專利名稱：模擬信號隔離檢測電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測電路，尤其是一種模擬信號隔離檢測電路，屬于信號檢測電路的技術領域。
背景技術：
工業(yè)控制的環(huán)境苛刻，可靠性要求極高。一般傳感器與控制器的輸入之間信號連接需要做電氣隔離，防止一方的故障損壞另一方，防止長距離電纜引入干擾，還可以解決電勢差導致的測量錯誤等。上述問題完全可以采用本設計解決，另外本設 計也可用于控制主機與多臺需要相互電氣隔離的輔助子機之間信號連接。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種模擬信號隔離模擬檢測電路，其結構簡單，成本低，檢測精度高，功耗低，適應范圍廣，安全可靠。按照本實用新型提供的技術方案，所述模擬信號隔離檢測電路，包括鏡像電流源，所述鏡像電流源包括第一運算放大器及第二光耦，所述第一運算放大器的反相端通過第一電容與第一運算放大器的輸出端相連；第一運算放大器的輸出端與第一光耦一次回路的第一端相連，第一光耦一次回路的第二端與第二光耦一次回路的第一端相連，第二光耦一次回路的第二端通過第二電阻接地；第二光耦二次回路的第一端與第一電壓相連，第二光耦二次回路的第二端與第一運算放大器的反相端相連，且第二光耦二次回路的第二端通過第三電阻與第二電壓相連；第一光耦二次回路的第一端與第一電壓相連，第一光耦二次回路的第二端與第二運算放大器的同相端相連，且第一光耦二次回路的第二端還通過第一電阻與第二電壓相連，第二運算放大器的反相端與第二運算放大器的輸出端相連；第一光耦與第二光耦)具有相同的傳輸比及溫度系數(shù)。所述第一電阻的阻值與第三電阻的阻值相同。所述第一運算放大器的同相端與信號輸入端接口相連，第二運算放大器的輸出端與信號輸出端接口相連。所述第一電壓為+12V電壓，第二電壓為-12V電壓。本實用新型的優(yōu)點輸入電壓經(jīng)過第一運算放大器與第二光耦組成具有溫度補償?shù)溺R像電流源，再將電流轉化為電壓輸出的電路，實現(xiàn)了模擬信號的1:1隔離傳輸；傳輸速度較快，同樣適合于IKHz以下低頻交流信號的隔離檢測，結構簡單，成本低，檢測精度高，功耗低，適應范圍廣，安全可靠。

圖I為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。[0010]如圖I所示本實用新型模擬信號隔離檢測電路包括鏡像電流源，所述鏡像電流源包括第一運算放大器UlA及第二光耦U3，所述第一運算放大器UlA的同相端與信號輸入端接口 INPUTDC1相連，所述第一運算放大器UlA的反相端通過第一電容Cl與第一運算放大器UlA的輸出端相連；第一運算放大器UlA的輸出端與第一光I禹U2 —次回路的第一端相連，第一光稱U2 —次回路的第二端與第二光稱U3 —次回路的第一端相連,第二光稱U3 —次回路的第二端通過第二電阻R2接地；第二光耦U3 二次回路的第一端與第一電壓相連，第二光耦U3 二次回路的第二端與第一運算放大器UlA的反相端相連，且第二光耦U3 二次回路的第二端通過第三電阻R3與第二電壓相連；第一光耦U2 二次回路的第一端與第一電壓相連，第一光耦U2 二次回路的第二端與第二運算放大器U4A的同相端相連，且第一光耦U2二次回路的第二端還通過第一電阻Rl與第二電壓相連，第二運算放大器U4A的反相端與第二運算放大器U4A的輸出端相連，第二運算放大器U4A的輸出端與信號輸出端接口 0UTPUT1相連，第一光稱U2與第二光稱U3具有相同的傳輸比及溫度系數(shù)。 所述第一電阻Rl的阻值與第三電阻R3的阻值相同。所述第一電壓為+12V電壓，第二電壓為-12V電壓。本實用新型實施例中第一光耦U2—次回路是指光耦的輸入回路，第一光耦U2的二次回路是指光耦的傳輸輸出回路；第一光耦U2 —次回路的第一端為光耦內(nèi)發(fā)光二極管的陽極端，第一光耦U2 —次回路的第二端為光耦經(jīng)過內(nèi)發(fā)光二極管的陰極端；第一光耦U2 二次回路第一端是指光耦內(nèi)光控三極管的集電極端，第一光耦U2 二次回路第二端是指光耦內(nèi)光控三極管的發(fā)射極端。第二光耦U3的管腳情況與第一光耦U2對應，此處不再詳述。本實用新型實施例中第一光耦U2，第二光耦U3為同型號同批次的光耦，保證具有相同的傳輸比CTR和相同的溫度系數(shù)K，圖I中虛線左邊為信號的輸入側，右邊為信號的輸出側，第一運算放大器UlA和第二光耦U3同時組成一個負反饋電路，使得第一運算放大器UlA的反相端輸入電壓跟隨第一運算放大器UlA的同相端的輸入電壓變化，第一運算放大器UlA的反相端電壓變化形成第三電阻R3的電流變化。由于第一光稱U2,第二光稱U3是同一個型號，所以傳輸比是一致的，且第一光耦U2及第二光耦U3的發(fā)光側是串聯(lián)的，所以流過第一光耦U2及第二光耦U3輸入側的電流也是一致的，那么流過第一電阻Rl，第三電阻R3的電流也是一致的，又由于第一電阻Rl與第三電阻R3的阻值是相同的，那么在第一電阻Rl上的電壓也是與第三電阻R3上的電壓一致，第一電阻Rl上的電壓經(jīng)過第二運算放大器U4A輸出一個較強的信號，第二運算放大器U4A構成電壓跟隨器，從而不受檢測端的阻抗影響。第一電容Cl的作用是防止電路震蕩，提聞電路穩(wěn)定性。本實用新型檢測電路的傳輸比為I :1，具體傳輸過程可以通過下述推導描述。具體為設流經(jīng)第一光耦U2及第二光耦U3的電流為If (第一光耦U2和第二光耦U3串聯(lián)，因此第一光耦U2和第二光耦U3的電流相同)，溫度系數(shù)為K1 ;第一運算放大器UlA同相端的輸入電壓為V1，第一運算放大器UlA反相端的電壓為V2 ;第二運算放大器U4A的同相端電壓為V3 ;第二運算放大器U4A輸出端的電壓為V4 ;第一光耦U2的傳輸比是CTR2，第二光耦U3的傳輸比是CTR3 ;第一光耦U2和第二光耦U3的溫度系數(shù)都為K1 ；由此可以得到V2=WCTR2*!^V3=If*K1*CTR3*R3由于第一光稱U2和第二光稱U3是同一個批次同一型號的線性光稱,且溫度系數(shù)一致，所以 CTR2 = CTR3 ；又由于R1=R3所以V2=V3且又因SV1=V2 ,V3=V4所以V1 = V4，實現(xiàn)了模擬信號的1:1隔離傳輸，并且不受外界溫度的影響。本實用新型電路結構簡單，元器件常用易采購，功耗低，電路成本 低；第一光耦U2、第二光耦U3的傳輸特性受溫度影響，采用同一個型號，同一個批次的線性光耦即可正常工作，只要第一光耦U2，第二光耦U3在繪制PCB版圖時就近放置，使其溫度同步變化，從而形成了溫度補償，解決了光耦受溫度的影響。
權利要求1.一種模擬信號隔離檢測電路，其特征是包括鏡像電流源，所述鏡像電流源包括第一運算放大器(UlA)及第二光耦(U 3)，所述第一運算放大器(UlA)的反相端通過第一電容(Cl)與第一運算放大器(UlA)的輸出端相連；第一運算放大器(UlA)的輸出端與第一光率禹(U2) —次回路的第一端相連,第一光稱(U2) —次回路的第二端與第二光稱(U3) —次回路的第一端相連，第二光耦(U3)—次回路的第二端通過第二電阻(R2)接地；第二光耦(U3)二次回路的第一端與第一電壓相連，第二光耦(U3) 二次回路的第二端與第一運算放大器(UlA)的反相端相連，且第二光耦(U3) 二次回路的第二端通過第三電阻(R3)與第二電壓相連；第一光稱(U2) 二次回路的第一端與第一電壓相連,第一光稱(U2) 二次回路的第二端與第二運算放大器(U4A)的同相端相連，且第一光耦(U2) 二次回路的第二端還通過第一電阻(Rl)與第二電壓相連，第二運算放大器(U4A)的反相端與第二運算放大器(U4A)的輸出端相連；第一光稱(U2)與第二光稱(U3)具有相同的傳輸比及溫度系數(shù)。
2.根據(jù)權利要求I所述的模擬信號隔離檢測電路，其特征是所述第一電阻(Rl)的阻值與第三電阻(R3)的阻值相同。
3.根據(jù)權利要求I所述的模擬信號隔離檢測電路，其特征是所述第一運算放大器(UlA)的同相端與信號輸入端接口(INPUTDC1)相連，第二運算放大器(U4A)的輸出端與信號輸出端接口(0UTPUT1)相連。
4.根據(jù)權利要求I所述的模擬信號隔離檢測電路，其特征是所述第一電壓為+12V電壓，第二電壓為-12V電壓。
專利摘要本實用新型涉及一種模擬信號隔離檢測電路，其包括鏡像電流源，鏡像電流源包括第一運算放大器及第二光耦，第一運算放大器的輸出端與第一光耦相連，第一光耦與第二光耦串聯(lián)，第二光耦一次回路的第二端通過第二電阻接地；第二光耦二次回路的第一端與第一電壓相連，第二光耦二次回路的第二端與第一運算放大器的反相端相連，且通過第三電阻與第二電壓相連；第一光耦二次回路的第一端與第一電壓相連，第二端與第二運算放大器的同相端相連并通過第一電阻與第二電壓相連，第二運算放大器的反相端與第二運算放大器的輸出端相連。本實用新型結構簡單，成本低，檢測精度高，功耗低，安全可靠。
文檔編號G01R15/22GK202757980SQ20122042645
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權日2012年8月27日
發(fā)明者蔡鋒, 卞敬榮 申請人:無錫安邦電氣有限公司