專利名稱：一種隔離放大器電路模塊的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于電子技術(shù)領域，涉及一種隔離放大器電路模塊，尤其涉及一種采用變壓器磁耦合方式、基于載波技術(shù)的隔離放大器電路模塊。
背景技術(shù)：
隔離放大器具有極好的抗共模干擾能力，能有效地阻斷現(xiàn)場和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間電的聯(lián)系，但并不切斷它們之間的信號傳遞。傳統(tǒng)上該功能是由光耦合器件完成的，但是由于光耦合器的傳輸特性受溫度的影響(在許多場合，光耦合器都需要進行溫度補償才可以進行正常工作)，同時，常規(guī)使用的隔離放大器多為塑封產(chǎn)品或膠封裝產(chǎn)品，電阻、電容、二極管、三極管多為直插或貼片元器件，使得隔離放大器模塊的體積較大，模塊的工作溫度范圍較低窄，可靠性較低，無法滿足某些特殊用途的要求。因此，采用變壓器磁耦合的方式受到更加普遍的應用，并且它的隔離電壓可以高達數(shù)千伏。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，涉及一種工作溫度范圍較寬，可靠性強的隔離放大器電路模塊。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)本實用新型的隔離放大器電路模塊，包括信號放大電路、信號調(diào)制電路、第一變壓器、信號解調(diào)電路、濾波電路、隔離電源、第二變壓器、輔助電源電路、功率放大電路、振蕩電路。所述信號放大電路的輸入端接輸入信號，輸出端接信號調(diào)制電路的輸入端；所述信號調(diào)制電路的輸出端通過第一變壓器接信號解調(diào)電路的輸入端；信號解調(diào)電路的輸出端接濾波電路的輸入端；濾波電路的輸出端輸出信號；所述振蕩電路的輸入端接信號解調(diào)電路的輸出端，輸出端接功率放大電路輸入端；功率放大電路的輸出端接第二變壓器的輸入端；所述第二變壓器的輸出端接隔離電源的輸入端和信號調(diào)制電路輸入端；隔離電源的輸出端接信號放大電路的輸入端和信號調(diào)制電路的輸入端；所述輔助電源電路的輸入端接功率放大電路的輸出端，其輸出端接信號解調(diào)電路的輸入端。所述信號放大電路包括第一運算放大器，其正相輸入腳和反相輸入腳分別接正負輸入信號，其輸出端接信號調(diào)制電路的輸入端。所述信號調(diào)制電路由第二運算放大器、第二芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻、 第四電阻和第五電容組成；第二運算放大器的反相輸入腳經(jīng)第一電阻接信號放大電路的輸出端，其輸出腳經(jīng)第五電容接第一變壓器的輸入端；第二運算放大器輸出腳經(jīng)第二電阻接第一電阻；第二運算放大器的同相輸入腳接第二芯片；第三電阻一端接第二變壓器的輸出端，另一端接第二芯片；第四電阻一端接隔離電源輸出端與第二芯片，另一端接第二芯片。所述信號解調(diào)電路包括第三芯片和第六電容、第七電容；第六電容與第七電容串接端接第一變壓器的輸出端，第六電容與第七電容另一端接第三芯片；第三芯片接濾波電路的輸入端。[0009]所述濾波電路由第五運算放大器、第八電阻、第九電阻、第十四電容、第十五電容組成；第八電阻的一端接信號解調(diào)電路的輸出端，另一接第十四電容與第九電阻串接端； 第九電阻的另一端接第五運算放大器的正相輸入腳和第十五電容；第十五電容的另一端接輸出低端；第十四電容另一端接第五運算放大器的反相輸入腳及輸出腳；第五運算放大器的輸出腳接總輸出端。所述振蕩電路由第四芯片、第十電容、第十二電容、第七電阻組成；第七電阻的一端接第四芯片和第十電容，另一端接信號解調(diào)電路；第十電容的一端接第七電阻，另一端接第四芯片；第十二電容的一端接第四芯片，另一端接地。所述功率放大電路由第一三極管、第二三極管、第五電阻、第六電阻、第八電容、第九電容組成；第五電阻與第八電容并聯(lián)，一端接第一三極管的基極，另一端接振蕩電路和信號解調(diào)電路；第六電阻與第九電容并聯(lián)，一端接第一三極管的基極，另一端接振蕩電路和信號解調(diào)電路。所述隔離電源電路由第一二極管、第二二極管、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容組成；第一電容和第二電容并聯(lián)，一端接第一二極管的陽極、信號調(diào)制電路及信號放大電路，另一端接地；第三電容和第四電容并聯(lián)，一端接信號調(diào)制電路及信號放大電路，另一端接地；第二二極管的陽極接第一二極管的陰極，并經(jīng)第三電阻接第二變壓器；第二二極管的陰極經(jīng)第四電阻接信號調(diào)制電路。所述輔助電源由第三二極管、第十一電容、第十三電容組成；第十一電容、第十三電容并聯(lián)，一端接第三二極管的陽極和信號解調(diào)電路，另一端接地；第三二極管的陰極接功率放大電路。本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點1、可靠性好內(nèi)部集成有高性能的輸入輸出放大器、調(diào)制解調(diào)器、信號耦合變壓器等單元器件，采用磁耦合方式使放大器的輸出和輸入之間沒有電氣聯(lián)系，從而隔離了干擾源，抑制了干擾信號，完成對信號的放大，此電路放大倍數(shù)可以經(jīng)過外接電阻調(diào)整，安全可靠強、精度高，非線性度小，可滿足某些特殊用途的要求。2、體積小采用厚膜混合集成技術(shù)，縮小了體積。3、工作溫度范圍寬能在-55°C 125°C的溫度范圍內(nèi)正常工作。

圖1是本實用新型隔離放大器電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型隔離放大器電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用星星的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。參照圖1，一種隔離放大器電路模塊，包括信號放大電路、信號調(diào)制電路、第一變壓器、信號解調(diào)電路、濾波電路、隔離電源、第二變壓器、功率放大電路、輔助電源電路、振蕩電路。其中，信號放大電路的輸入端接輸入信號，輸出端接信號調(diào)制電路的輸入端；信號調(diào)制電路的輸出端通過第一變壓器接信號解調(diào)電路的輸入端；信號解調(diào)電路的輸出端接濾波電路的輸入端；濾波電路的輸出端輸出信號；振蕩電路的輸入端接信號解調(diào)電路的輸出端，輸出端接功率放大電路輸入端；功率放大電路的輸出端接第二變壓器的輸入端；第二變壓器的輸出端接隔離電源的輸入端和信號調(diào)制電路輸入端；隔離電源的輸出端接信號放大電路的輸入端和信號調(diào)制電路的輸入端；輔助電源電路的輸入端接功率放大電路的輸出端， 其輸出端接信號解調(diào)電路的輸入端。下面參照圖2分別對各電路的具體結(jié)構(gòu)進行說明信號放大電路包括第一運算放大器IC1A，其正相輸入腳和反相輸入腳分別接正負輸入信號，其輸出端接信號調(diào)制電路的輸入端。信號調(diào)制電路由第二運算放大器IC1B、第一電阻Rl、第二電阻R2和第五電容C5 組成。第二運算放大器IClB的反相輸入腳經(jīng)第一電阻Rl接信號放大電路的輸出端，其輸出腳經(jīng)第五電容C5接第一變壓器Tl的輸入端；第二運算放大器IClB輸出腳經(jīng)第二電阻R2 接第一電阻R1。信號調(diào)制電路由第二運算放大器IC1B、第二芯片IC2、第一電阻R1、第二電阻R2、 第三電阻R3、第四電阻R4和第五電容C5組成；第二運算放大器IClB的反相輸入腳經(jīng)第一電阻Rl接信號放大電路的輸出端，其輸出腳經(jīng)第五電容C5接第一變壓器Tl的輸入端；第二運算放大器IClB輸出腳經(jīng)第二電阻R2接第一電阻Rl ；第二運算放大器IClB的同相輸入腳接第二芯片IC2 ；第三電阻R3 —端接第二變壓器T2的輸出端，另一端接第二芯片IC2 ； 第四電阻R4 —端接隔離電源輸出端與第二芯片IC2，另一端接第二芯片IC2。信號解調(diào)電路包括第三芯片IC3和第六電容C6、第七電容C7 ；第六電容C6與第七電容C7串接端接第一變壓器Tl的輸出端，第六電容C6與第七電容C7另一端接第三芯片 IC3 ；第三芯片IC3接濾波電路的輸入端。濾波電路由第五運算放大器IC5、第八電阻R8、第九電阻R9、第十四電容C14、第十五電容C15組成。第八電阻R8的一端接信號解調(diào)電路的輸出端，另一接第十四電容C14 與第九電阻R9串接端；第九電阻R9的另一端接第五運算放大器IC5的正相輸入腳和第十五電容C15 ；第十五電容C15的另一端接輸出低端L0;第十四電容C14另一端接第五運算放大器IC5的反相輸入腳及輸出腳；第五運算放大器IC5的輸出腳接總輸出端OUT。振蕩電路由第四芯片IC4、第十電容C10、第十二電容C12、第七電阻R7組成。第七電阻R7的一端接第四芯片IC4和第十電容C10，另一端接信號解調(diào)電路；第十電容ClO的一端接第七電阻R7，另一端接第四芯片IC4 ；第十二電容C12的一端接第四芯片IC4，另一端接地。所述功率放大電路由第一三極管Q1、第二三極管Q2、第五電阻R5、第六電阻R6、第八電容C8、第九電容C9組成。第五電阻R5與第八電容C8并聯(lián)，一端接第一三極管Ql的基極，另一端接振蕩電路和信號解調(diào)電路；第六電阻R6與第九電容C9并聯(lián)，一端接第一三極管Ql的基極，另一端接振蕩電路和信號解調(diào)電路。隔離電源電路由第一二極管D1、第二二極管D2、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4組成。第一電容Cl和第二電容C2并聯(lián)，一端接第一二極管Dl的陽極、 信號調(diào)制電路及信號放大電路，另一端接地；第三電容C3和第四電容C4并聯(lián)，一端接信號調(diào)制電路及信號放大電路，另一端接地；第二二極管D2的陽極接第一二極管Dl的陰極，并經(jīng)第三電阻R3接第二變壓器T2 ；第二二極管D2的陰極經(jīng)第四電阻R4接信號調(diào)制電路。輔助電源由第三二極管D3、第i^一電容C11、第十三電容C13組成。第i^一電容C11、第十三電容C13并聯(lián)，一端接第三二極管D3的陽極和信號解調(diào)電路，另一端接地；第三二極管D3的陰極接功率放大電路。第一、二運算放大器IC1A、IClB 采用 LT1057。第二芯片IC2、第三芯片IC3采用DG402集成電路芯片。第四芯片IC4采用⑶4047集成電路芯片。第五芯片IC5采用AD548集成電路芯片。
權(quán)利要求1.一種隔離放大器電路模塊，其特征在于包括信號放大電路、信號調(diào)制電路、第一變壓器、信號解調(diào)電路、濾波電路、隔離電源、第二變壓器、功率放大電路、振蕩電路；所述信號放大電路的輸入端接輸入信號，輸出端接信號調(diào)制電路的輸入端；所述信號調(diào)制電路的輸出端通過第一變壓器接信號解調(diào)電路的輸入端；信號解調(diào)電路的輸出端接濾波電路的輸入端；濾波電路的輸出端輸出信號；所述振蕩電路的輸入端接信號解調(diào)電路的輸出端，輸出端接功率放大電路輸入端；功率放大電路的輸出端接第二變壓器的輸入端；所述第二變壓器的輸出端接隔離電源的輸入端和信號調(diào)制電路輸入端；隔離電源的輸出端接信號放大電路的輸入端和信號調(diào)制電路的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述隔離放大器電路模塊，其特征在于其還包括輔助電源電路；所述輔助電源電路的輸入端接功率放大電路的輸出端，其輸出端接信號解調(diào)電路的輸入端。
3.如權(quán)利要求1或2所述隔離放大器電路模塊，其特征在于所述信號放大電路包括第一運算放大器(IC1A)，其正相輸入腳和反相輸入腳分別接正負輸入信號，其輸出端接信號調(diào)制電路的輸入端。
4.如權(quán)利要求1或2所述隔離放大器電路模塊，其特征在于所述信號調(diào)制電路由第二運算放大器(IC1B)、第二芯片(IC2)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)和第五電容(C5)組成；第二運算放大器(IClB)的反相輸入腳經(jīng)第一電阻(Rl) 接信號放大電路的輸出端，其輸出腳經(jīng)第五電容(C5)接第一變壓器(Tl)的輸入端；第二運算放大器(IClB)輸出腳經(jīng)第二電阻(R2)接第一電阻(Rl)；第二運算放大器(IClB)的同相輸入腳接第二芯片(IC2);第三電阻(R3)—端接第二變壓器(T2)的輸出端，另一端接第二芯片(IC2)；第四電阻(R4)—端接隔離電源輸出端和第二芯片(IC2)，另一端接第二芯片 (IC2)。
5.如權(quán)利要求1或2所述隔離放大器電路模塊，其特征在于所述信號解調(diào)電路包括第三芯片(IC3)和第六電容(C6)、第七電容(C7);第六電容(C6)與第七電容(C7)串接端接第一變壓器(Tl)的輸出端，第六電容(C6)與第七電容(C7)另一端接第三芯片(IC3);第三芯片(IC3)接濾波電路的輸入端。
6.如權(quán)利要求1或2所述隔離放大器電路模塊，其特征在于所述濾波電路由第五運算放大器(IC5)、第八電阻(R8)、第九電阻(R9)、第十四電容(C14)、第十五電容(C15)組成；第八電阻(R8)的一端接信號解調(diào)電路的輸出端，另一接第十四電容(C14)與第九電阻 (R9)串接端；第九電阻(R9)的另一端接第五運算放大器(1( )的正相輸入腳和第十五電容 (C15)；第十五電容(C15)的另一端接輸出低端(LO)；第十四電容(C14)另一端接第五運算放大器(IC5)的反相輸入腳及輸出腳；第五運算放大器(IC5)的輸出腳接總輸出端(OUT)。
7.如權(quán)利要求1或2所述隔離放大器電路模塊，其特征在于所述振蕩電路由第四芯片(IC4)、第十電容(C10)、第十二電容(C12)、第七電阻(R7)組成；第七電阻(R7)的一端接第四芯片(IC4)和第十電容(C10)，另一端接信號解調(diào)電路；第十電容(ClO)的一端接第七電阻(R7)，另一端接第四芯片(IC4);第十二電容(C12)的一端接第四芯片(IC4)，另一端接地。
8.如權(quán)利要求1或2所述隔離放大器電路模塊，其特征在于所述功率放大電路由第一三極管(Q1)、第二三極管(Q2)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第八電容(C8)、第九電容 (C9)組成；第五電阻(R5)與第八電容(C8)并聯(lián)，一端接第一三極管(Ql)的基極，另一端接振蕩電路和信號解調(diào)電路；第六電阻(R6)與第九電容(C9)并聯(lián)，一端接第一三極管(Ql)的基極，另一端接振蕩電路和信號解調(diào)電路。
9.如權(quán)利要求1或2所述隔離放大器電路模塊，其特征在于所述隔離電源電路由第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第四電容 (C4)組成；第一電容(Cl)和第二電容(C2)并聯(lián)，一端接第一二極管(Dl)的陽極、信號調(diào)制電路及信號放大電路，另一端接地；第三電容(C3)和第四電容(C4)并聯(lián)，一端接信號調(diào)制電路及信號放大電路，另一端接地；第二二極管(D2)的陽極接第一二極管(Dl)的陰極，并經(jīng)第三電阻(R3)接第二變壓器(T2);第二二極管(D2)的陰極經(jīng)第四電阻(R4)接信號調(diào)制電路。
10.如權(quán)利要求2所述隔離放大器電路模塊，其特征在于所述輔助電源由第三二極管 (D3)、第i^一電容(C11)、第十三電容(C13)組成；第i^一電容(C11)、第十三電容(C13)并聯(lián)，一端接第三二極管(D3)的陽極和信號解調(diào)電路，另一端接地；第三二極管(D3)的陰極接功率放大電路。
專利摘要本實用新型公開了一種隔離放大器電路模塊，其包括信號放大電路、信號調(diào)制電路、第一變壓器、信號解調(diào)電路、濾波電路、隔離電源、第二變壓器、輔助電源電路、功率放大電路、振蕩電路。本實用新型內(nèi)部集成有高性能的輸入輸出放大器、調(diào)制解調(diào)器、信號耦合變壓器等單元器件,采用磁耦合方式使放大器的輸出和輸入之間沒有電氣聯(lián)系，從而隔離了干擾源，抑制了干擾信號，完成對信號的放大，此電路放大倍數(shù)可以經(jīng)過外接電阻調(diào)整，安全可靠強、精度高，非線性度小，可滿足某些特殊用途的要求；采用厚膜混合集成技術(shù)，縮小了體積；工作溫度范圍寬，能在-55℃～125℃的溫度范圍內(nèi)正常工作。
文檔編號H03F3/68GK202268849SQ20112034795
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者劉豫, 同軍軍, 鄭江信 申請人:天水七四九電子有限公司, 天水華天微電子股份有限公司