Bir izolasyon amplifikatör veya bir birlik kazanç amplifikatörü, devrenin bir fraksiyonundan diğerine izolasyon sağlar. Dolayısıyla güç devre içinde çekilemez, kullanılamaz ve boşa harcanamaz. Bu amplifikatörün ana işlevi, sinyali artırmaktır. Aynı giriş sinyali op-amp tam olarak op-amp'den çıkış sinyali olarak geçer. Bu amplifikatörler, izolasyonun yanı sıra bir elektriksel güvenlik battieri sağlamak için kullanılır. Bu amplifikatörler, hastaları akım çıkışından korur. Giriş ve çıkış arasında elektrik sinyalinin omik sürekliliğini kırarlar ve hem giriş hem de çıkış için izole güç kaynağı sağlanabilir. Böylece düşük seviyeli sinyaller güçlendirilebilir.

İzolasyon Amplifikatörü nedir?

Bir izolasyon kuvvetlendiricisi, giriş ve çıkış bölümleri arasında herhangi bir iletken teması olmayan bir amplifikatör olarak tanımlanabilir. Sonuç olarak, bu amplifikatör, amplifikatörün i / p & o / p terminalleri arasında omik izolasyon sağlar. Bu izolasyon, daha az sızıntıya ve yüksek miktarda dielektrik arıza voltajına sahip olmalıdır. Amplifikatörün giriş çıkış terminalleri arasındaki tipik direnç ve kondansatör değerleri rezistördür 10 Tera Ohm ve kondansatör 10 pikofarad olmalıdır.

izolasyon kuvvetlendirici

Bu amplifikatörler, giriş ve çıkış tarafları arasında son derece büyük ortak mod voltaj eşitsizliği olduğunda sıklıkla kullanılır. Bu amplifikatörde, ohmik devre, giriş toprağından çıkış topraklamasına orada değildir.

İzolasyon Kuvvetlendirici Tasarım Yöntemleri

İzolasyon kuvvetlendiricilerinde aşağıdakileri içeren üç çeşit tasarım yöntemi kullanılmaktadır.

Trafo İzolasyonu
Optik İzolasyon
Kapasitif İzolasyon

1). Trafo İzolasyonu

Bu tür izolasyon, PWM veya frekans modülasyonlu gibi iki sinyal kullanır. Dahili olarak, bu amplifikatör, izole edilmiş her aşamaya besleme sağlamak için 20 KHz osilatör, redresör, filtre ve transformatör içerir.

Doğrultucu, ana op-amp'e bir giriş olarak kullanılır.
Transformatör beslemeyi bağlar.
Osilatör, ikincil op-amp için bir giriş olarak kullanılır.
Diğer frekansın bileşenlerini çıkarmak için bir LPF kullanılır.

Transformatör izolasyonunun avantajları temel olarak yüksek CMRR, doğrusallık ve doğruluğu içerir.

Transformatör izolasyonunun uygulamaları temel olarak tıbbi, nükleer ve endüstriyel içerir.

2). Optik İzolasyon

Bu izolasyonda, l sinyali biyolojik sinyalden ışık sinyaline değiştirilebilir. LED daha fazla işlem için. Bunda, hasta devresi giriş devresidir, oysa çıkış devresi bir fototransistör tarafından oluşturulabilir. Bu devreler bir batarya ile çalıştırılır. İ / p devresi sinyali ışığa dönüştürürken o / p devresi ışığı tekrar sinyale dönüştürür.

Optik izolasyonun avantajları başlıca şunları içerir:

Bunu kullanarak genliği ve orijinal frekansı elde edebiliriz.
Modülatör veya demodülatör gerekmeksizin optik olarak bağlanır.
Hastanın güvenliğini artırır.

Transformatör izolasyonunun uygulamaları temelde endüstrilerde proses kontrolü, veri toplama, biyomedikal ölçümleri, hastanın izlenmesi, arayüz elemanı, test ekipmanı, SCR , vb.

3). Kapasitif İzolasyon

Frekans modülasyonunu ve giriş voltajının dijital kodlamasını kullanır.
Giriş voltajı, anahtarlamalı kapasitör üzerinden bağıl yüke değiştirilebilir.
Modülatör gibi devrelerin yanı sıra bir demodülatör içerir.
Sinyaller, diferansiyel kapasitif bir bariyer üzerinden gönderilir.
Her iki taraf için ayrı tedarik verilmiştir.

Kapasitif izolasyonun avantajları temel olarak şunları içerir:

Bu izolasyon, dalgalanma seslerini gidermek için kullanılabilir
Bunlar analog sistemler için kullanılır
Doğrusallık ve yüksek kazanç kararlılığı içerir.
Manyetik gürültülere karşı yüksek bağışıklık sağlar
Bunu kullanarak gürültü önlenebilir.

Kapasitif izolasyon uygulamaları temel olarak veri toplama, arayüz öğesi, hastanın izlenmesi, EEG ve EKG'yi içerir.

Özellikleri

İzolasyon amplifikatörünün temel özellikleri temel olarak aşağıdakileri içerir.

Gerilim beslemesi
Akım kaynağı
Çalışma sıcaklığı

Amplifikatörlerin voltaj beslemesi, esas olarak voltaj kaynağı aralığını ifade eder. Mevcut arz, kaynağından alınan akım miktarıdır. güç kaynağı bir amplifikatöre bağlı olduğu gibi. Bir amplifikatörün çalışma sıcaklığı, ortam sıcaklığının belirli değeridir.

Bu amplifikatörler, distorsiyonu ve büyük sinyal doğrusal olmayanlığını azaltmak için LOC (doğrusal optokuplör ) amplifikatörün doğrusallığını kesin bir sinyal aralığında geliştirmek için. Bu LOC, 2 fotodiyota bağlı bir giriş LED'i içerir. Bu fotodiyotlar giriş ve çıkış devrelerini besler.

Bu amplifikatörü tasarlarken, sinyal kaymasını azaltmak ana görevdir ve bir izolasyon amplifikatörü çalışma boyunca sık sık ısınır, bu durumda devre ile akım beslemesi azalacaktır. Bu amplifikatörler normalde boyut, performans ve maliyet açısından değerlendirilir; teknik gereklilikler sinyalin kararlılığı, doğrusallığı ve yüksek frekanslı yanıtıdır. Bu amplifikatörü tasarlarken ana endişeler arasında arıza voltajı ve kaçak yönetimi yer alır.

İzolasyona Nasıl Ulaşılır?

Bir op-amp'in giriş empedansı çok yüksek olduğunda, izolasyona neden olabilir. Bu devre yüksek giriş empedansı içerdiğinden, amplifikatör devresinden dakika akımı çekilebilir. Göre Ohm kanunu direnç yüksek olduğunda, akım güç kaynağından daha az çekilecektir.

izolasyon-kuvvetlendirici-devre-diyagramı

Bu nedenle, bir op-amp, güç kaynağından önemli miktarda akım çekmez. Yani pratikte, devrenin bir bölümünden diğerine aktarılmasının yanı sıra çekilecek akım olmayacaktır. Bu nedenle, bu amplifikatör bir izolasyon cihazı olarak çalışır.

Bir op-amp'in giriş empedansı düşük olduğunda, çok miktarda akım çeker. Ohm yasası, yük empedansının daha az dirence sahip olması durumunda, güç kaynağı tarafından büyük bir akım çekeceğini ve böylece yüksek kesintilere neden olabileceğini belirtir ve bu, izolasyona oldukça zıttır. Burada, izolasyon kuvvetlendiricisi bir tampon gibi çalışır ve devrelerin bölünmelerini izole etmelerine rağmen sinyalleri güçlendirmezler.

İzolasyon Amplifikatör Uygulamaları

Bu amplifikatörler normalde sinyal koşullandırma gibi uygulamalarda kullanılır. Bu, kıyıcı, izolasyon, enstrümantasyon amplifikatörleri içeren farklı bipolar, CMOS ve tamamlayıcı bipolar amplifikatörleri kullanabilir.

Birkaç cihaz düşük güç kaynakları kullanarak çalıştığından, aksi takdirde piller. Farklı uygulamalar için bir izolasyon amplifikatörü seçmek, temel olarak bir amplifikatörün besleme voltajı özelliklerine bağlıdır.

Böylece, bu tamamen İzolasyon kuvvetlendiricileri endüktif kaplinler ile giriş ve çıkış gibi sinyalleri elektriksel olarak izole etmek için kullanılabilir. Bu amplifikatörler, elektrik ve elektronik bileşenler Çok sayıda kanal kullanarak farklı uygulamalardaki aşırı gerilimlerden. İşte size bir soru, bu amplifikatörün tıbbi cihazlardaki uygulaması nedir?