一种可降噪的高频信号线性光耦隔离传输电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可降噪的高频信号线性光耦隔离传输电路，包括：运算放大器N1、N2、N3，线性光耦N4、电阻器R1-R5。各组成部分通过PCB印制板导线连接。运算放大器N1、电阻器R1构成线性光耦的负反馈放大电路，运算放大器N2、电阻器R2、电阻器R3和运算放大器N3、电阻器R4、电阻器R5各自组成对偶的电流信号放大电路，将线性光耦内部电流信号放大，分别作为负反馈放大电路的输入以及线性光耦隔离运输信号输出。由于线性光耦内部电流信号量级很小，易受噪声影响，而经过放大的电流信号可有效减小噪声影响，提高传输信号的抗干扰性。同时负反馈电路采用电流放大方式，取消电容，可显著提高线性光耦带宽，隔离传输高频信号。
【专利说明】一种可降噪的高频信号线性光耦隔离传输电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高频信号线性光耦隔离传输电路，特别是一种可降噪的高频信号 线性光耦隔离传输电路。
【背景技术】
[0002] 线性光耦是一种把红外发光器件和红外接收器件以及信号处理电路等封装在同 一管座内的器件，因其良好的性能和抗干扰能力被广泛地应用于输入和输出信号的电气隔 离。在电源技术的线性隔离、电量反馈、电流传感、电量变换等场合更是发展极其迅速。但 是，在利用线性光耦的线性耦合直接对模拟信号进行隔离传输时，由于线性光耦内部发光 二极管和光敏三极管的伏安特性，使得线性光耦的"线性区"实际上比较小，尤其是反馈接 法线性光耦带宽不高，很难应用于高频模拟信号传输。同时导通电流较小，一般最大在μ A 级，很容易受到噪声干扰，导致传输信号存在失真。
[0003] 典型高精度线性光耦隔离传输电路由线性光耦N4、运算放大器N1、电阻器R1和电 容器C1构成，运算放大器N1、电阻器R1和电容器C1构成负反馈放大电路，运算放大器N1 的输入端连至线性光耦N4中光敏二极管roi的两端，输入信号通过电阻器R2连至roi的 阴极；PD2构成隔离转换电路的输出部分。其中电容器C1起反馈作用，同时降噪滤波，但是 随着频率的提高，阻抗将变小，线性光耦的初级电流增大，增益随之变大，因而电容的引入 对通道在高频时的增益有一定影响，减小电容值可以拓展带宽，但是，会影响运算放大器的 增益，同时噪声信号也不易被滤除。
【发明内容】
[0004] 本发明公开了一种可降噪的高频信号线性光耦隔离传输电路，解决典型线性光耦 隔离传输电路噪声大，高频信号传输失真的问题。
[0005] -种可降噪的高频信号线性光耦隔离传输电路，包括：运算放大器N1，电阻器R1、 电阻器R2和线性光耦N4,还包括：运算放大器N2、运算放大器N3,电阻器R3、电阻器R4和 电阻器R5,所述线性光耦N4,包括：发光二极管LED、光敏二极管PD1和光敏二极管TO2。
[0006] 输入信号Vin端与运算放大器N1的反向输入端相连，运算放大器N1的反向输入 端分别与电阻器R2的一端和电阻器R3的一端相连；运算放大器N1的正向输入端接地；电 阻器R1的一端与运算放大器N1的输出端相连，电阻器R1的另一端与线性光耦Μ的发光 二极管LED的阴极相连；线性光耦Μ的发光二极管LED的阳极接供电电源，光敏二极管H)1 的阴极与电阻器R2另一端相连，同时与运算放大器N2的正向输入端相连；线性光耦Μ的 光敏二极管PD1的阳极与运算放大器Ν2的反向输入端相连，同时与运算放大器Ν2的输出 端和电阻器R3的另一端相连；线性光耦Μ的光敏二极管PD2的阳极与运算放大器Ν3的反 向输入端相连，同时与运算放大器Ν3的输出端和电阻器R5的一端相连；线性光f禹Ν4的光 敏二极管PD2的阴极与运算放大器N3的正向输入端相连，同时与电阻器R4的一端相连；电 阻器R4的另一端和电阻器R5的另一端短接作为输出Vout。各个元器件通过印制导线连 接。
[0007] 运算放大器N1、电阻器R1构成线性光耦Μ的负反馈放大电路，运算放大器N2、电 阻器R2和电阻器R3构成电流信号放大电路，运算放大器Ν3、电阻器R4和电阻器R5构成 电流信号放大电路，两个电流信号放大电路互为对偶关系；将线性光耦Ν4内部电流信号放 大，分别作为负反馈放大电路的输入以及线性光耦Ν4隔离运输信号输出。
[0008] 由于线性光耦内部电流信号量级很小，易受噪声影响，而经过放大的电流信号可 有效减小噪声影响，提高传输信号的抗干扰性。同时负反馈电路采用电流放大方式，取消电 容，可显著提高线性光耦带宽，隔离传输高频信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1 一种可降噪的高频信号线性光耦隔离传输电路。
【具体实施方式】
[0010] 一种可降噪的高频信号线性光耦隔离传输电路，包括：运算放大器Ν1，电阻器R1、 电阻器R2和线性光耦M，还包括：运算放大器Ν2、Ν3,电阻器R3、电阻器R4和电阻器R5,其 中，线性光耦M，包括：发光二极管LED、光敏二极管PD1和光敏二极管TO2。
[0011] 输入信号Vin端与运算放大器N1的反向输入端相连，运算放大器N1的反向输入 端分别与电阻器R2的一端和电阻器R3的一端相连；运算放大器N1的正向输入端接地；电 阻器R1的一端与运算放大器N1的输出端相连，电阻器R1的另一端与线性光耦Μ的发光 二极管LED的阴极相连；线性光耦Μ的发光二极管LED的阳极接供电电源，光敏二极管H)1 的阴极与电阻器R2另一端相连，同时与运算放大器N2的正向输入端相连；线性光耦Μ的 光敏二极管PD1的阳极与运算放大器Ν2的反向输入端相连，同时与运算放大器Ν2的输出 端和电阻器R3的另一端相连；线性光耦Μ的光敏二极管PD2的阳极与运算放大器Ν3的反 向输入端相连，同时与运算放大器Ν3的输出端和电阻器R5的一端相连；线性光f禹Ν4的光 敏二极管PD2的阴极与运算放大器N3的正向输入端相连，同时与电阻器R4的一端相连；电 阻器R4的另一端和电阻器R5的另一端短接作为输出Vout。各个元器件通过印制导线连 接。
[0012] 运算放大器N1、电阻器R1构成线性光耦的负反馈放大电路，运算放大器N2、电阻 器R2和电阻器R3构成电流信号放大电路，运算放大器N3、电阻器R4和电阻器R5构成电流 信号放大电路，两个电流信号放大电路互为对偶关系；将线性光耦内部电流信号放大，分别 作为负反馈放大电路的输入以及线性光耦隔离运输信号输出。由于线性光耦内部电流信号 量级很小，易受噪声影响，而经过放大的电流信号可有效减小噪声影响，提高传输信号的抗 干扰性。同时负反馈电路采用电流放大方式，取消电容，可显著提高线性光耦带宽，隔离传 输高频信号。
[0013] 本发明可有效解决线性光耦噪声干扰影响，并拓展带宽实现线性光耦高频应用。
【权利要求】
1. 一种可降噪的高频信号线性光耦隔离传输电路，包括：运算放大器N1，电阻器R1、电 阻器R2和线性光耦N4,其特征在于还包括：运算放大器N2、运算放大器N3,电阻器R3、电阻 器R4和电阻器R5,所述线性光耦N4,包括：发光二极管LED、光敏二极管PD1和光敏二极管 PD2 ； 输入信号Vin端与运算放大器N1的反向输入端相连，运算放大器N1的反向输入端分 别与电阻器R2的一端和电阻器R3的一端相连；运算放大器N1的正向输入端接地；电阻器 R1的一端与运算放大器N1的输出端相连，电阻器R1的另一端与线性光稱N4的发光二极 管LED的阴极相连；线性光耦N4的发光二极管LED的阳极接供电电源，光敏二极管PD1的 阴极与电阻器R2另一端相连，同时与运算放大器N2的正向输入端相连；线性光耦Μ的光 敏二极管PD1的阳极与运算放大器Ν2的反向输入端相连，同时与运算放大器Ν2的输出端 和电阻器R3的另一端相连；线性光耦Μ的光敏二极管PD2的阳极与运算放大器Ν3的反向 输入端相连，同时与运算放大器Ν3的输出端和电阻器R5的一端相连；线性光稱Ν4的光敏 二极管PD2的阴极与运算放大器Ν3的正向输入端相连，同时与电阻器R4的一端相连；电阻 器R4的另一端和电阻器R5的另一端短接作为输出Vout ;各个元器件通过印制导线连接； 运算放大器N1、电阻器R1构成线性光耦Μ的负反馈放大电路，运算放大器N2、电阻器 R2和电阻器R3构成电流信号放大电路，运算放大器Ν3、电阻器R4和电阻器R5构成电流信 号放大电路，两个电流信号放大电路互为对偶关系；将线性光耦Ν4内部电流信号放大，分 别作为负反馈放大电路的输入以及线性光耦Ν4隔离运输信号输出。
【文档编号】H03K19/14GK104124959SQ201410358017
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】杨帆, 李力生 申请人:北京机械设备研究所