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2021-10-29

　　在現(xiàn)代電子測(cè)量中，工程師往往需要從一個(gè)極端復(fù)雜的電磁環(huán)境（例如通過(guò)大電流時(shí)的線纜產(chǎn)生的磁場(chǎng)）中高可靠、高保真地采集某一個(gè)物理量，比如電流、電壓和它們的變化情況。而被測(cè)量的物理量通常很小，而且常伴隨著較大的干擾。例如很高的共模電壓（CMV）、很強(qiáng)的電磁干擾（EMI），以及快速瞬變干擾（dV/dt或dI/dt）。這些干擾問(wèn)題若得不到有效的處理，就會(huì)使采集的物理量精度下降，甚至?xí)?duì)系統(tǒng)的可靠性、安全性造成很大隱患。 　　可以用以下干擾剖析圖來(lái)描述： 　　干擾剖析圖 　　要想解決以上問(wèn)題，工程師們理所應(yīng)當(dāng)?shù)剡x擇隔離放大調(diào)理回路。這個(gè)回路必須具備良好的電磁兼容（EMC）性能、抗高共模電壓（CMV）擊穿性能以及共模瞬變免疫（CMTI）性能，否則就是一個(gè)不完善的處理。 　　EMC：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。包括電磁干擾（EMI）（電子元件對(duì)外界的干擾）和電磁耐受性（EMS）（電磁波與電子元件作用）兩部分。 　　CMV：每一導(dǎo)體和所規(guī)定的參照點(diǎn)之間出現(xiàn)的相量電壓的平均值。 　　CMTI：瞬態(tài)穿過(guò)隔離層以破壞驅(qū)動(dòng)器輸出狀態(tài)所需的最低上升或下降dV/dt。 　　隔離放大調(diào)理回路的設(shè)計(jì)理念及組成不盡相同。對(duì)上述三要素的處理也各有側(cè)重，因此就造成了產(chǎn)品的適應(yīng)性受限。航晶微電子在充分認(rèn)識(shí)隔離放大器應(yīng)用背景的前提下，參照國(guó)外較為成熟的設(shè)計(jì)理念，依靠團(tuán)隊(duì)在電源變換、調(diào)制解調(diào)、模擬PID等方面的工程經(jīng)驗(yàn)，將微電子隔離技術(shù)進(jìn)一步融會(huì)貫通，成功研制出了仿進(jìn)口5B40的隔離放大器模組HJ5B40。其管腳完全兼容國(guó)外同類產(chǎn)品；體積為國(guó)外同類產(chǎn)品的二分之一；隔離耐壓為3800V，高于國(guó)外同類產(chǎn)品；CMTI參數(shù)也優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品。 HJ5B40隔離放大器 　 1、 概述 　　HJ5B40隔離放大器是一種通過(guò)斷開(kāi)接地環(huán)路將供電電路、輸入電路和輸出電路隔離開(kāi)的具有特殊用處的運(yùn)算放大器。該產(chǎn)品是為了在復(fù)雜電磁環(huán)境下隔離、放大微弱信號(hào)而設(shè)計(jì)，可在復(fù)雜電磁環(huán)境下高可靠、高保真地將-100mV～+100mV的信號(hào)，隔離放大調(diào)理成-5V～+5V輸出。環(huán)路增益由內(nèi)部精密電阻器設(shè)定為50倍（可根據(jù)客戶要求定制環(huán)路增益）。后續(xù)還可根據(jù)客戶需要開(kāi)發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。 　　特點(diǎn)： 　　1.電隔離放大被檢測(cè)的微弱信號(hào) 　　2.單數(shù)字5V供電 　　3.三地系統(tǒng)：供電地PGND，信號(hào)地SGND，輸出地OGND 　　4.共模瞬變抑制能力強(qiáng)（CMTI≥50kV/μs） 　　5.隔離電壓（CMV≥3800V） 　　6.具備浪涌吸收、保護(hù)及濾波功能 　　7.10kHz的測(cè)量帶寬 　　8.體積小、重量輕 　　9.可選通輸出 2、? ?隔離放大器原理 　　HJ5B40隔離放大器提供一個(gè)模擬輸入通道，該通道被放大、隔離，并轉(zhuǎn)換為高電平模擬電壓輸出，電壓輸出受邏輯開(kāi)關(guān)控制，允許模塊共享一個(gè)模擬總線，不需要外接多路復(fù)用器。該模塊的供電電路、輸入電路和輸出電路三端完全隔離，完全隔離意味著在輸入、輸出和電源公共之間不需要任何連接來(lái)正確操作輸出。如果需要輸出，將使能端接電源地即可。輸入端特殊的阻容回路可以正確采樣±100mV的交/直流輸入信號(hào)且不用考慮極性，輸入信號(hào)通過(guò)一個(gè)寬帶的前置放大器處理后隔離在屏障磁場(chǎng)的一側(cè)。輸入信號(hào)放大后，通過(guò)結(jié)合一個(gè)高頻載波信號(hào)通過(guò)隔離，隔離由變壓器耦合，再次使用陜西航晶微電子有限公司專有技術(shù)來(lái)抑制共模尖峰或噪聲波的傳輸，隔離后的信號(hào)通過(guò)濾波器將高頻載波信號(hào)濾除，同時(shí)模擬PID的引入會(huì)使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。 電原理圖 3、封裝形式及引出端功能 引出端功能如下表1所示 4、相關(guān)應(yīng)用 　　HJ5B40適合于放置在遠(yuǎn)離被測(cè)目標(biāo)處。但若現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境較為惡劣時(shí)，建議客戶使用帶屏蔽的雙絞線連接，可將外屏蔽層接PGND。 　　若HJ5B40放置在遠(yuǎn)離采集板時(shí)，為了保證信噪比，建議用戶使用標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流發(fā)送環(huán)，在遠(yuǎn)端完成I/V轉(zhuǎn)換。航晶微電子相關(guān)產(chǎn)品有HJU126B電流環(huán)發(fā)送器、HJU0420三線制高溫精密4-20mA/0-20mA電流環(huán)發(fā)送器。 　　相關(guān)產(chǎn)品 　　HJ278三端隔離放大器 　　HJU126B電流環(huán)發(fā)送器 　　HJU0420三線制高溫精密4-20mA/0-20mA電流環(huán)發(fā)送器 ?

5B40,隔離放大器,環(huán)路增益