一種電氣信號采樣隔離電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種采樣隔離電路，特別是關于一種電氣設備中電氣信號采樣隔離電路。
【背景技術】
[0002]目前的隔離方法兩大類，一種是模擬量直接隔離，另一種是將模擬量轉為數字量進行數字隔離。模擬量直接隔離包括磁隔離和光電隔離。磁隔離通常采用信號調質，調質后的信號經過變壓器隔離，隔離之后的信號再經過解調，得到模擬量輸出。這種隔離方法經過了調制與解調，電路復雜，成本高。光電隔離的隔離精度取決于光耦器件，一般適用于單極性信號隔離，雙極性信號要求隔離電路比較復雜。光隔離一般采用線性光耦器件，電流傳輸增益低，隔離后輸出阻抗大，抗電磁干擾能力弱，不適于靈敏度要求較高的隔離應用，同時存在溫漂問題。數字隔離要求經過信號模擬/數字轉換后再進行隔離，結構復雜，成本高，只有在很高精度的檢測中應用。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種采樣隔離電路。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案:
[0005]一種電氣信號采樣隔離電路，該電路包括方波發生電路1、輸入信號放大反向電路2、模擬多路選擇開關3、信號反饋補償電路4和采樣輸出電路5。
[0006]方波發生電路I包括三個數字反相器Ul、U2、U3，電阻Rl和電容Cl ;其中數字反相器U1、U2、U3相串聯，電阻Rl設置在數字反相器U2、U3之間；電容Cl并聯在數字反相器U2、電阻Rl之間；輸出信號振蕩頻率由Rl和Cl確定。
[0007]輸入信號放大反向電路2包括一個跟隨器21和一個反向電路22。跟隨器21用于提高輸入阻抗，對輸入信號進行功率放大。跟隨器21中運算放大器OPl正輸入端接輸入電壓信號Vin正極，OPl負輸入端與其輸出端連接。OPl輸出端與反向電路22中的R2相連。反向電路22用于產生一個與輸入信號反向的信號，包括一個運算放大器0P2和電阻R2、R3。R2 一端接OPl輸出端，另一端接0P2負輸入端。0P2正輸入端接地GNDA。R3并聯在0P2負輸入端與0P2輸出端之間。
[0008]模擬多路選擇開關3由方波信號控制選通，電路2中的兩路方向相反的信號輸入到模擬多路選擇開關3的輸入端。方波信號為高，選通實際輸入信號，方波信號為低時，選通反向之后的信號，最終將該信號輸出到信號反饋補償電路4。模擬多路選擇開關3的一種實施例是CD4051。
[0009]信號反饋補償電路4實現輸入信號的隔離與準確輸出。變壓器Tl實現信號隔離。Tl的I號繞組Wll的驅動電路由電阻R4、運算放大器0P4、電容C2和電阻R8組成。電阻R4 —端連接模擬多路選擇開關3的輸出端，另一端連接運算放大器0P4的正輸入端，0P4的正輸入端與輸出端連接。0P4輸出端連接電容C2。電容C2、l號繞組W11、電阻R8串聯，R8另一端接地GNDA。Tl的2號繞組W12上輸出隔離后信號，經過跟隨器0P5放大后輸出到采樣輸出電路5。Tl的3號繞組W13與R5、R6、R7和運算放大器0P3組成電路對Wl2上的輸出信號進行反饋補償。電阻R9與W13并聯。
[0010]采樣輸出電路5有兩路輸入信號，一路信號來自方波發生電路1，對此信號隔離后進行采樣開關的邏輯控制；另一路信號來自信號反饋補償電路4，對該信號進行選通并放大最終作為采樣隔離電路的輸出。
[0011]采樣輸出電路5中三極管Ql與方波發生電路I的U3輸出端連接，輸入方波信號，Ql的集電極與電阻Rll串聯，Rll另一端接電源V。。。電容C3與變壓器T2的I號繞組W21串聯，并接在Ql的集電極與發射極之間。Ql發射極接地GNDA。變壓器T2的2號繞組W22與二極管Dl串聯后與電阻R12并聯，R12 一端接地GNDB，一端接驅動器U4。驅動器U4另一端用于控制開關SI。SI 一端接OP5輸出端，另一端接運算放大器OP6的正輸入端。OP6正輸入端通過電容C4接地GNDB，負輸入端與輸出端連接。OP6輸出端與地GNDB之間輸出的極最終采樣隔離后的電壓信號
[0012]本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點:
[0013]1、本實用新型具有電路結構簡單、隔離效果好的優點；
[0014]2、本實用新型采用同一路方波信號進行輸入信號邏輯控制和輸出信號的采樣控制，實現信號采樣的同步準確；
[0015]3、本實用新型的信號反饋補償電路具有較高的線性度和精度。
[0016]4、本實用新型電路適用于單極性和雙極性信號采樣隔離，應用范圍廣，選用普通的電子元件即可實現，成本很低。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的采樣隔離電路結構示意圖；
[0018]圖中:1、方波發生電路，2、輸入信號放大反向電路，3、模擬多路選擇開關，4、信號反饋補償電路，5采樣輸出電路，21、跟隨器21，22、反向電路。
【具體實施方式】
[0019]本實用新型提出一種采樣隔離電路，能夠適用各種電氣設備中需要采樣的場合。
[0020]一種采樣隔離電路，具體包括方波發生電路、輸入信號放大反向電路、模擬多路選擇開關、信號反饋補償電路、采樣輸出電路。
[0021]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0022]如圖1所示，一種電氣信號采樣隔離電路，該電路包括方波發生電路1、輸入信號放大反向電路2、模擬多路選擇開關3、信號反饋補償電路4和采樣輸出電路5。
[0023]方波發生電路I包括三個數字反相器Ul、U2、U3，電阻Rl和電容Cl ;其中數字反相器U1、U2、U3相串聯，電阻Rl設置在數字反相器U2、U3之間；電容Cl并聯在數字反相器U2、電阻Rl之間；輸出信號振蕩頻率由Rl和Cl確定。
[0024]輸入信號放大反向電路2包括一個跟隨器21和一個反向電路22。跟隨器21用于提高輸入阻抗，對輸入信號進行功率放大。跟隨器21中運算放大器OPl正輸入端接輸入電壓信號Vin正極，OPl負輸入端與其輸出端連接。OPl輸出端與反向電路22中的R2相連。反向電路22用于產生一個與輸入信號反向的信號，包括一個運算放大器0P2和電阻R2、R3。R2 一端接OPl輸出端，另一端接0P2負輸入端。0P2正輸入端接地GNDA。R3并聯在0P2負輸入端與0P2輸出端之間。
[0025]模擬多路選擇開關3由方波信號控制選通，電路2中的兩路方向相反的信號輸入到模擬多路選擇開關3的輸入端。方波信號為高，選通實際輸入信號，方波信號為低時，選通反向之后的信號，最終將該信號輸出到信號反饋補償電路4。模擬多路選擇開關3的一種實施例是CD40