Một sự cô lập bộ khuếch đại hoặc bộ khuếch đại độ lợi thống nhất cung cấp sự cách ly từ phần này của mạch sang phần khác của mạch. Vì vậy, điện năng không thể được rút ra, sử dụng và lãng phí trong mạch. Chức năng chính của bộ khuếch đại này là tăng tín hiệu. Cùng một tín hiệu đầu vào của op-amp được truyền chính xác từ op-amp dưới dạng tín hiệu đầu ra. Những bộ khuếch đại này được sử dụng để cung cấp một lớp bảo vệ an toàn điện cũng như cách ly. Các bộ khuếch đại này bảo vệ bệnh nhân khỏi dòng điện đi ra. Chúng phá vỡ tính liên tục ohmic của tín hiệu điện giữa đầu vào và đầu ra và nguồn điện cách ly có thể được cung cấp cho cả đầu vào và đầu ra. Vì vậy, các tín hiệu mức thấp có thể được khuếch đại.

Bộ khuếch đại cách ly là gì?

Bộ khuếch đại cách ly có thể được định nghĩa là, một bộ khuếch đại không có bất kỳ tiếp xúc dẫn điện nào giữa các phần đầu vào cũng như đầu ra. Do đó, bộ khuếch đại này cung cấp cách ly ohmic giữa các đầu nối i / p & o / p của bộ khuếch đại. Sự cách ly này phải có ít rò rỉ cũng như lượng điện áp đánh thủng điện môi cao. Các giá trị điện trở và tụ điện điển hình của bộ khuếch đại trong số các đầu vào và đầu ra là điện trở phải có 10 Tera Ohms và tụ điện phải có 10 picofarads.

bộ khuếch đại cách ly

Các bộ khuếch đại này thường được sử dụng khi có sự chênh lệch điện áp chế độ chung cực kỳ lớn giữa phía đầu vào và đầu ra. Trong bộ khuếch đại này, mạch ohmic không có từ mặt đất đầu vào đến mặt đất đầu ra.

Phương pháp thiết kế bộ khuếch đại cách ly

Có ba loại phương pháp thiết kế được sử dụng trong bộ khuếch đại cách ly, bao gồm các phương pháp sau.

Cách ly máy biến áp
Cách ly quang học
Cách ly điện dung

1). Cách ly máy biến áp

Loại cách ly này sử dụng hai tín hiệu như PWM hoặc điều chế tần số. Bên trong, bộ khuếch đại này bao gồm bộ dao động 20 KHz, bộ chỉnh lưu, bộ lọc và biến áp để cung cấp nguồn cung cấp cho mọi tầng cách ly.

Bộ chỉnh lưu được sử dụng như một đầu vào cho op-amp chính.
Máy biến áp liên kết nguồn cung cấp.
Bộ dao động được sử dụng làm đầu vào cho op-amp thứ cấp.
LPF được sử dụng để loại bỏ các thành phần của tần số khác.

Ưu điểm của cách ly máy biến áp chủ yếu bao gồm CMRR, độ tuyến tính và độ chính xác cao.

Các ứng dụng của cách ly máy biến áp chủ yếu bao gồm y tế, hạt nhân và công nghiệp.

2). Cách ly quang học

Trong sự cô lập này, tín hiệu l có thể được thay đổi từ tín hiệu sinh học sang tín hiệu ánh sáng với Đèn LED cho quá trình tiếp theo. Trong trường hợp này, mạch bệnh nhân là mạch đầu vào trong khi mạch đầu ra có thể được tạo bởi một phototransistor. Các mạch này được vận hành bằng pin. Mạch i / p thay đổi tín hiệu thành đèn cũng như mạch o / p chuyển đèn thành tín hiệu.

Ưu điểm của cách ly quang học chủ yếu bao gồm

Bằng cách sử dụng điều này, chúng ta có thể thu được biên độ và tần số gốc.
Nó kết nối quang học mà không cần bộ điều biến, nếu không thì bộ giải điều chế.
Nó cải thiện sự an toàn của bệnh nhân.

Các ứng dụng của cách ly máy biến áp chủ yếu bao gồm điều khiển quá trình trong các ngành công nghiệp, thu thập dữ liệu, các phép đo y sinh, theo dõi bệnh nhân, phần tử giao diện, thiết bị thử nghiệm, điều khiển SCR , Vân vân.

3). Cách ly điện dung

Nó sử dụng điều chế tần số và mã hóa kỹ thuật số của điện áp đầu vào.
Điện áp đầu vào có thể được thay đổi thành điện tích tương đối qua tụ điện được chuyển mạch.
Nó bao gồm các mạch như bộ điều biến cũng như bộ giải điều chế.
Các tín hiệu được gửi qua một rào cản điện dung khác biệt.
Đối với cả hai bên, được cung cấp riêng biệt.

Ưu điểm của cách ly điện dung chủ yếu bao gồm

Sự cách ly này có thể được sử dụng để loại bỏ tiếng ồn gợn
Chúng được sử dụng cho các hệ thống tương tự
Nó bao gồm độ tuyến tính và độ ổn định độ lợi cao.
Nó cho khả năng miễn nhiễm cao đối với tiếng ồn từ tính
Bằng cách sử dụng này, có thể tránh được tiếng ồn.

Các ứng dụng của cách ly điện dung chủ yếu bao gồm thu thập dữ liệu, phần tử giao diện, theo dõi bệnh nhân, điện não đồ và điện tâm đồ.

Đặc trưng

Các tính năng chính của bộ khuếch đại cách ly chủ yếu bao gồm những điều sau đây.

Cung cấp điện áp
Cung cấp hiện tại
Nhiệt độ hoạt động

Nguồn cung cấp điện áp của bộ khuếch đại chủ yếu đề cập đến phạm vi của nguồn điện áp. Nguồn cung cấp hiện tại là lượng dòng điện được lấy từ nguồn của Nguồn cấp vì nó được liên minh với một bộ khuếch đại. Nhiệt độ hoạt động của bộ khuếch đại là giá trị cụ thể của nhiệt độ môi trường xung quanh.

Các bộ khuếch đại này sử dụng các phương pháp khác nhau để giảm độ méo và tính phi tuyến tính của tín hiệu rất lớn như sử dụng LOC (tuyến tính optocoupler ) để tăng cường độ tuyến tính của bộ khuếch đại trên một dải tín hiệu chính xác. LOC này bao gồm một đèn LED đầu vào được kết nối với 2 điốt quang. Các điốt quang này cấp nguồn cho mạch đầu vào và đầu ra.

Khi thiết kế bộ khuếch đại này có nhiệm vụ chính là giảm độ lệch tín hiệu và một bộ khuếch đại cách ly thường xuyên nóng lên trong suốt quá trình làm việc, khi đó dòng điện cung cấp với mạch sẽ giảm. Các bộ khuếch đại này thường được đánh giá theo kích thước, hiệu suất và giá thành với các yêu cầu kỹ thuật là độ ổn định, độ tuyến tính và đáp ứng tần số cao của tín hiệu. Các mối quan tâm chính trong khi thiết kế bộ khuếch đại này bao gồm điện áp đánh thủng và quản lý rò rỉ.

Làm thế nào để đạt được sự cô lập?

Khi trở kháng đầu vào của op-amp quá cao thì có thể gây ra hiện tượng cô lập. Vì mạch này bao gồm trở kháng đầu vào cao, nên dòng điện phút có thể được rút ra từ mạch khuếch đại. Dựa theo Định luật Ohm , khi điện trở cao, thì dòng điện sẽ được rút ra từ nguồn điện ít hơn.

cách ly-khuếch đại-mạch-sơ đồ

Do đó, một op-amp không hút một lượng dòng điện đáng kể từ nguồn điện. Vì vậy, trong thực tế, không có dòng điện sẽ được rút ra cũng như chuyển từ phần này sang phần khác của mạch. Do đó, bộ khuếch đại này hoạt động như một thiết bị cách ly.

Khi trở kháng đầu vào của op-amp thấp thì nó sẽ tạo ra một lượng lớn dòng điện. Định luật Ohms phát biểu rằng, nếu trở kháng tải có điện trở nhỏ hơn, thì nó sẽ tạo ra dòng điện rất lớn bởi nguồn điện để có thể gây ra nhiễu cao, và điều này hoàn toàn ngược lại với cách ly. Ở đây, bộ khuếch đại cách ly hoạt động giống như một bộ đệm và chúng không tăng cường tín hiệu mặc dù cung cấp để cô lập các phân chia của mạch.

Ứng dụng bộ khuếch đại cách ly

Các bộ khuếch đại này thường được sử dụng trong các ứng dụng như điều hòa tín hiệu. Điều này có thể sử dụng các bộ khuếch đại lưỡng cực khác nhau, CMOS và các bộ khuếch đại lưỡng cực bổ sung bao gồm bộ tách sóng, bộ cách ly, bộ khuếch đại thiết bị đo.

Vì một số thiết bị hoạt động bằng cách sử dụng nguồn điện thấp, nếu không thì pin. Lựa chọn bộ khuếch đại cách ly cho các ứng dụng khác nhau chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính điện áp cung cấp của bộ khuếch đại.

Vì vậy, đây là tất cả về Bộ khuếch đại cách ly có thể được sử dụng để cách ly các tín hiệu như đầu vào và đầu ra bằng điện với các khớp nối cảm ứng. Những bộ khuếch đại này bảo vệ linh kiện điện và điện tử từ quá áp trong các ứng dụng khác nhau sử dụng nhiều kênh. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, ứng dụng của bộ khuếch đại này trong các thiết bị y tế là gì?