แอมพลิฟายเออร์แยกทำงานและการใช้งาน

ความโดดเดี่ยว เครื่องขยายเสียง หรือเครื่องขยายสัญญาณเอกภาพให้การแยกจากส่วนหนึ่งของวงจรไปยังเศษส่วนอื่น ดังนั้นจึงไม่สามารถดึงพลังงานมาใช้และสิ้นเปลืองภายในวงจรได้ หน้าที่หลักของเครื่องขยายเสียงนี้คือการเพิ่มสัญญาณ สัญญาณอินพุตเดียวกันของ op-amp ถูกส่งออกจาก op-amp เป็นสัญญาณเอาต์พุต แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ใช้เพื่อให้แบตเตอรีความปลอดภัยทางไฟฟ้าและการแยก เครื่องขยายเสียงเหล่านี้ช่วยป้องกันผู้ป่วยจากกระแสไฟฟ้าไหลออก พวกเขาแตกความต่อเนื่องของโอห์มมิเตอร์ของสัญญาณไฟฟ้าระหว่างอินพุตและเอาต์พุตและสามารถจัดหาแหล่งจ่ายไฟแยกสำหรับทั้งอินพุตและเอาต์พุต ดังนั้นสัญญาณระดับต่ำสามารถขยายได้

Isolation Amplifier คืออะไร?

เครื่องขยายเสียงแยกสามารถกำหนดได้ว่าเป็นเครื่องขยายเสียงที่ไม่มีหน้าสัมผัสที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าระหว่างส่วนอินพุตและเอาต์พุต ดังนั้นแอมพลิฟายเออร์นี้จึงให้การแยกโอห์มมิกระหว่างขั้ว i / p & o / p ของเครื่องขยายเสียง การแยกนี้จะต้องมีการรั่วไหลน้อยกว่ารวมถึงแรงดันไฟฟ้าแยกสลายอิเล็กทริกจำนวนมาก ค่าตัวต้านทานและตัวเก็บประจุโดยทั่วไปของแอมพลิฟายเออร์ระหว่างขั้วอินพุตและเอาต์พุตคือตัวต้านทานควรมี 10 เทราโอห์มและตัวเก็บประจุควรมี 10 พิโคฟารัด

การแยกเครื่องขยายเสียง

แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้มักใช้เมื่อมีความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไปอย่างมากระหว่างด้านอินพุตและเอาต์พุต ในแอมพลิฟายเออร์นี้วงจรโอห์มมิกไม่ได้อยู่ที่นั่นจากกราวด์อินพุตไปยังกราวด์เอาท์พุท

วิธีการออกแบบเครื่องขยายเสียงแบบแยก

มีวิธีการออกแบบสามประเภทที่ใช้ในเครื่องขยายสัญญาณแยกซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้

• การแยกหม้อแปลง
• การแยกแสง
• การแยก Capacitive

1). การแยกหม้อแปลง

การแยกประเภทนี้ใช้สองสัญญาณเช่น PWM หรือมอดูเลตความถี่ ภายในแอมพลิฟายเออร์นี้ประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์ 20 KHz วงจรเรียงกระแสตัวกรองและหม้อแปลงเพื่อจ่ายให้กับทุกขั้นตอนที่แยกได้

• วงจรเรียงกระแสใช้เป็นอินพุตไปยัง op-amp หลัก
• หม้อแปลงเชื่อมโยงแหล่งจ่ายไฟ
• ออสซิลเลเตอร์ใช้เป็นอินพุตไปยังออปแอมป์สำรอง
• LPF ใช้สำหรับลบส่วนประกอบของความถี่อื่น ๆ

ข้อดีของการแยกหม้อแปลงส่วนใหญ่ ได้แก่ CMRR ความเป็นเชิงเส้นและความแม่นยำสูง

การใช้งานของการแยกหม้อแปลงส่วนใหญ่รวมถึงการแพทย์นิวเคลียร์และอุตสาหกรรม

2). การแยกแสง

ในการแยกนี้สัญญาณ l สามารถเปลี่ยนจากสัญญาณชีวภาพเป็นสัญญาณไฟได้ด้วย LED เพื่อดำเนินการต่อไป ในสิ่งนี้วงจรผู้ป่วยเป็นวงจรอินพุตในขณะที่วงจรเอาต์พุตสามารถเกิดขึ้นได้โดยโฟโตทรานซิสเตอร์ วงจรเหล่านี้ทำงานด้วยแบตเตอรี่ วงจร i / p เปลี่ยนสัญญาณเป็นไฟเช่นเดียวกับวงจร o / p เปลี่ยนไฟกลับเป็นสัญญาณ

ข้อดีของการแยกแสงส่วนใหญ่ ได้แก่

• ด้วยการใช้สิ่งนี้เราจะได้แอมพลิจูดและความถี่ดั้งเดิม
• มันเชื่อมต่อแบบออปติกโดยไม่ต้องใช้โมดูเลเตอร์เป็นอย่างอื่น
• ช่วยเพิ่มความปลอดภัยของผู้ป่วย

การใช้งานของการแยกหม้อแปลงส่วนใหญ่รวมถึงการควบคุมกระบวนการในอุตสาหกรรมการเก็บข้อมูลการวัดทางชีวการแพทย์การตรวจสอบผู้ป่วยองค์ประกอบอินเทอร์เฟซอุปกรณ์ทดสอบการควบคุม SCR ฯลฯ

3). การแยก Capacitive

• ใช้การมอดูเลตความถี่และการเข้ารหัสดิจิตอลของแรงดันไฟฟ้าอินพุต
• แรงดันไฟฟ้าขาเข้าสามารถเปลี่ยนเป็นประจุสัมพัทธ์ผ่านตัวเก็บประจุแบบสวิตช์
• รวมถึงวงจรเช่นโมดูเลเตอร์และเดโมดูเลเตอร์
• สัญญาณจะถูกส่งผ่านตัวกั้นแบบ capacitive ที่แตกต่างกัน
• สำหรับทั้งสองด้านจะได้รับแยกต่างหาก

ข้อดีของการแยกตัวเก็บประจุส่วนใหญ่ ได้แก่

• การแยกนี้สามารถใช้เพื่อลบเสียงกระเพื่อม
• สิ่งเหล่านี้ใช้สำหรับระบบอนาล็อก
• รวมถึงความเป็นเชิงเส้นและความเสถียรที่ได้รับสูง
• ให้ภูมิคุ้มกันสูงต่อเสียงแม่เหล็ก
• การใช้สิ่งนี้สามารถหลีกเลี่ยงเสียงรบกวนได้

การประยุกต์ใช้การแยกตัวเก็บประจุส่วนใหญ่รวมถึงการเก็บข้อมูลองค์ประกอบอินเทอร์เฟซการตรวจสอบผู้ป่วย EEG และ ECG

คุณสมบัติ

คุณสมบัติหลักของเครื่องขยายเสียงแยกส่วนใหญ่มีดังต่อไปนี้

• แหล่งจ่ายแรงดัน
• อุปทานปัจจุบัน
• อุณหภูมิในการทำงาน

แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าของเครื่องขยายเสียงส่วนใหญ่หมายถึงช่วงของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า อุปทานปัจจุบันคือปริมาณของกระแสที่นำมาจากแหล่งที่มาของ แหล่งจ่ายไฟ เนื่องจากเป็นพันธมิตรกับเครื่องขยายเสียง อุณหภูมิในการทำงานของเครื่องขยายเสียงคือค่าเฉพาะของอุณหภูมิโดยรอบ

แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ใช้วิธีการต่างๆเพื่อลดความผิดเพี้ยนและสัญญาณขนาดใหญ่ที่ไม่เป็นเชิงเส้นเช่นการใช้ LOC (linear ออปโตคัปเปลอร์ ) เพื่อเพิ่มความเป็นเชิงเส้นของเครื่องขยายเสียงในช่วงสัญญาณที่แน่นอน LOC นี้มี LED อินพุตที่เชื่อมต่อกับโฟโตไดโอด 2 ตัว โฟโตไดโอดเหล่านี้ป้อนวงจรอินพุตและเอาต์พุต

เมื่อออกแบบแอมพลิฟายเออร์นี้เป็นภารกิจหลักในการลดการลอยของสัญญาณและแอมพลิฟายเออร์แบบแยกจะร้อนขึ้นบ่อยตลอดการทำงานดังนั้นการจ่ายกระแสกับวงจรจะลดลง โดยปกติแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้จะได้รับการประเมินตามขนาดประสิทธิภาพและต้นทุนโดยความจำเป็นทางเทคนิคคือความเสถียรความเป็นเชิงเส้นและการตอบสนองความถี่สูงของสัญญาณ ข้อกังวลหลักในขณะออกแบบแอมพลิฟายเออร์นี้ ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าเสียและการจัดการการรั่วไหล

จะบรรลุการแยกได้อย่างไร?

เมื่ออิมพีแดนซ์อินพุตของ op-amp สูงมากก็อาจทำให้เกิดการแยกได้ เนื่องจากวงจรนี้มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงจึงสามารถดึงกระแสนาทีจากวงจรเครื่องขยายเสียงได้ ตาม กฎหมายโอห์ม เมื่อความต้านทานสูงกระแสไฟฟ้าจะถูกดึงออกจากแหล่งจ่ายไฟน้อยลง

การแยกเครื่องขยายเสียงวงจร - แผนภาพ

ดังนั้นออปแอมป์จึงไม่ดึงกระแสจำนวนมากจากแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นในทางปฏิบัติจะไม่มีการดึงกระแสและถ่ายโอนจากส่วนหนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่งของวงจร ดังนั้นเครื่องขยายเสียงนี้จึงทำงานเป็นอุปกรณ์แยก

เมื่ออิมพีแดนซ์อินพุตของ op-amp ต่ำก็จะดึงกระแสจำนวนมาก กฎของโอห์มระบุว่าหากอิมพีแดนซ์ของโหลดมีความต้านทานน้อยก็จะดึงกระแสไฟฟ้าจำนวนมากจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเพื่อให้เกิดการรบกวนสูงและตรงข้ามกับการแยก ที่นี่แอมพลิฟายเออร์แยกจะทำงานเหมือนบัฟเฟอร์และไม่เสริมสร้างสัญญาณแม้ว่าจะมีการแยกส่วนของวงจรก็ตาม

แอปพลิเคชั่นแยกเครื่องขยายเสียง

เครื่องขยายเสียงเหล่านี้มักใช้ในแอปพลิเคชันเช่นการปรับสภาพสัญญาณ ซึ่งอาจใช้ไบโพลาร์, CMOS และแอมพลิฟายเออร์สองขั้วเสริมที่แตกต่างกันซึ่งรวมถึงตัวสับการแยกตัวขยายเครื่องมือวัด

เนื่องจากอุปกรณ์หลายตัวทำงานโดยใช้แหล่งพลังงานต่ำมิฉะนั้นแบตเตอรี่ การเลือกแอมพลิฟายเออร์แยกสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลักษณะแรงดันไฟฟ้าของเครื่องขยายเสียง

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ เครื่องขยายเสียงแบบแยก ซึ่งสามารถใช้เพื่อแยกสัญญาณเช่นอินพุตและเอาต์พุตด้วยระบบไฟฟ้าด้วยข้อต่อแบบอุปนัย เครื่องขยายเสียงเหล่านี้ป้องกัน ชิ้นส่วนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ จากแรงดันไฟฟ้าเกินในแอปพลิเคชั่นต่างๆโดยใช้ช่องสัญญาณมากมาย นี่คือคำถามสำหรับคุณการประยุกต์ใช้เครื่องขยายเสียงนี้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์คืออะไร?