[发明专利]直流隔离放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流隔离放大器，尤其涉及一种可应用在各种模拟电路上，以提供模拟信号放大与直流隔离的放大器。

背景技术

一般信号放大器会放大任何包含交流成份(AC)与直流成份(DC)的输入信号。大多数的应用上，信号放大器常被用来放大输入信号中的交流成份，而不需要放大输入信号中的直流成份。因为，直流成份若一并放大，很容易使信号放大器的输出达到饱合(saturation)或离开信号放大器的线性区域。因此，信号放大器在设计上，先要将输入信号的直流成份加以滤除，而滤除直流成份最简单的方式是在信号放大器的输入级耦接一交连电容，以隔离输入信号的直流成份进入信号放大器。

前述中，交连电容的选定与工作的频率有关，当工作频率较低时就必须有较大的交连电容，其电容值常高至1毫微法拉(μf)。在目前的集成电路技术中，要达成高至1毫微法拉(μf)电容值的交连电容，耗费面积与成本甚大，几乎不可能。在此情况下，交连电容不适合被设计于集成电路上。

参考图1，图1为传统直流隔离放大器的电路示意图。如图1所示，信号放大器12的输入端连接一交连电容10，用以消除输入信号S1的直流成份。输入信号S1的直流成份其频率(f)是零，因此，根据公式(1)，交连电容10的容抗Xc在直流响应下，频率为0，其值会接近无限大∞，此时，交连电容10可以视为开路状态，进而隔离输入信号S1的直流成份。

Xc=12πfc...(1)]]>

在公式(1)中，符号c代表交连电容10的电容值。

另外，输入信号S1的交流成份将不被隔离，而从信号放大器12的输入端进入信号放大器12，信号放大器12再将交流成份放大成一输出信号S2从输出端输出。

目前，模拟信号放大器已经广泛被使用于各种电子产品上，因此，对于直流成份的消除是个必需处理的课题。虽然，利用交连电容10来达成直流成份隔离的方法最为简单，然而，交连电容10的电容值大小与低频响应的优劣成正比。当要求较佳的低频响应时就需要较大的交连电容10，例如，音频的响应(频率介于20Hz-20KHz)。但是，较大的交连电容10会占据许多产品设计上的空间，而不符合轻、薄、短、小的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种直流隔离放大器，其可应用在各种模拟电路上，并可以维持良好的低频响应，同时，不需大容量的电容，线路简单，且放大增益可由内部电容比值决定，非常适合实现于集成电路上。

本发明实施例的直流隔离放大器包括有一第一电容、一第一电阻、一第二电容、一参考电压源、一第一运算放大电路及一第二运算放大电路，其中，第一电阻并联连接于第一电容。第二电容的第四端连接于第一电容的第二端。第一运算放大电路的第一输入端连接于第二电容的第三端，第一运算放大电路的第二输入端接收一输入信号，第一运算放大电路的第一输出端连接于第一电容的第一端，并且输出一输出信号。第二运算放大电路的第三输入端连接于参考电压源，第二运算放大电路的第四输入端连接于第一电容的第二端，第二运算放大电路的第二输出端连接于第一运算放大电路的第一输入端。

综上所述，本发明实施例的直流隔离放大器具有带通滤波器(Band-PassFilter)的效果，可以隔离输入信号的直流成份，并且维持良好的低通响应。同时，直流隔离放大器的放大增益可由内部第一电容与第二电容的比值决定，并且，第一电容与第二电容皆为皮法拉(pf)等级的电容，非常适合实现于集成电路上。

以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的权利要求的保护范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与附图加以阐述。

附图说明

图1为传统直流隔离放大器的电路示意图；

图2为本发明的电路示意图；

图3为本发明实施例的直流隔离放大器的频率响应波形示意图；

图4为本发明第一实施例的高阻抗电阻示意图；

图5为本发明第二实施例的高阻抗电阻示意图；

图6为本发明第三实施例的高阻抗电阻示意图；及