[实用新型]一种电气信号采样隔离电路

摘要

一种电气信号采样隔离电路，该电路包括方波发生电路、输入信号放大反向电路、模拟多路选择开关、信号反馈补偿电路和采样输出电路。方波信号经过由Q1和R11组成的放大电路后，经过C3输入到变压器T2的1号绕组W21。方波信号经过T2进行隔离。二极管D1对变压器T2的2号绕组W22进行检波，R12为下拉电阻。经过转换的信号用来对采样开关S1进行逻辑控制，高电平S1闭合，低电平S1断开。使得采样隔离电路输出的信号Vout与原输入信号Vin隔离并保持一致。该采样隔离电路能够实现采样输入输出隔离，具有结构原理简单、精度高、隔离效果好的特点。

主权项

一种电气信号采样隔离电路，其特征在于：该电路包括方波发生电路(1)、输入信号放大反向电路(2)、模拟多路选择开关(3)、信号反馈补偿电路(4)和采样输出电路(5)；方波发生电路(1)包括三个数字反相器U1、U2、U3，电阻R1和电容C1；其中数字反相器U1、U2、U3相串联，电阻R1设置在数字反相器U2、U3之间；电容C1并联在数字反相器U2、电阻R1之间；输出信号振荡频率由R1和C1确定；输入信号放大反向电路(2)包括一个跟随器(21)和一个反向电路(22)；跟随器21用于提高输入阻抗，对输入信号进行功率放大；跟随器(21)中运算放大器OP1正输入端接输入电压信号V_in正极，OP1负输入端与其输出端连接；OP1输出端与反向电路(22)中的R2相连；反向电路(22)用于产生一个与输入信号反向的信号，包括一个运算放大器OP2和电阻R2、R3；R2一端接OP1输出端，另一端接OP2负输入端；OP2正输入端接地GNDA；R3并联在OP2负输入端与OP2输出端之间；模拟多路选择开关(3)由方波信号控制选通，输入信号放大反向电路(2)中的两路方向相反的信号输入到模拟多路选择开关(3)的输入端；方波信号为高，选通实际输入信号，方波信号为低时，选通反向之后的信号，最终将该信号输出到信号反馈补偿电路(4)；信号反馈补偿电路(4)实现输入信号的隔离与准确输出；变压器T1实现信号隔离；T1的1号绕组W11的驱动电路由电阻R4、运算放大器OP4、电容C2和电阻R8组成；电阻R4一端连接模拟多路选择开关(3)的输出端，另一端连接运算放大器OP4的正输入端，OP4的正输入端与输出端连接；OP4输出端连接电容C2；电容C2、1号绕组W11、电阻R8串联，R8另一端接地GNDA； T1的2号绕组W12上输出隔离后信号，经过跟随器OP5放大后输出到采样输出电路(5)；T1的3号绕组W13与R5、R6、R7和运算放大器OP3组成电路对W12上的输出信号进行反馈补偿；电阻R9与W13并联；采样输出电路(5)有两路输入信号，一路信号来自方波发生电路(1)；另一路信号来自信号反馈补偿电路(4)；采样输出电路(5)中三极管Q1与方波发生电路1的U3输出端连接，输入方波信号，Q1的集电极与电阻R11串联，R11另一端接电源V_CC；电容C3与变压器T2的1号绕组W21串联，并接在Q1的集电极与发射极之间；Q1发射极接地GNDA；变压器T2的2号绕组W22与二极管D1串联后与电阻R12并联，R12一端接地GNDB，一端接驱动器U4；驱动器U4另一端用于控制开关S1；S1一端接OP5输出端，另一端接运算放大器OP6的正输入端；OP6正输入端通过电容C4接地GNDB，负输入端与输出端连接；OP6输出端与地GNDB之间输出的极最终采样隔离后的电压信号V_out。