和电容c3组成另一个rc并联电路连接在二极管d12的正极与接地端之间；通过二极管d11的负极端和二极管d12的正极端分别引出 7.5v的直流电压输出端vdd和-7.5v的直流电压输出端vss。
23.所述放大器电路4包括第一运放u1a及二极管d3、d4、d5和d6，二极管d3、d4反向串联在第一运放u1a的反相输入端与接地端之间，二极管d6、d5反向串联在第一运放u1a的正相输入端与接地端之间，用于保护第一运放u1a，防止输入信号过大损坏第一运放u1a。
24.所述调制器电路5包括第二运放u1b和第一多路开关芯片u2以及电阻r1、r2、r3、r4和二极管d1、d2，所述第一多路开关芯片u2采用cd4016，其6脚和5脚相互连接后通过电阻r3连接第一变压器2的输出端，其8脚与放大器电路的输出端连接并引出反馈端，其12脚和3脚连接后通过电阻r4连接所述直流电压vdd，其9脚连接第二运放u1b的正相输入端，第二运放u1b的反相输入端通过电阻r2连接第一运放u1a的输出端，第二运放u1b的输出端通过电阻r1连接其反相输入端。所述第一运放u1a和第二运放u1b采用一个运放芯片lf353。
25.所述二个变压器采用进口铁氧体环形磁芯pc40p7/4z-52s 0.09mm励磁导线绕制而成。所述第一变压器2的初级绕组两端连接在振荡器芯片u4的10脚与接地端之间，第一变压器2的次级绕组连接在整流和滤波电路的电源输入端与接地端之间。第二变压器6的初级绕组一端通过电容连接在第二运放u1b的输出端，第二变压器6的初级绕组另一端接地。
26.所述解调器电路7包括第二多路开关芯片u3和二极管d7、d8、d9、d10及电容c4、c5，其中第二多路开关芯片u3的10脚连接第二变压器6的次级绕组一端，第二变压器6的次级绕组另一端通过电容c4连接解调器电路输出端，并通过电容c5连接第二多路开关芯片u3的4脚；第二多路开关芯片u3的4脚通过反向连接的二极管d10、d9接地，其3、5、9、11脚相互连接并与所述振荡器芯片u4的11脚连接，其6脚连接所述振荡器芯片u4的10脚，其12脚连接所述振荡器芯片u4的2脚，其8脚连接所述解调器电路输出端，二极管d8、d7反向连接在所述解调器电路输出端与接地端之间。
27.工作时， 15v直流电源接到振荡器芯片的电源vcc引脚，使振荡器芯片工作，产生幅度为
±
7.5v、频率为25khz的方波电压信号，通过第一变压器2的耦合，经整流和滤波电路输出
±
7.5v直流电压vdd和vss，作为放大器电路、调制器电路和解调器电路的供电电源。
28.将放大器电路的第一运放u1a的同相输入端接地，在放大器电路的第一运放u1a的
反相输入端外加正弦信号，经过放大器电路的反相输出及调制器电路的幅度调节后产生一定幅度的调幅信号，再经第二变压器6耦合输出到解调器电路，经解调器电路完成解调后由输出端重现输入信号，将输入信号还原出来，完成整个电路的功能。
29.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。