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用于可靠工業(yè)測量的隔離技術(shù)

作者: 時間:2010-04-13 來源:NI公司 收藏

  數(shù)字

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/107899.htm

  ADC是任何模擬輸入數(shù)據(jù)采集設(shè)備的關(guān)鍵組件之一。為了獲得最佳性能,ADC的輸入信號應當盡可能接近原始的模擬信號。 模擬可能會在信號到達ADC之前導致包括增益、非線性和偏偏移量等誤差。將ADC放置在更為接近信號源的位置可以獲得更好的性能。同時,模擬組件 價格較高,而且可能存在建立時間過長的缺點。盡管數(shù)字隔離可以獲得更好的性能,但是,在過去使用模擬隔離的原因之一卻是為昂貴的ADC提供保護。由于 ADC的價格已經(jīng)大幅下降,測量設(shè)備的供應商們正在選擇通過對ADC的保護來換取數(shù)字隔離裝置所提供的更好性能和更低成本,如圖9所示。

  

 

  圖9 16-位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的價格下降曲線

  與隔離放大器相比,數(shù)字隔離組件具有更低的成本并提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。數(shù)字隔離技術(shù)也提供給模擬設(shè)計人員在選擇組件 并開發(fā)面向測量設(shè)備的最優(yōu)模擬前端時能夠有更高的靈活性。具有數(shù)字隔離功能的產(chǎn)品利用限流電路和限壓電路提供ADC保護。數(shù)字隔離組件遵循與光耦合、電容 耦合和感應耦合相同的基本原理,這也是模擬隔離技術(shù)的構(gòu)成基礎(chǔ)。

  在數(shù)字隔離組件領(lǐng)域領(lǐng)先的供應商,如 安華高科技(www.avagotech.com)、 德州儀器(www.ti.com)和Analog(www.analog.com)等公司,已圍繞這些基本原理其中開發(fā)了各自的隔離技術(shù)。安華高科技提供 了基于光耦合的數(shù)字隔離功能。德州儀器的隔離裝置則基于電容耦合,而模擬設(shè)備公司的隔離裝置采用感應耦合。

  光耦合器

  光耦合器,即基于光耦合原理的數(shù)字隔離裝置,是最古老也是最常用的數(shù)字隔離方法之一。它們可耐高壓并提供對電氣噪聲和磁 噪聲的高抗干擾能力。光耦合器常用于工業(yè)數(shù)字I/O產(chǎn)品中,如 PXI-6514隔離式數(shù)字I/O模塊(如圖10所示)和 PCI-7390工業(yè)運動控制器。

  Industrial Digital I/O工業(yè)數(shù)字I/O、Optpcouplers光耦合器、 Digital Input數(shù)字輸入、Digital Output數(shù)字輸出

  

 

  圖10 工業(yè)數(shù)字I/O產(chǎn)品使用光耦合器

  然而,對于高速模擬測量,光耦合器易受到速率、功耗和LED損耗等與光耦合相關(guān)的限制的影響。而基于電容耦合和感應耦合的數(shù)字隔離裝置可以緩解許多光耦合器的限制。



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