光电耦合器与常用信号放大电路详解

本章重点介绍了光电耦合式检测电路，这是一种常用于隔离信号并增强信号传输的电路。光电耦合器由两个运放和两个恒流源组成，其内部结构如图10.10所示的隔离放大器ISO100。这种电路设计的关键在于使用光电耦合器来实现电信号与光信号之间的转换，从而实现信号的隔离，防止电气噪声和干扰影响。 首先，信号放大电路是测量系统的基础，包括反相放大器和同相放大器。反相放大器具有较高的电压增益，但需要注意反馈电阻RF的选择，通常控制在几十千欧至几百千欧范围内，以避免噪声和漂移。同相放大器输入阻抗高，输出阻抗低，适用于前端信号预处理，其闭环电压增益Av的计算依赖于R1和耦合电容。 对于交流信号的放大，可以采用集成运放的交流电压同相放大器，通过选择合适的电容C1、C2和C3来滤除直流成分。测量放大器则包括基本测量放大器和三运放测量放大器，前者通过调整粗调和微调电阻来改变放大倍数，后者利用两对同相放大器和一个差动放大器组合，能有效放大差模信号并抑制共模信号，共模抑制比与差模放大倍数成正比。 实用性更强的测量放大器，如AD521集成测量放大器，被广泛应用于对性能有较高要求的场景。AD521的管脚功能和典型应用电路提供了用户在实际应用中的便利，它整合了多种功能，如增益调整、滤波等，简化了设计过程。 总结来说，光电耦合式检测电路是传感器技术中的重要组成部分，通过光电耦合器件确保信号的隔离与传输，并配合各种放大器电路，如反相、同相和集成测量放大器，提升测量系统的精度和抗干扰能力。了解这些基础原理和设计技巧，有助于在实际工程设计中有效地应用这些电路。