Izolace zesilovač nebo zesilovač zesílení jednoty zajišťuje izolaci od jedné části obvodu k druhé části. Energii tedy nelze v obvodu čerpat, použít a plýtvat. Hlavní funkcí tohoto zesilovače je zvýšení signálu. Stejný vstupní signál z operační zesilovač je vydáván přesně z operačního zesilovače jako výstupní signál. Tyto zesilovače se používají k zajištění elektrické bezpečnosti a izolace. Tyto zesilovače chrání pacienty před odtokem proudu. Praskají ohmickou kontinuitu elektrického signálu mezi vstupem a výstupem a pro vstup i výstup lze zajistit izolované napájení. Signály nízké úrovně lze tedy zesílit.

Co je to izolační zesilovač?

Izolační zesilovač lze definovat jako zesilovač, který nemá žádný vodivý kontakt mezi vstupními i výstupními sekcemi. V důsledku toho tento zesilovač poskytuje ohmickou izolaci mezi svorkami i / p & o / p zesilovače. Tato izolace musí mít menší průsaky a vysoké množství dielektrického průrazného napětí. Typické hodnoty odporu a kondenzátoru zesilovače mezi vstupními a výstupními svorkami jsou odpor by měl mít 10 Tera Ohmů a kondenzátor by měl mít 10 pikofaradů.

izolační zesilovač

Tyto zesilovače se často používají, když je na vstupní a výstupní straně extrémně velký rozdíl napětí v běžném režimu. V tomto zesilovači nejsou ohmické obvody od vstupní země k zemi výstupu.

Metody návrhu izolačního zesilovače

U izolačních zesilovačů se používají tři druhy návrhových metod, které zahrnují následující.

Izolace transformátoru
Optická izolace
Kapacitní izolace

1). Izolace transformátoru

Tento typ izolace používá dva signály jako PWM nebo frekvenčně modulované. Interně tento zesilovač obsahuje 20 KHz oscilátor, usměrňovač, filtr a transformátor, který zajišťuje napájení každého izolovaného stupně.

Usměrňovač se používá jako vstup do hlavního operačního zesilovače.
Transformátor spojuje napájení.
Oscilátor se používá jako vstup do sekundárního operačního zesilovače.
LPF se používá k odstranění komponent jiné frekvence.

Mezi výhody izolace transformátorů patří hlavně vysoká CMRR, linearita a přesnost.

Aplikace izolace transformátorů zahrnují hlavně lékařské, jaderné a průmyslové aplikace.

2). Optická izolace

V této izolaci lze l signál změnit z biologického na světelný pomocí VEDENÝ pro další proces. V tomto je obvod pacienta vstupním obvodem, zatímco výstupní obvod může být tvořen fototranzistorem. Tyto obvody jsou napájeny z baterie. Okruh i / p mění signál na světlo, stejně jako obvod o / p mění světlo zpět na signál.

Mezi výhody optické izolace patří zejména

Tímto způsobem můžeme získat amplitudu a původní frekvenci.
Spojuje se opticky bez nutnosti modulátoru, jinak demodulátoru.
Zvyšuje bezpečnost pacienta.

Aplikace izolace transformátorů zahrnují zejména řízení procesů v průmyslových odvětvích, sběr dat, měření biomedicíny, monitorování pacienta, prvek rozhraní, testovací zařízení, řízení SCR , atd.

3). Kapacitní izolace

Využívá frekvenční modulaci a digitální kódování vstupního napětí.
Vstupní napětí lze změnit na relativní náboj přes spínaný kondenzátor.
Zahrnuje obvody jako modulátor i demodulátor.
Signály jsou vysílány přes diferenciální kapacitní bariéru.
Pro obě strany je dodáván samostatně.

Mezi výhody kapacitní izolace patří zejména

Tuto izolaci lze použít k odstranění zvlnění
Používají se pro analogové systémy
Zahrnuje linearitu a stabilitu s vysokým ziskem.
Poskytuje vysokou imunitu proti magnetickému šumu
Tímto způsobem lze zabránit hluku.

Mezi aplikace kapacitní izolace patří zejména sběr dat, prvek rozhraní, monitorování pacienta, EEG a EKG.

Funkce

Mezi hlavní vlastnosti izolačního zesilovače patří zejména následující.

Napájecí napětí
Aktuální napájení
Provozní teplota

Napájecí napětí zesilovačů se týká hlavně rozsahu zdroje napětí. Proudový zdroj je množství proudu, které je odebíráno ze zdroje zdroj napájení protože je spojen se zesilovačem. Provozní teplota zesilovače je konkrétní hodnota teploty okolí.

Tyto zesilovače používají různé metody ke snížení zkreslení a obrovské nelinearity signálu, jako je použití LOC (lineární optočlen ) ke zvýšení linearity zesilovače v přesném rozsahu signálu. Tento LOC obsahuje vstupní LED připojenou ke 2 fotodiodám. Tyto fotodiody napájejí vstupní a výstupní obvody.

Při návrhu tohoto zesilovače je hlavním úkolem snížit drift signálu a izolační zesilovač se během práce často zahřívá, pak se sníží proudový proud v obvodu. Tyto zesilovače se obvykle hodnotí podle velikosti, výkonu a nákladů, přičemž z technických důvodů je to stabilita, linearita a vysokofrekvenční odezva signálu. Mezi hlavní obavy při navrhování tohoto zesilovače patří průrazné napětí a řízení úniku.

Jak dosáhnout izolace?

Pokud je vstupní impedance operačního zesilovače extrémně vysoká, může dojít k izolaci. Protože tento obvod zahrnuje vysokou vstupní impedanci, lze z obvodu zesilovače odebírat nepatrný proud. Podle Ohmův zákon , když je odpor vysoký, pak bude proud odebírán méně ze zdroje napájení.

diagram izolačního zesilovače - obvod

Operační zesilovač proto nečerpá významné množství proudu ze zdroje energie. V praxi tedy nedojde k odběru ani přenosu proudu z jedné části do druhé části obvodu. Proto tento zesilovač funguje jako izolační zařízení.

Když je vstupní impedance operačního zesilovače nízká, odebírá obrovské množství proudu. Ohmův zákon stanoví, že pokud má impedance zátěže menší odpor, pak odebírá obrovský proud zdrojem energie, takže může dojít k velkým poruchám, což je zcela opačné než izolace. Zde izolační zesilovač funguje jako vyrovnávací paměť a nezesilují signály, i když zajišťují izolaci rozdělení obvodů.

Aplikace izolačního zesilovače

Tyto zesilovače se běžně používají v aplikacích, jako je úprava signálu. To může využívat různé bipolární, CMOS a doplňkové bipolární zesilovače, které zahrnují chopper, izolace, přístrojové zesilovače.

Protože několik zařízení pracuje s použitím zdrojů s nízkou spotřebou energie, jinak s bateriemi. Výběr izolačního zesilovače pro různé aplikace závisí hlavně na charakteristikách napájecího napětí zesilovače.

O toto tedy jde Izolační zesilovače který lze použít k elektrické izolaci signálů, jako je vstup a výstup, pomocí indukčních vazeb. Tyto zesilovače chrání elektrické a elektronické součásti z přepětí v různých aplikacích pomocí mnoha kanálů. Zde je otázka, jaké je použití tohoto zesilovače ve zdravotnických zařízeních?