一种信号隔离器以及调试信号隔离器的方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种信号隔离器。该信号隔离器包括一个隔离电源模块、一个光电耦合模块和一个线性调节模块，线性调节模块包括第一电阻、第二电阻、第一可变电阻和第二可变电阻，第一可变电阻的第一端为线性调节模块的输入端，接收光电耦合模块的输出信号，第二端接地；第二可变电阻的第一端接地，第二端接收正电源；第一电阻的第一端连接第一可变电阻的可变端，第二端连接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端连接第二可变电阻的可变端；从第一电阻的第二端为线性调节模块的输出端，输出信号隔离器的输出信号。根据本发明实施例，提高信号隔离器的输出信号与输入信号之间的线性关系的准确度。本发明实施例还公开了一种调试信号隔离器的方法。
【专利说明】一种信号隔离器以及调试信号隔离器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业测控领域，特别是涉及一种信号隔离器以及调试信号隔离器的方法。
【背景技术】
[0002]在工业测控现场，从传感器(或者仪表、微控制单元)输出的模拟信号通常要经过信号隔离、转换后再输入到中央控制器(或执行机构)中。信号隔离器可以使中央处理器既能够准确的检测到从传感器输出的模拟信号，又能使中央处理器与传感器之间实现电气隔离。
[0003]信号隔离器在工业测控现场使用的信号流程图如图1所示。其中，信号隔离器左侦_地(即图1中的GND1)与右侧的地(即图1中的GND2)和电源(即图1中的VCC2)之间是电气隔离的。信号隔离器的输出信号(即图1中的V0UT)与输入信号(即图1中的VIN)之间在整个量程范围内的线性关系的准确性是非常重要的。
[0004]目前，一种信号隔离器是采用V/F-F/V进行隔离，即，先通过V/F变换器将输入的电压信号转换为频率信号，再通过脉冲变压器将频率信号转换为电压信号，最后输出电压信号，从而达到电压隔离输出的功能。
[0005]但是，出于成本的考虑，这种信号隔离器通常需要使用大量的运算放大器自行构建V/F变换器，从而导致信号隔离器中的元器件较多，电路比较复杂、故障率较高，可靠性较差。此外，这种信号隔离器使用了脉冲变压器，由于脉冲变压器的元件参数的影响，导致信号隔离器的输出信号与输入信号之间的线性关系较差(即，无法保证输出信号与输入信号之间具有准确、五偏差的线性关系)，进而，在信号隔离器的调试阶段，工程人员也很难调试输出信号与输入信号之间的线性关系。
[0006]另一种信号隔离器是采用光电耦合进行隔离，S卩，信号隔离器由隔离电源模块和光电耦合模块构成，其中，光电耦合模块中的主要元件是光电耦合芯片，而隔离电源模块向所述信号隔离器提供隔离前和隔离后的两套独立的电源和地，以便位于所述光电耦合模块中的光电耦合芯片两侧的电路分别使用隔离前和隔离后的电源和地。由于不需要使用大量的运算放大器，因此，这种信号隔离器中的元器件较少，电路比较简单、故障率较低，可靠性较好。
[0007]但是，在实现本发明的过程中，本发明的发明人发现现有技术中至少存在如下问题:即使采用线性的光电耦合芯片，由于受到线性光电耦合芯片本身在工艺精度上的偏差、其它元件的非线性以及一些电阻参数的偏差等原因的影响，信号隔离器的输出信号与输入信号之间的线性关系的准确度也会存在一定的偏差，很难甚至无法达到要求的准确度。
【发明内容】
[0008]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种信号隔离器以及调试信号隔离器的方法，以提高信号隔离器的输出信号与输入信号之间的线性关系的准确度，从而使得调试过程简单方便。
[0009]本发明实施例公开了如下技术方案:
[0010]一种信号隔离器，除了包括一个隔离电源模块和一个光电耦合模块，所述信号隔离器还包括:一个线性调节模块，其中，
[0011]所述隔离电源模块，用于向所述信号隔离器提供隔离前和隔离后的两套独立的电源和地，以便位于所述光电耦合模块中的光电耦合芯片两侧的电路分别使用隔离前和隔离后的电源和地；
[0012]所述线性调节模块包括第一电阻、第二电阻、第一可变电阻和第二可变电阻；
[0013]所述第一可变电阻的第一端为所述线性调节模块的输入端，接收所述光电耦合模块的输出信号，第二端接地；
[0014]所述第二可变电阻的第一端接地，第二端连接正电源；
[0015]所述第一电阻的第一端连接所述第一可变电阻的可变端，第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第二可变电阻的可变端；
[0016]所述第一电阻的第二端为所述线性调节模块的输出端，输出所述信号隔离器的输出信号。
[0017]优选的，所述第一电阻和第二电阻的阻值相等。
[0018]优选的，所述光电耦合模块为线性的光电耦合模块。
[0019]优选的，所述信号隔离器还包括:第一电压跟随模块和第二电压跟随模块，其中，
[0020]所述第一电压跟随模块的输入端接收所述信号隔离器的输入信号，输出端连接所述光电稱合模块的输入端；
[0021]所述第二电压跟随模块的输入端连接所述线性调节模块的输出端，输出端输出所述信号隔离器的输出信号。
[0022]优选的，所述隔离电源模块包括:隔离电源芯片、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容和瞬态抑制二极管，其中，
[0023]所述第一电容的第一端连接所述隔离电源芯片的正输入端，第二端连接所述隔离电源芯片的负输入端；
[0024]所述瞬态抑制二极管的第一端连接所述隔离电源芯片的正输入端，第二端连接所述隔离电源芯片的负输入端；
[0025]所述第二电容的第一端连接所述隔离电源芯片的正输出端，第二端连接所述隔离电源芯片的接地端；
[0026]所述第三电容的第一端连接所述隔离电源芯片的接地端，第二端连接所述隔离电源芯片的负输出端；
[0027]所述第三电阻的第一端连接所述隔离电源芯片的正输出端，第二端连接所述隔离电源芯片的接地端；
[0028]所述第四电阻的第一端连接所述隔离电源芯片的接地端，第二端连接所述隔离电源芯片的负输出端；
[0029]所述隔离电源芯片的正输入端连接外部的正电源，负输入端连接外部的地，正输出端向外部输出与所述外部的正电源电气隔离的正电源，负输出端外向部输出与所述外部的正电源电气隔离的负电源，接地端向外部输出与所述外部的地电气隔离的地。
[0030]优选的，所述线性的光电耦合模块包括:线性的光电耦合芯片、第一运算放大器、第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第四电容和第五电容，其中，
[0031]所述第五电阻的第一端为所述线性的光电耦合模块的输入端，第二端连接所述第一运算放大器的负输入端；
[0032]所述第四电容的第一端连接所述第一运算放大器的负输入端，第二端连接所述第一运算放大器的输出端；
[0033]所述第一运算放大器的正输入端接地；
[0034]所述第六电阻的第一端连接所述第一运算放大器的输出端，第二端连接所述线性的光电耦合芯片中发光二极管的阴极；
[0035]所述线性的光电耦合芯片中发光二极管的阳极连接正电源，所述线性的光电耦合芯片中第一光敏二极管的阴极连接所述第一运算放大器的负输入端，第一光敏二极管的阳极接地，所述线性的光电耦合芯片中第二光敏二极管的阴极连接所述第二运算放大器的负输入端，第二光敏二极管的阳极连接所述第二运算放大器的正输入端；
[0036]所述第二运算放大器的正输入端接地；
[0037]所述第七电阻的第一端连接所述第二运算放大器的负输入端，第二端连接所述第二运算放大器的输出端；
[0038]所述第五电容的第一端连接所述第二运算放大器的负输入端，第二端连接所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端为所述线性的光电耦合模块的输出端。
[0039]优选的，所述第五电阻与第七电阻的阻值相等。
[0040]优选的，所述第一电压跟随模块或第二电压跟随模块包括:第八电阻和第三运算放大器，其中，
[0041]所述第八电阻的第一端为所述第一电压跟随模块或所述第二电压跟随模块的输入端，第二端连接所述第三运算放大器的正输入端；
[0042]所述第三运算放大器的负输入端连接所述第三运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的输出端为所述第一电压跟随模块或所述第二电压跟随模块的输出端。
[0043]一种对前述的任意一种信号隔离器进行线性调试的方法，所述方法包括:
[0044]将所述信号隔离器的输入电压值设置为量程范围的最小值，调节所述第一可变电阻的阻值，直到所述信号隔离器的输出电压值与输入电压值之间达到预设的线性关系；
[0045]将所述信号隔离器的输入电压值重新设置为量程范围内的最大值，调节所述第二可变电阻的阻值，直到所述信号隔离器的输出电压值与输入电压值之间达到预设的线性关系O
[0046]优选的，所述输入电压值的量程为[0，10]。
[0047]由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0048]通过线性调节模块对光电耦合模块(特别是线性的光电耦合模块)的校正，可以提高信号隔离器的输出信号与输入信号之间的线性关系的准确度。
[0049]并且，由于该信号隔离器没有使用大量的运算放大器，电路简单，故障率低，可靠性高。
[0050]另外，由于该信号隔离器由于没有使用脉冲变压器，因此，也不会存在零点漂移的问题。
[0051]针对该信号隔离器，仅通过两步调试，即可使信号隔离器的输出信号与输入信号之间具有既定的线性关系，调试简单方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0053]图1为信号隔离器在工业测控现场使用的信号流程图；
[0054]图2为本发明一种信号隔离器的一个实施例的结构图；
[0055]图3为本发明的信号隔离器中一种线性调节模块的结构图；
[0056]图4为本发明的信号隔离器中一种线性的光电耦合模块的结构图；
[0057]图5为本发明一种信号隔离器的另一个实施例结构图；
[0058]图6为本发明的信号隔离器中一种电压跟随模块的结构图；
[0059]图7为本发明的信号隔离器中一种隔离电源模块的结构图；
[0060]图8为本发明的一种调试信号隔离器的方法一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0061]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
[0062]装置实施例
[0063]请参阅图2，其为本发明一种信号隔离器的一个实施例的结构图，该信号隔离器20除了包括一个隔离电源模块21和一个光点耦合模块22之外，还包括一个线性调节模块23，所述隔离电源模块，用于向所述信号隔离器提供隔离前和隔离后的两套独立的电源和地，以便位于所述光电耦合模块22中的光电耦合芯片两侧的电路分别使用隔离前和隔离后的电源和地。
[0064]例如，位于光电耦合模块22中的光电耦合芯片左侧的电路使用隔离后的电源和地，而位于光电耦合模块22中的光电耦合芯片右侧的电路使用隔离前的电源和地。当然，还可以是，位于光电耦合模块22中的光电耦合芯片左侧的电路使用隔离前的电源，而位于光电耦合模块22中的光电耦合芯片右侧的电路使用隔离后的电源和地。
[0065]其中，如图3所示，以位于光电耦合模块22中的光电耦合芯片左侧的电路使用隔离后的电源(±15v)和地(GND2),而位于光电稱合模块22中的光电稱合芯片右侧的电路使用隔离前的电源(+15v)和地(GNDl)为例，线性调节模块23包括电阻R1、电阻R2(电阻Rl和电阻R2为阻值固定的电阻)、可变电阻R3和可变电阻R4 ；
[0066]可变电阻R3的第一端为线性调节模块23的输入端,接收光电稱合模块22的输出信号，可变电阻R3的第二端接地；
[0067]可变电阻R4的第一端接地，可变电阻R4的第二端连接正电源；
[0068]电阻Rl的第一端连接可变电阻R3的可变端，电阻Rl的第二端连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接可变电阻R4的可变端；
[0069]电阻Rl的第二端为线性调节模块23的输出端，输出信号隔离器20的输出信号。
[0070]在本发明的一个优选实施方式中，光电耦合模块22为线性的光电耦合模块。
[0071]请参阅图4所示，其为本发明的信号隔离器中一种线性的光电耦合模块的结构图，仍旧以位于光电耦合模块22中的光电耦合芯片左侧的电路使用隔离后的电源(±15v)和地(GND2)，而位于光电耦合模块22中的光电耦合芯片右侧的电路使用隔离前的电源(+15v)和地(GNDl)为例，该线性的光电耦合模块30包括:线性的光电耦合芯片31 (例如，HCNR200)、运算放大器N1、运算放大器N2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容Cl和电容C2 ;其中，
[0072]电阻R5的第一端为线性的光电耦合模块30的输入端，电阻R5的第二端连接运算放大器NI的负输入端；
[0073]电容Cl的第一端连接运算放大器NI的负输入端，电容Cl的第二端连接运算放大器NI的输出端；
[0074]运算放大器NI的正输入端接地；
[0075]电阻R6的第一端连接运算放大器NI的输出端，电阻R6的第二端连接线性的光电耦合芯片31中发光二极管的阴极(例如HCNR200的I管脚)；
[0076]线性的光电耦合芯片31中发光二极管的阳极(例如HCNR200的2管脚)连接正电源，线性的光电耦合芯片31中第一光敏二极管的阴极(例如HCNR200的3管脚)连接运算放大器NI的负输入端，第一光敏二极管的阳极(例如HCNR200的4管脚)接地，线性的光电耦合芯片31中的第二光敏二极管的阴极(例如HCNR200的6管脚)连接运算放大器N2的负输入端，第二光敏二极管的阳极(例如HCNR200的5管脚)连接运算放大器N2的正输入端；
[0077]运算放大器N2的正输入端接地；
[0078]电阻R7的第一端连接运算放大器N2的负输入端，电阻R7的第二端连接运算放大器N2的输出端；
[0079]电容C2的第一端连接运算放大器N2的负输入端，电容C2的第二端连接运算放大器N2的输出端,运算放大器N2的输出端为线性的光电I禹合模块30的输出端。
[0080]上述的运算放大器NI和N2可以为TL074，也可以为LM358。
[0081]显然，对于线性的光电稱合模块30来说,其输出电压(Voutl)与输入电压(Vinl)在数值上具有如下关系:
[0082]Voutl = K3XR4/R2XVinl
[0083]其中，K3由线性的光电耦合芯片本身的工艺决定，接近于I。如果电阻R2和R4的阻值相等，该线性的光电耦合模块30的输出电压Voutl与Vinl在理论上是相等。但是，受到线性光电耦合芯片本身在工艺精度上的偏差、其它元件的非线性以及一些电阻参数的偏差等原因的影响，Voutl与Vinl的比值一般在0.9-1.1之间，即，两者存在一定的偏差，并不是完全准确的线性关系。而通过后续的线性调节模块，完全可以补偿这个偏差。
[0084]可以理解的，在线性调节模块中，由电阻R1、电阻R2、可变电阻R3和可变电阻R4共同组成了一个分压网络。如果线性调节模块23的输入电压和输出电压之间的线性关系为:Vout2 = kVin2+b，其中，Vin2为线性调节模块23的输入电压，Vout3为线性调节模块的输出电压，通过调节可变电阻R3和R4就可以调节k和b的值，从而使整个信号隔离器的总输入电压与总输出电压之间达到既定的线性关系。
[0085]需要说明的是，在本发明的技术方案中，隔离电源模块为光电耦合芯片左右两侧的电路分别提供电气隔离的电源，可以采用现有技术中的任意一种隔离电源模块，后面将对隔离电源模块的内部结构进行详细说明。
[0086]为了进一步避免信号隔离器在如图1所示的系统中对其它电路造成干扰，更优选的一种实现方式是，提高整个信号隔离器的输入阻抗，降低整个信号隔离器的输出阻抗。因此，需要在信号隔离器的最前端和最后端分别设置一个电压跟随模块。请参阅图5所示，其为本发明一种信号隔离器的另一个实施例结构图。其中，信号隔离器20还进一步包括:第一电压跟随模块24和第二电压跟随模块25 ;其中，
[0087]第一电压跟随模块24的输入端接收信号隔离器的输入信号，第一电压跟随模块24的输出端连接光电耦合模块22的输入端；
[0088]第二电压跟随模块24的输入端连接线性调节模块的输出端，第二电压跟随模块24的输出端输出信号隔离器的输出信号。
[0089]可以理解的，当在线性调节模块23后设置一个电压跟随模块25后，线性调节模块的输出电压为0，如果可变电阻R4的第二端接收+15v的直流电压，由KCL定律可以推导出:
[0090](15XZero-Vout3)/R2 = (Vout_Vin3 X Scale)/Rl ;其中，Vin3 为线性调节模块 23的输入电压，Vout3为线性调节模块的输出电压，Scale和Zero分别为可变电阻R3和R4的分压比。
[0091]在本发明的另一个优选实施方式中，电阻Rl和R2的阻值相等。因此，经过对上式的整理，可以得到:
[0092]Vout3 = Scale/2XVin3+Zero/2X 15
[0093]通过观察可以发现，Vout3为Vin3的一次线性函数，线性的光电耦合模块22的输出电压Vout2也为输入电压Vin2的近似一次线性函数，因此，只要调节可变电阻R3和R4就可以实现信号隔离器电路的总输出与总输入之间满足既定的线性函数关系。假设Vin的范围是0-10V，则通过调节可变电阻R3和R4，Vout可以输出0-12.5V。
[0094]需要说明的是，在本发明的技术方案中，可以采用现有技术中的任意一种电压跟随模块。例如，如图6所述的电压跟随模块50，该电压跟随模块50包括:电阻R8和运算放大器N3 ;其中，
[0095]电阻R8的第一端为电压跟随模块50的输入端，电阻R8的第二端连接运算放大器N3的正输入端；
[0096]运算放大器N3的负输入端连接运算放大器N3的输出端，运算放大器N3的输出端为电压跟随模块50的输出端。
[0097]在本发明实施例中，提供了一种隔离电源模块的实现方式。请参阅图7所示，其为本发明的信号隔离器中一种隔离电源模块的结构图。在图7中，该隔离电源模块隔离前的电源和地分别为+15v和GND1，隔离后的电源和地分别为土 15v和GND2。其中，该线性的光电耦合模块60包括:隔离电源芯片61 (例如，DCP0151OTB)、电阻R9、电阻R10、电容C3、电容C4、电容C5和瞬态抑制二极管Vl (例如，P6KE18CA);其中，
[0098]电容C3的第一端连接隔离电源芯片61的正输入端(例如DCP01515DB的I管脚)，电容C3的第二端连接隔离电源芯片61的负输入端(例如DCP0151OTB的2管脚)；
[0099]瞬态抑制二极管Vl的第一端连接隔离电源芯片61的正输入端，瞬态抑制二极管Vl的第二端连接隔离电源芯片的负输入端；
[0100]电容C4的第一端连接隔离电源芯片61的正输出端(例如DCP01515DB的6管脚)，电容C4的第二端连接隔离电源芯片61的接地端(例如DCP0151OTB的5管脚);
[0101]电容C5的第一端连接隔离电源芯片61的接地端，电容C5的第二端连接隔离电源芯片61的负输出端(例如DCP01515DB的7管脚)；
[0102]电阻R9的第一端连接隔离电源芯片61的正输出端，电阻R9的第二端连接隔离电源芯片61的接地端；
[0103]电阻RlO的第一端连接隔离电源芯片61的接地端，电阻RlO的第二端连接隔离电源芯片61的负输出端；
[0104]隔离电源芯片61的正输入端连接外部的正电源，负输入端连接外部的地，正输出端向外部输出与外部的正电源电气隔离的正电源，负输出端向外输出与外部的正电源电气隔离的负电源，接地端向外部输出与所述外部的地电气隔离的地。
[0105]例如，隔离电源芯片61的正输入端连接外部的正电源为+15v，负输入端连接外部的模拟地GND1，从隔离电源芯片61的正输出端和负输出端分别向外部输出与外部的正电源+15v电气隔离的±15v电源，接地端向外部输出与外部的模拟地GNDl电气隔离的模拟地GND2。线性的光电耦合芯片右侧的所有电路可以使用外部的+15v电源和GNDl供电，线性的光电I禹合芯片左侧的所有电路可以使用隔离电源芯片61输出的±15v电源和GND2供电，最终实现了电源上的隔离。
[0106]由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0107]通过线性调节模块对光电耦合模块(特别是线性的光电耦合模块)的校正，可以提高信号隔离器的输出信号与输入信号之间的线性关系的准确度。
[0108]并且，由于该信号隔离器没有使用大量的运算放大器，电路简单，故障率低，可靠性高。
[0109]另外，由于该信号隔离器由于没有使用脉冲变压器，因此，也不会存在零点漂移的问题。
[0110]针对该信号隔离器，仅通过两步调试，即可使信号隔离器的输出信号与输入信号之间具有既定的线性关系，调试简单方便。
[0111]方法实施例
[0112]针对装置实施例中提供的各种结果的信号隔离器，请参阅图8，其为本发明的一种调试信号隔离器的方法一个实例例的流程图，包括以下步骤:
[0113]步骤801:将信号隔离器的输入电压值设置为量程范围内的最小值，调节可变电阻R4，直到信号隔离器的输出电压值与输入电压值之间达到预设的线性关系。
[0114]步骤802:将信号隔离器的输入电压值重新设置为量程范围内的最大值，调节可变电阻R3，直到信号隔离器的输出电压值与输入电压值之间达到预设的线性关系。
[0115]例如，信号隔离器的输入电压值的量程范围为0-10V，输出电压与输入电压之间预设的线性关系为:
[0116]Vout 总=0.5 X Vin 总
[0117]即，当输入电压为Ov时，输出电压为0v，当输入电压为1v时，输出电压为5v。
[0118]首先将输入电压值设置为Ov，调节R4同时监测输出电压值，直到为Ov为止。之后，再将输入电压值重新设置为10v，调节R3同时监测输出电压值，直到为5v为止。可见，通过两步即可完成电路调试，调试非常简单。
[0119]对于调试完毕的信号隔离器，通过输入不同的电压监测相对的输出电压，两者的数据如下表所示。在整个范围内，实际的输出电压值与理想的输出电压值之间的误差小于
0.5%，呈现出非常理想的性能。
[0120]
【权利要求】
1.一种信号隔离器，包括一个隔离电源模块和一个光电稱合模块，其特征在于，所述信号隔离器还包括:一个线性调节模块，其中， 所述隔离电源模块，用于向所述信号隔离器提供隔离前和隔离后的两套独立的电源和地，以便位于所述光电耦合模块中的光电耦合芯片两侧的电路分别使用隔离前和隔离后的电源和地； 所述线性调节模块包括第一电阻、第二电阻、第一可变电阻和第二可变电阻； 所述第一可变电阻的第一端为所述线性调节模块的输入端，接收所述光电耦合模块的输出信号，第二端接地； 所述第二可变电阻的第一端接地，第二端连接正电源； 所述第一电阻的第一端连接所述第一可变电阻的可变端，第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第二可变电阻的可变端； 所述第一电阻的第二端为所述线性调节模块的输出端，输出所述信号隔离器的输出信号。
2.根据权利要求1所述的信号隔离器，其特征在于，所述第一电阻和第二电阻的阻值相等。
3.根据权利要求1所述的信号隔离器，其特征在于，所述光电耦合模块为线性的光电耦合模块。
4.根据权利要求1所述的信号隔离器，其特征在于，所述信号隔离器还包括:第一电压跟随模块和第二电压跟随模块，其中， 所述第一电压跟随模块的输入端接收所述信号隔离器的输入信号，输出端连接所述光电耦合模块的输入端； 所述第二电压跟随模块的输入端连接所述线性调节模块的输出端，输出端输出所述信号隔离器的输出信号。
5.根据权利要求1所述的信号隔离器，其特征在于，所述隔离电源模块包括:隔离电源芯片、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容和瞬态抑制二极管，其中， 所述第一电容的第一端连接所述隔离电源芯片的正输入端，第二端连接所述隔离电源芯片的负输入端； 所述瞬态抑制二极管的第一端连接所述隔离电源芯片的正输入端，第二端连接所述隔离电源芯片的负输入端； 所述第二电容的第一端连接所述隔离电源芯片的正输出端，第二端连接所述隔离电源芯片的接地端； 所述第三电容的第一端连接所述隔离电源芯片的接地端，第二端连接所述隔离电源芯片的负输出端； 所述第三电阻的第一端连接所述隔离电源芯片的正输出端，第二端连接所述隔离电源芯片的接地端； 所述第四电阻的第一端连接所述隔离电源芯片的接地端，第二端连接所述隔离电源芯片的负输出端； 所述隔离电源芯片的正输入端连接外部的正电源，负输入端连接外部的地，正输出端向外部输出与所述外部的正电源电气隔离的正电源，负输出端外向部输出与所述外部的正电源电气隔离的负电源，接地端向外部输出与所述外部的地电气隔离的地。
6.根据权利要求3所述的信号隔离器，其特征在于，所述线性的光电耦合模块包括:线性的光电耦合芯片、第一运算放大器、第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第四电容和第五电容，其中， 所述第五电阻的第一端为所述线性的光电耦合模块的输入端，第二端连接所述第一运算放大器的负输入端； 所述第四电容的第一端连接所述第一运算放大器的负输入端，第二端连接所述第一运算放大器的输出端； 所述第一运算放大器的正输入端接地； 所述第六电阻的第一端连接所述第一运算放大器的输出端，第二端连接所述线性的光电耦合芯片中发光二极管的阴极； 所述线性的光电耦合芯片中发光二极管的阳极连接正电源，所述线性的光电耦合芯片中第一光敏二极管的阴极连接所述第一运算放大器的负输入端，第一光敏二极管的阳极接地，所述线性的光电耦合芯片中第二光敏二极管的阴极连接所述第二运算放大器的负输入端，第二光敏二极管的阳极连接所述第二运算放大器的正输入端； 所述第二运算放大器的正输入端接地； 所述第七电阻的第一端连接所述第二运算放大器的负输入端，第二端连接所述第二运算放大器的输出端； 所述第五电容的第一端连接所述第二运算放大器的负输入端，第二端连接所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端为所述线性的光电耦合模块的输出端。
7.根据权利要求6所述的信号隔离器，其特征在于，所述第五电阻与第七电阻的阻值相等。
8.根据权利要求2所述的信号隔离器，其特征在于，所述第一电压跟随模块或第二电压跟随模块包括:第八电阻和第三运算放大器，其中， 所述第八电阻的第一端为所述第一电压跟随模块或所述第二电压跟随模块的输入端，第二端连接所述第三运算放大器的正输入端； 所述第三运算放大器的负输入端连接所述第三运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的输出端为所述第一电压跟随模块或所述第二电压跟随模块的输出端。
9.一种对权利要求1至8中任意一项所述的信号隔离器进行线性调试的方法，其特征在于，所述方法包括: 将所述信号隔离器的输入电压值设置为量程范围的最小值，调节所述第一可变电阻的阻值，直到所述信号隔离器的输出电压值与输入电压值之间达到预设的线性关系； 将所述信号隔离器的输入电压值重新设置为量程范围内的最大值，调节所述第二可变电阻的阻值，直到所述信号隔离器的输出电压值与输入电压值之间达到预设的线性关系。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述输入电压值的量程为[0，10]。
【文档编号】G08C19/00GK104135275SQ201410342559
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】杨洪彪, 田新智, 柴猛, 邹惟涛 申请人:沈阳东软医疗系统有限公司