电容耦合线性放大器原理

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电容耦合线性放大器原理 [复制链接]

基本的电容器耦合隔离放大器

      隔离放大器是由彼此互相电隔离的前后两级所组成的一个元件，在输入级及输出级之间用一个隔离障碍将彼此分开，因此信号耦合必须经过处理以便跨过这个隔离障碍。有些隔离放大器使用光耦合器或变压器耦合来提供前后两级的隔离，但不论如何，现代大部分的隔离放大器是使用电容器耦合来进行隔离。首先，每一级都要有各自独立分离的电源电压及接地，以确保彼此没有共接。一个简化的典型隔离放大器框图如图14.8所示。值得注意，图中使用两个不同的接地符号，以强调前后两级隔离的观念。              
    在输入级包含一个放大器、一个振疡器及一个调制器，调制( modulation)是指允许一个包含信息的信号，用以修饰另一个信号的某一个特性：如幅度、频率或脉冲宽度等。如此，第一级的信息依旧被包含在第二级，在这个例子中，调制使用一个高频的方波振荡器修饰原先的信号。在隔离障碍中使用一个电容值较小的电容器，用以耦合从输入到输出之间的低频调制信号或dc电压。但若没有调制，则原本禁止的高电容值电容器就势必需要，而导致级与级之间的隔离效果降低。输出级包括一个解调制器，以便从被调制过的信号中取出原输入级的信号，使原先从输入级来的信号回到其原有的形式。

 
    在图14.8中的高频振荡器输出，可将输入放大器信号，作幅度或脉宽调制。若使用幅度调制，振荡器输出的幅度将随输入信号的变化而变化，如图14. 9(a)以一个完整周期的正弦波来表示。若使用脉宽调制，振荡器输出的工作周期将随输入信号的变化而改变脉波宽度，在图14.9(b)中表示一个使用脉宽调制的隔离放大器。             
    虽然内部使用了相当复杂的电路处理， P8050AH隔离放大器仍然是一个可以简单使用的放大器。当供应直流电压及输入信号之后，就可得到放大的输出信号，我们看不到也不必理会其隔离的过程。

 

https://www.51dzw.com/embed/embed_76950.html

不明白一点这么小的一个电容能承受如此高的电压？

maychang

【不明白一点这么小的一个电容能承受如此高的电压？】

电容器的两导体之间距离越大（绝缘层越厚），电容器越能够承受高电压，同时电容器的电容量越小。

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maychang 发表于 2025-1-26 18:53 【不明白一点这么小的一个电容能承受如此高的电压？】 电容器的两导体之间距离越大（绝缘层越厚），电容 ...

那种隔离芯片整个宽度也不过是几个毫米，用在隔离电容上的长度不会超出芯片宽度

maychang

乱世煮酒论天下 发表于 2025-1-26 19:42 那种隔离芯片整个宽度也不过是几个毫米，用在隔离电容上的长度不会超出芯片宽度

你看看光耦，光耦芯片的宽度和电容式隔离模拟芯片是一样的，都是0.3inch。光耦的发光管侧与光电管侧之间耐压可达5kV甚至更高。

maychang

乱世煮酒论天下 发表于 2025-1-26 19:42 那种隔离芯片整个宽度也不过是几个毫米，用在隔离电容上的长度不会超出芯片宽度

【用在隔离电容上的长度不会超出芯片宽度】

实际上这种隔离芯片内部的电容大小不到1mm。

另外，据我所知，芯片内部用于耦合的电容有两个。你从51电子网copy的图中没有显示出这一点。

maychang

乱世煮酒论天下 发表于 2025-1-26 19:42 那种隔离芯片整个宽度也不过是几个毫米，用在隔离电容上的长度不会超出芯片宽度

还有一种变压器耦合的隔离模拟模块，只需要一组直流电源。为隔离的前端供电是模块内部的一个小开关电源，连开关电源的变压器一起集成到模块内部。记得这种模块型号是AD620。你说的那种芯片，记得是Burr-Brown公司（已被德州仪器收购）的产品。

maychang

乱世煮酒论天下 发表于 2025-1-26 19:42 那种隔离芯片整个宽度也不过是几个毫米，用在隔离电容上的长度不会超出芯片宽度

无论电容耦合还是变压器耦合，其原理都是调制，而且是幅度调制，和长波中波短波无线电广播的原理差不多。

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maychang 发表于 2025-1-26 20:11 【用在隔离电容上的长度不会超出芯片宽度】 实际上这种隔离芯片内部的电容大小不到1mm。 另外，据 ...

为什么是两个电容？

maychang

乱世煮酒论天下 发表于 2025-1-28 08:49 为什么是两个电容？

隔离放大器的前级后级之间的电压（所谓隔离就是隔离这个电压）对后级来说是共模输入，如果后级是理想的差动放大器，那么共模电压对后级没有影响，也就是不会造成额外的误差。

既然是差动放大器，当然就有两个输入端，所以需要使用两个电容器。

maychang

乱世煮酒论天下 发表于 2025-1-28 08:49 为什么是两个电容？

从另一个角度想，电流必须构成回路才能够传递信号。一个电容没法构成回路。如果电流返回路径是直接联接，那可就不隔离了。所以，至少要两个电容，直流隔离，交流构成回路。