专利名称：单电源隔离放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种放大器，具体的说，涉及了一种单电源隔离放大器。
背景技术：
在数据采集领域，由于有些采集对象处在高压环境下，为了安全和可靠起见，数据 处理芯片往往要和采集对象进行电隔离；如图1所示，现有隔离放大器被设计成电隔离形 式的放大器，放大器的B部分与数据处理芯片Ul相连，并用内部电源VCC供电，放大器的A 部分与被测对象JC相连，采用直流隔离电源U2供电。目前，常见的隔离放大器大部分采用上述电路结构，而市场上出现的所谓单电源 隔离放大器，实际上是把直流隔离电源集成进了放大器芯片或模块内部，在实际使用中，不 难发现由于每个隔离放大器都要一个单独的直流隔离电源，势必存在电路结构复杂、可靠 性降低、成本增高的问题；为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种结构简单、可靠性高、成本低 的单电源隔离放大器。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种单电源隔离放大器，它包括 光电耦合管T1A、光电耦合管T1B、运算放大器A、直流电源VCC、电阻R1、电阻R2、电阻R3、 电阻R4、电阻R5、可调电阻RW、电容Cl和电容C2 ；其中，所述电阻Rl —端连接所述光电耦 合管TlA的阳极，所述光电耦合管TlA的发射极分别连接所述电阻R3 —端、所述电阻R2 — 端和所述电容Cl 一端，所述电阻R2另一端和所述电容Cl另一端分别接地；所述光电耦合 管TlB的发射极分别连接所述电阻R4 —端、所述电阻R5 —端和所述电容C2 —端，所述电 阻R5另一端和所述电容C2另一端分别接地；所述电阻R3另一端连接所述运算放大器A的 正极，所述电阻R4另一端连接所述运算放大器A的负极，所述运算放大器A的输出端连接 所述光电耦合管TlB的阳极，所述光电耦合管TlB的阴极连接所述可调电阻RW—端，所述 可调电阻RW另一端接地；所述运算放大器A的电源端、所述光电耦合管TlA的集电极和所 述光电耦合管TlB的集电极分别连接所述直流电源VCC，所述电阻Rl另一端和所述光电耦 合管TlA的阴极作为单电源隔离放大器的输入端，所述可调电阻RW的可调端作为单电源隔 离放大器的输出端。基于上述，所述电阻Rl和所述可调电阻RW的阻值相同，所述电阻R2和所述电阻 R5的阻值相同，所述电阻R3和所述电阻R4的阻值相同，所述电容Cl和所述电容C2的电容 值相同，所述光电耦合管TlA与所述光电耦合管TlB相同。本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，该单电源隔 离放大器只用一个内部电源供电即可，电路结构简单，工作可靠，造价低，特别适合环境恶 劣的工作场合，如高压、强干扰场合。
图1是现有隔离放大器的电路结构示意图2是本发明所述单电源隔离放大器的电路结构示意图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。如图2所示，一种单电源隔离放大器，它包括光电耦合管T1A、光电耦合管T1B、运 算放大器A、直流电源VCC、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可调电阻RW、电容Cl 和电容C2 ；其中，所述电阻Rl—端连接所述光电耦合管TlA的阳极，所述光电耦合管TlA的 发射极分别连接所述电阻R3 —端、所述电阻R2 —端和所述电容Cl 一端，所述电阻R2另一 端和所述电容Cl另一端分别接地；所述光电耦合管TlB的发射极分别连接所述电阻R4 — 端、所述电阻R5 —端和所述电容C2 —端，所述电阻R5另一端和所述电容C2另一端分别接 地；所述电阻R3另一端连接所述运算放大器A的正极，所述电阻R4另一端连接所述运算放 大器A的负极，所述运算放大器A的输出端连接所述光电耦合管TlB的阳极，所述光电耦合 管TlB的阴极连接所述可调电阻RW—端，所述可调电阻RW另一端接地；所述运算放大器A 的电源端、所述光电耦合管TlA的集电极和所述光电耦合管TlB的集电极分别连接所述直 流电源VCC，所述电阻Rl另一端和所述光电耦合管TlA的阴极作为单电源隔离放大器的输 入端，所述可调电阻RW的可调端作为单电源隔离放大器的输出端。基于上述，所述电阻Rl和所述可调电阻RW的阻值相同，所述电阻R2和所述电阻 R5的阻值相同，所述电阻R3和所述电阻R4的阻值相同，所述电容Cl和所述电容C2的电容 值相同，所述光电耦合管TlA与所述光电耦合管TlB相同。本发明采用一个单电源运算放大器和一个双光电耦合管，其工作原理如下当运 算放大器A处于正常工作范围时，根据运算放大器的特性可知，电阻R3、电阻R4上电流很 小，因此压降趋于0，且Vl V2;f (V, t)为光电耦合管与输入电压V、环境温度t有关的 一个非线性函数，由此可知=Vl=^f (Vi，t)Vi，V2=K2f (Vo，t)Vo，进而得到VO= ^f (Vi, t) / K2f (Vo，t) *Vi ；当取RW=R1，R5=R2, R4=R3, C1=C2时，由于两个光电耦合管是用于同 一工艺封装的在同一个芯片内，即，当外界使用条件相同时，可以近似的认为f (Vi，t) ^ f (Vo，t)，进而得到Vo=K1 / K2*Vi=K*Vi ；进一步说，输出Vo和输入Vi可以近似的认为成线 性关系。在电子围栏、污水处理终端等多个项目中，其使用测试结果的非线性误差均小于 1%，这对于绝大多数场合已能满足要求。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽 管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然 可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发 明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种单电源隔离放大器，其特征在于它包括光电耦合管T1A、光电耦合管T1B、运算 放大器A、直流电源VCC、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可调电阻RW、电容Cl 和电容C2 ；其中，所述电阻Rl—端连接所述光电耦合管TlA的阳极，所述光电耦合管TlA的 发射极分别连接所述电阻R3 —端、所述电阻R2 —端和所述电容Cl 一端，所述电阻R2另一 端和所述电容Cl另一端分别接地；所述光电耦合管TlB的发射极分别连接所述电阻R4 — 端、所述电阻R5 —端和所述电容C2 —端，所述电阻R5另一端和所述电容C2另一端分别接 地；所述电阻R3另一端连接所述运算放大器A的正极，所述电阻R4另一端连接所述运算放 大器A的负极，所述运算放大器A的输出端连接所述光电耦合管TlB的阳极，所述光电耦合 管TlB的阴极连接所述可调电阻RW —端，所述可调电阻RW另一端接地；所述运算放大器A 的电源端、所述光电耦合管TlA的集电极和所述光电耦合管TlB的集电极分别连接所述直 流电源VCC，所述电阻Rl另一端和所述光电耦合管TlA的阴极作为单电源隔离放大器的输 入端，所述可调电阻RW的可调端作为单电源隔离放大器的输出端。
2.根据权利要求1所述的单电源隔离放大器，其特征在于所述电阻Rl和所述可调电 阻RW的阻值相同，所述电阻R2和所述电阻R5的阻值相同，所述电阻R3和所述电阻R4的 阻值相同，所述电容Cl和所述电容C2的电容值相同，所述光电耦合管TlA与所述光电耦合 管TlB相同。
全文摘要
本发明提供一种单电源隔离放大器，它包括光电耦合管T1A、光电耦合管T1B、运算放大器A、直流电源VCC、5只电阻、可调电阻RW、电容C1和电容C2；电阻R1一端连接光电耦合管T1A的阳极，光电耦合管T1A的发射极分别通过电阻R2和电容C1接地，光电耦合管T1B的发射极分别通过电阻R5和电容C2接地；光电耦合管T1A的发射极通过电阻R3连接运算放大器A的正极，光电耦合管T1B的发射极通过电阻R4连接运算放大器A的负极，运算放大器A的输出端连接光电耦合管T1B的阳极，光电耦合管T1B的阴极连接可调电阻RW一端，可调电阻RW另一端接地。该放大器具有结构简单、可靠性高、成本低的优点。
文档编号H03F3/68GK102148606SQ201110133450
公开日2011年8月10日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者曲保章, 陆杭 申请人:浙江亚卫通科技有限公司