反饋式對稱溫度補償模擬信號放大電路設(shè)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(xiàn)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(wěn)定,抗干擾能力強。
發(fā)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(nèi)阻源的噪聲相當(dāng)于短接。因此,由光電耦合器構(gòu)成的模擬信號放大電路具有優(yōu)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(fā)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(fù)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(fā)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(jié)束語
光電耦合器是一種由光電流控制的電流轉(zhuǎn)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(gòu)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(fā)射極電流傳輸系數(shù)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(zhuǎn)移特性與溫度的關(guān)系考慮,要使光電耦合器構(gòu)成的模擬隔離電路能穩(wěn)定工作,應(yīng)盡量消除暗電流(Iceo)的影響,以提高線性度,并使靜態(tài)工作點能隨溫度的變化而自動調(diào)整,以使輸出信號保持對稱性,使輸入信號的動態(tài)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(tài)的穩(wěn)定。
在實際應(yīng)用中,除應(yīng)選用線性范圍寬、線性度高的光電耦合器來實現(xiàn)模擬信號的傳輸外,在電路上也應(yīng)采取有效措施。例如可以根據(jù)動態(tài)工作的要求,設(shè)置合適的靜態(tài)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(tài)的影響,從而獲得信號不失真的傳輸。
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