資料介紹
光隔離是一種很常用的信號隔離形式。常用光耦器件及其外圍電路組成。由于光耦電路簡單,在數字隔離電路或數據傳輸電路中常常用到,如 UART 協議的 20mA 電流環。對于模擬信號,光耦因為輸入輸出的線形較差,并且隨溫度變化較大,限制了其在模擬信號隔離的應用。對于高頻交流模擬信號,變壓器隔離是最常見的選擇,但對于支流信號卻不適用。一些廠家提供隔離放大器作為模擬信號隔離的解決方案,如 ADI 的 AD202,能夠提供從直流到幾 K 的頻率內提供 0.025%的線性度,但這種隔離器件內部先進行電壓 - 頻率轉換,對產生的交流信號進行變壓器隔離,然后進行頻率 - 電壓轉換得到隔離效果。集成的隔離放大器內部電路復雜,體積大,成本高,不適合大規模應用。模擬信號隔離的一個比較好的選擇是使用線形光耦。線性光耦的隔離原理與普通光耦沒有差別,只是將普通光耦的單發單收模式稍加改變,增加一個用于反饋的光接受電路用于反饋。這樣,雖然兩個光接受電路都是非線性的,但兩個光接受電路的非線性特性都是一樣的,這樣,就可以通過反饋通路的非線性來抵消直通通路的非線性,從而達到實現線性隔離的目的。市場上的線性光耦有幾中可選擇的芯片,如 Agilent 公司的 HCNR200/201,TI 子公司 TOAS 的 TIL300,CLARE 的 LOC111 等。這里以 HCNR200/201 為例介紹。
2. 芯片介紹與原理說明
HCNR200/201 的內部框圖如下所示
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