Trabalho do amplificador de isolamento e suas aplicações

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Um isolamento amplificador ou um amplificador de ganho unitário fornece isolamento de uma fração do circuito para outra fração. Portanto, a energia não pode ser retirada, usada e desperdiçada dentro do circuito. A principal função deste amplificador é aumentar o sinal. O mesmo sinal de entrada de o op-amp é transmitido exatamente do op-amp como um sinal de saída. Esses amplificadores são usados ​​para fornecer uma bateria de segurança elétrica, bem como isolamento. Esses amplificadores protegem os pacientes da saída de corrente. Eles quebram a continuidade ôhmica do sinal elétrico entre a entrada e a saída e a fonte de alimentação isolada pode ser fornecida para a entrada e saída. Assim, os sinais de baixo nível podem ser amplificados.

O que é um amplificador de isolamento?

Um amplificador de isolamento pode ser definido como um amplificador que não tem nenhum contato condutor entre as seções de entrada e de saída. Consequentemente, este amplificador oferece isolamento ôhmico entre os terminais i / p e o / p do amplificador. Este isolamento deve ter menos vazamento, bem como uma alta quantidade de tensão de ruptura dielétrica. Os valores típicos do resistor e do capacitor do amplificador entre os terminais de entrada e saída são: o resistor deve ter 10 Tera Ohms e o capacitor deve ter 10 picofarads.




amplificador de isolamento

amplificador de isolamento

Esses amplificadores são frequentemente usados ​​quando há disparidade de tensão de modo comum extremamente grande entre o lado de entrada e saída. Neste amplificador, o circuito ôhmico não existe do aterramento de entrada para o aterramento de saída.



Métodos de projeto de amplificador de isolamento

Existem três tipos de métodos de design usados ​​em amplificadores de isolamento que incluem o seguinte.

  • Isolamento de transformador
  • Isolamento Ótico
  • Isolamento Capacitivo

1). Isolamento de transformador

Este tipo de isolamento usa dois sinais como PWM ou modulado por frequência. Internamente, este amplificador inclui oscilador, retificador, filtro e transformador de 20 KHz para fornecer alimentação a cada estágio isolado.


  • O retificador é usado como uma entrada para o amplificador operacional principal.
  • O transformador liga o fornecimento.
  • O oscilador é usado como uma entrada para o amplificador operacional secundário.
  • Um LPF é usado para remover os componentes de outra frequência.

As vantagens do isolamento do transformador incluem principalmente alto CMRR, linearidade e precisão.

As aplicações de isolamento de transformador incluem principalmente medicina, nuclear e industrial.

2). Isolamento Ótico

Neste isolamento, o sinal l pode ser alterado de biológico para sinal luminoso com LIDERADO para um processo posterior. Nesse caso, o circuito do paciente é o circuito de entrada, enquanto o circuito de saída pode ser formado por um fototransistor. Esses circuitos são operados com bateria. O circuito i / p muda o sinal para luz, assim como o circuito o / p muda a luz de volta para o sinal.

As vantagens do isolamento óptico incluem principalmente

  • Usando isso, podemos obter amplitude e frequência original.
  • Ele se conecta opticamente sem a necessidade de modulador ou demodulador.
  • Além disso, melhora a segurança do paciente.

As aplicações de isolamento de transformador incluem principalmente controle de processo em indústrias, aquisição de dados, medições de biomédicas, monitoramento do paciente, elemento de interface, equipamento de teste, controle de SCR etc.

3). Isolamento Capacitivo

  • Ele usa modulação de frequência e codificação digital da tensão de entrada.
  • A tensão de entrada pode ser alterada para carga relativa no capacitor chaveado.
  • Inclui circuitos como modulador e desmodulador.
  • Os sinais são enviados através de uma barreira capacitiva diferencial.
  • Para ambos os lados, são fornecidos em separado.

As vantagens do isolamento capacitivo incluem principalmente

  • Este isolamento pode ser usado para remover ruídos de ondulação
  • Eles são usados ​​para sistemas analógicos
  • Inclui linearidade e estabilidade de alto ganho.
  • Dá alta imunidade a ruídos magnéticos
  • Usando isso, o ruído pode ser evitado.

As aplicações de isolamento capacitivo incluem principalmente aquisição de dados, elemento de interface, monitoramento do paciente, EEG e ECG.

Características

As principais características do amplificador de isolamento incluem principalmente o seguinte.

  • Fonte de Tensão
  • Suprimento Atual
  • Temperatura de operação

O fornecimento de tensão de amplificadores refere-se principalmente à faixa da fonte de tensão. O fornecimento atual é a quantidade de corrente que é retirada da fonte de fonte de energia pois é aliado a um amplificador. A temperatura de operação de um amplificador é o valor particular da temperatura ambiente.

Esses amplificadores usam métodos diferentes para reduzir a distorção e a não linearidade de sinal enorme, como usar um LOC (linear optoacoplador ) para aumentar a linearidade do amplificador em uma faixa exata do sinal. Este LOC inclui um LED de entrada conectado a 2 fotodiodos. Esses fotodiodos alimentam os circuitos de entrada e saída.

Ao projetar este amplificador, a tarefa principal é reduzir o desvio do sinal e um amplificador de isolamento aquece frequentemente durante o trabalho, então o fornecimento de corrente com o circuito diminuirá. Esses amplificadores são normalmente avaliados por tamanho, desempenho e custo, sendo as necessidades técnicas estabilidade, linearidade e resposta de alta frequência do sinal. As principais preocupações ao projetar este amplificador incluem tensão de ruptura e gerenciamento de vazamentos.

Como conseguir o isolamento?

Quando a impedância de entrada de um amplificador operacional é extremamente alta, o isolamento pode ser causado. Como este circuito inclui alta impedância de entrada, a corrente minuto pode ser extraída do circuito do amplificador. De acordo com Lei de Ohms , quando a resistência é alta, a corrente será consumida menos da fonte de alimentação.

isolação-amplificador-circuito -diagrama

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Portanto, um amplificador operacional não retira uma quantidade significativa de corrente da fonte de alimentação. Portanto, na prática, não há corrente que será extraída e transferida de uma parte para outra parte do circuito. Portanto, este amplificador funciona como um dispositivo de isolamento.

Quando a impedância de entrada de um amplificador operacional é baixa, ele consome uma grande quantidade de corrente. A lei de Ohms afirma que, se a impedância de carga tem menos resistência, ela puxa uma grande corrente da fonte de energia para que distúrbios elevados possam ser causados, e isso é o oposto do isolamento. Aqui, o amplificador de isolamento funciona como um buffer e não fortalece os sinais embora forneça para isolar divisões de circuitos.

Aplicações de amplificadores de isolamento

Esses amplificadores são normalmente usados ​​em aplicações como condicionamento de sinal. Isso pode utilizar diferentes bipolares, CMOS e amplificadores bipolares complementares que incluem chopper, isolamento e amplificadores de instrumentação.

Como vários dispositivos funcionam usando fontes de baixa energia, caso contrário, baterias. A seleção de um amplificador de isolamento para diferentes aplicações depende principalmente das características da tensão de alimentação de um amplificador.

Portanto, isso é tudo sobre Amplificadores de isolamento que pode ser usado para isolar os sinais como entrada e saída eletricamente com acoplamentos indutivos. Esses amplificadores protegem o componentes elétricos e eletrônicos de sobretensões em diferentes aplicações usando vários canais. Aqui fica uma pergunta para você, qual é a aplicação desse amplificador em dispositivos médicos?