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AD202隔离放大器及其应用
更新时间:2018-05-13 发布:www.1024sj.com

摘要:AD202是一种二端变压器耦合的隔离放年夜器,它能实现对输进和输出的隔离。文中主要介绍它的特点和现实运用电路。

关头词:隔离放年夜器 调制器 解调器 AD202 1.概述
  AD202/AD204是一种变压器耦合、微型封装的细密隔离放年夜器。它经由过程片内变压器耦合,对旌旗灯号的输进和输出进行电气隔离。片内的直流电压变换电路能为输进级、外部传感器和旌旗灯号处置电路提供±7.5V/2mA的隔离电源,从而优化了外围电路的设计,提高了芯片的性价比。
  AD202和AD204的内部结构基底细同,仅是某些电气参数和供电方式略有分歧。AD202是由+15V直流电源直接供电,AD204是由外部时钟源供电。
  AD202/AD204具有精度高、功耗低、共模性能好、体积小和价格低等特点。是以该芯片被普遍运用于多通道数据收集系统、电流短路丈量、机电控制、旌旗灯号的处置与隔离及低漂移输进放年夜器等方面。
2.芯片简介
2.1引脚图和引脚功能
  AD202/AD204的引脚如图1所示。
  AD202/AD204引脚功能如表1所列。2.2电气参数
a.极限参数
  ●电源电压:17V
  ●电源电流:6mA
  ●输进电流:±5mA
  ●贮存温度:-40℃~+85℃
  b.推荐工作状态
  AD202/AD204推荐工作状态如表2所列。3.原理及使用
3.1工作原理
  AD202/AD204的功能框图如图2所示。从图中看出,该芯片由放年夜器、调制器、解调器、整流和滤波、电源变换器等组成。工作时,+15V电源连到电源输进引脚31,使片内(AD202)振荡器工作,从而发生频率为25kHz的载波旌旗灯号,经由过程变压器耦合,经整流和滤波,在隔离输出部门形成电流2mA的±7.5V隔离电压。该电压除供给片内电源外,还可作为外围电路(如传感器、浮地旌旗灯号调理、前置放年夜器)的电源。AD204电源是从33引脚用输进时钟提供。
在输进电路中,片内自力放年夜器能够作为AD202/AD204输进旌旗灯号的缓冲或放年夜。放年夜后的旌旗灯号经调制器调制后能把该旌旗灯号变换成载波旌旗灯号,经变压器送进同步解调器,以致在输出端重现输进旌旗灯号。由于解调旌旗灯号要经三阶滤波器滤波,从而使得输出旌旗灯号中的噪声和纹波到达最小,为后级运用电路提供优秀的激励源。
3.2使用中的两点说明
  为了能充实阐扬该芯片的固有性能,现将使用中的有关问题说明以下:
  ●输进电路  在现实运用中,输进电路的旌旗灯号可所以电压型亦可是电流型。前者能组成单元增益缓冲器和增益G>1的前置放年夜器,其电路如图3(a)、(b)所示;后者能组成单路或多路电流加法放年夜器,其电路如图4所示。为了到达最好效果,图3(b)中的反馈电阻RF应选择20kΩ以下,当增益G>5时,FB到INCOM引脚间应接100pF电容。由于该电路是同相比例放年夜器,所以输进和输出电压应知足:
  VO=VSIG(1+RF/RG)
其中:RF≥20kΩ当多路电压输进、且幅度年夜于±5V(如±50V)时,可哄骗图4所示的反相加法电路,改变RF和RS的值,使RF=20kΩ,RS=200kΩ。另外,FB和INCOM引脚必需重新接进旁路电容(100pF),这时候的输出电压为:
  V=(VS1RF/VS1+VS2RF/VS2+ISRF+……)  ●增益和零点调理
  调理增益和零点时,可采用同相放年夜的输进调理电路,如图5(a)所示。该电路中的调理元件主要由所选输进电路的结构决议,而与电路调理所处的位置(输进或输出)无关。凡是零点调理放在输进端,而且调理顺序是先调零点,后调增益。
  为了使共模抑制比(CMRR)的影响到达最小值,在旌旗灯号源的低端必需串联一个几百欧姆的电阻。
  增益调理位于输进调理电路的上端,反馈电阻RF为50kΩ,此时增益为10或更年夜。而在较低增益时,调理功能稍差;当G=1(追随器)且没有解决输进阻抗时,增益不成能再向下调理,这是该电路的不足的地方。
  为了克服上述错误谬误,可采用图5(b)所示的反相放年夜输进调理电路。该电路能在公共点上把失调电压调理为零,而且具有较好的电流注进性能,从而减小对后级增益调理的影响。是以,当增益从1~100变化时,电路均能正常工作。
  零点和增益调理电路也能够在输出端进行,其电路如图5(c)所示。它哄骗输出口浮地功能进行调理。±15V电源自力供电,这与上述零点调理电路分歧。
4.运用电路
  由于AD202/AD204具有体积小、成本低、性能高的特点,所以在许多领域中获得了普遍的运用,现将典型运用电路作些说明。
4.1低电平的隔离
  在很多运用电路或系统设计时,其传感器的输进旌旗灯号一般均较低,此时可采用具有低漂移输进放年夜器的AD204作为传感器输进旌旗灯号和输出旌旗灯号的隔离,其电路如图6所示。在电路设计时,为了能获得几Hz的常共模抑制和60Hz的高共模抑制,必需采用三极点有源滤波器。若是需要失调零点调理,最好在运放OP?7电路中进行;增益调理应在反馈电阻回路中完成。如使用AD202作为隔离放年夜器,其电路与图6相似,唯一的区分是电路中OP?7运放用低电压输进运放来取代。4.2电流-电压变换器的隔离电路
  电流-电压变换器的现实隔离电路如图7所示,该电路能把4~20mA输进电流变换为隔离的0~10V输出电压。
  4~20mA输进电畅通流畅过250Ω的电阻加到AD202或AD204片内输进放年夜器的同相端后,在隔离放年夜器的输出端便能获得与电流成比例的电压1~5V。为了实现电平移位,必需在隔离放年夜器输出低端LO加-1V参考电压,以使比例输出电压为0~5V,该电压经外接同相比例放年夜器(741)放年夜后,才能获得0~10V输出电压,从而到达变换和隔离的目的。
3.隔离电压-电流变换电路
  由AD202组成的隔离型电压-电流变换电路如图8所示。从图中看出,输进电压(0~10V)经隔离放年夜器AD202隔离,并在输出端重现输进电压(0~10V)。该电压经细密、低漂移的电压-电流变换器XTR110变换后,将0~10V电压旌旗灯号变换为4~20mA的电流旌旗灯号,可进行远距离传输。本电路用电流旌旗灯号作远距离传输,可避免电压旌旗灯号在长线传输进程中的损失误差和电磁干扰。

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