反饋式對稱溫度補償模擬信號放大電路設計
由于光電耦合器的輸入和輸出之間的信號傳輸是通過光信號來實現的,因此,它的輸入輸出兩部分在電氣上完全隔離,沒有電信號的反饋和干擾,故其性能穩定,抗干擾能力強。
發光二極管和光敏管之間的耦合電容小、耐壓高,故共模抑制比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。
此外,因其輸入阻抗小,這對高內阻源的噪聲相當于短接。因此,由光電耦合器構成的模擬信號放大電路具有優良的電氣性能。
如果運放A1的同相端電位由于干擾信號而正向偏離虛地,則運放Al的輸出端的電位將升高,而光電耦合器IC2的發光強度將增強,進而使IC2的集射電壓減小,最后使運放A1的反相端的電位降低并回到虛地。
反之,若運放Al的反相端電位由于干擾信號負向偏離虛地,故其運放A1的輸出端的電位將降低,進而使光電耦臺器IC2的發光強度減弱,IC2的集射電壓增大,最后使運放Al的反相端的電位升高而回到虛地。
3 結束語
光電耦合器是一種由光電流控制的電流轉移器件,其輸出特性與普通雙極型晶體管的輸出特性相似,因可以將其作為普通放大器直接構成模擬放大電路。
然而,光電耦合器的線性工作范圍較窄,且隨溫度變化而變化。同時,光電耦合器的共發射極電流傳輸系數和集電極反向飽和電流Iceo(即暗電流)受溫度變化的影響比較明顯。
因此,出于光電耦合器的轉移特性與溫度的關系考慮,要使光電耦合器構成的模擬隔離電路能穩定工作,應盡量消除暗電流(Iceo)的影響,以提高線性度,并使靜態工作點能隨溫度的變化而自動調整,以使輸出信號保持對稱性,使輸入信號的動態范圍隨溫度變化而自動變化,從而抵消B值隨溫度變化的影響,保證電路工作狀態的穩定。
在實際應用中,除應選用線性范圍寬、線性度高的光電耦合器來實現模擬信號的傳輸外,在電路上也應采取有效措施。例如可以根據動態工作的要求,設置合適的靜態工作點,并采用反饋式對稱溫度補償電路,來盡量消除溫度變化對放大電路工作狀態的影響,從而獲得信號不失真的傳輸。
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