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电流隔离 – 信号隔离和电源隔离 介绍 电流隔离技术 有多种类型，选择合适的技术取决于隔离的类型、承受能力、应用要求，显然还涉及成本因素。在本文中，我们将了解不同类型的隔离、它们的工作原理以及在设计中的使用位置。 电流隔离的类型 1. 信号隔离 2. 功率电平隔离 3. 电容器作为隔离器 信号隔离 当两个不同性质的电路使用某种类型的信号相互通信时，需要信号电平隔离。例如，两个电路使用独立的电源并运行不同的电压电平。在这种情况下，为了隔离两个独立电源的单独接地并在这两个电路之间进行通信，需要信号电平隔离。 信号隔离通过使用不同类型的隔离器来完成。 光隔离器和电磁隔离器 主 要用于信号隔离目的。这两个隔离器可防止不同的接地源组合在一起。每个隔离器都有自己独特的工作原理和应用，将在下面讨论。 1. 光隔离器 光隔离器使用光在两个独立电路之间进行通信。通常，光隔离器又名光耦合器在单个硅芯片内有两个组件，一个发光二极管和一个光电晶体管。 LED由一个电路控制，晶体管侧与另一个电路连接。因此，LED和晶体管没有电连接。通信只能通过光学灯完成。 考虑上图。流行的 光隔离器 PC817隔离 两个独立的电路。电路 1是带有开关的电源，电路2是连接不同5V电源的逻辑电平输出。逻辑状态由左电路控制。当开关闭合时，光耦合器内部的LED亮起并打开晶体管。逻辑状态将从高更改为低。 电路 1和电路2使用上述电路进行隔离。电流隔离对于上述电路非常有用。在几种情况下，高电位接地噪声在低电位接地中引起，并产生接地环路，进一步导致测量不准确。与PC817类似，有许多类型的光耦合器可满足不同的应用要求。 2. 电磁隔离器 光隔离器可用于直流信号隔离，但电磁隔离器（如小信号变压器）可用于交流信号隔离。像音频变压器这样的变压器的初级和次级侧是隔离的，可用于不同的音频信号隔离。另一个最常见的用途是网络硬件或以太网部分。脉冲变压器用于将外部布线与内部硬件隔离。甚至电话线也使用基于变压器的信号隔离器。但是，由于变压器是通过电磁隔离的，因此它只能与交流电一起使用。 上图是带有集成脉冲变压器的 RJ45插孔的内部原理图，用于隔离带有输出的MCU部分。 功率电平隔离 需要功率电平隔离，以便将 低功耗敏感器件与高功率噪声线路隔离 ，反之亦然。此外，功率电平隔离通过将高压线路与操作员和系统的其他部分隔离，提供适当的 危险线路电压安全性 。 1. 变压器 流行的功率电平隔离器又是变压器。变压器有巨大的应用，最常见的用途是从高压源提供低电压。变压器在初级和次级之间没有连接，但可以将电压从高压交流降压到低压交流，而不会失去电流隔离。 上图显示了一个工作中的降压变压器，其中初级侧输入连接到墙上插座，次级侧输入连接在阻性负载上。 合适的隔离变压器具有 1：1 的匝数比 ，并且不会改变两侧的电压或电流水平。隔离变压器的唯一目的是提供隔离。 2. 继电器 继电器是一种流行的隔离器，在电子和电气领域有着巨大的应用。根据应用的不同，电子市场上有许多不同类型的继电器。流行的类型是电磁继电器和固态继电器。 电磁继电器与电磁和机械可移动部件一起工作，通常称为极点。它包含一个电磁铁，用于移动极点并完成电路。当高压电路需要从低压电路控制时，继电器会产生隔离，反之亦然。在这种情况下，两个电路都是隔离的，但一个电路可以激励继电器以控制另一个电路。 在上图中，两个电路在电气上彼此独立。但是通过使用电路 -1上的开关，用户可以控制电路2上的负载状态。了解有关如何在电路中使用继电器的更多信息。 固态继电器和机电继电器 在 工作方面没有太大区别。固态继电器的工作原理完全相同，但机电部分被光控二极管取代。由于固态继电器的输入和输出之间没有直接连接，可能会建立电流隔离。 3. 霍尔效应传感器 不用说，电流测量是电气和电子工程的一部分。目前有不同类型的电流传感方法。通常需要对高电压和高电流路径进行测量，并且值读取必须发送到作为测量电路一部分的低压电路。同样，从用户的角度来看，侵入性测量是危险的，也是不可能实现的。霍尔效应传感器提供精确的非接触式电流测量，并帮助以非侵入性的方式测量通过导体的电流。它提供了适当的隔离，并确保了远离危险电力的安全。霍尔效应传感器利用通过导体产生的电磁场来估计通过它的电流。 芯环以非侵入性方式钩在导体上，并且如上图所示进行电气隔离。 电容器作为隔离器 最不常用的隔离电路方法是使用电容器。由于效率低下和危险的故障结果，这不再是首选，但仍然知道当您想要构建粗糙的隔离器时，它可能会派上用场。电容器阻断直流并允许传递高频交流信号。由于这种优异的性能，电容器在需要阻断两个电路的直流电流但仍允许数据传输的设计中用作隔离器。 上图显示了用于隔离目的的电容器。发射器和接收器都是隔离的，但可以进行数据通信。 电流隔离 – 应用 电流隔离非常重要，应用范围也很大。它是消费品以及工业、医疗和通信领域的重要参数。在 工业电子市场中 ，配电系统、发电机、测量系统、电机控制器、输入输出逻辑设备等都需要电气隔离。 在 医疗领域 ，隔离是设备的主要优先事项之一，因为医疗设备可以直接与患者的身体连接。这些设备是心电图，内窥镜，除颤器，各种想象设备。 消费级通信系统 也使用电流隔离。一个常见的例子是以太网、路由器、切换器、电话交换机等。普通消费品，如充电器、 SMPS、计算机逻辑板是使用 电流隔离的最常见产品。 电流隔离的实际示例 以下电路是与微控制器单元在 RS-485通信线路上电隔离全双工IC MAX14852（通信速度为500 kbps） 或 MAX14854 （通信速度为 25 Mbps）的典型应用电路。该IC由流行的半导体制造公司 Maxim Integrated制造。 这个例子是工业设备上电流隔离的例子之一。 RS-485是工业设备中广泛使用的传统通信协议。RS-485的流行用途是在TTL段上使用 MODBUS 协议 。 假设高压交流变压器通过 RS-485协议提供安装在变压器内部的传感器数据。需要将PLC设备与RS-485端口连接，以从变压器收集数据。但问题出在直接沟通线上。PLC使用非常低的电压电平，并且对高ESD或浪涌非常敏感。如果采用直接连接，PLC可能处于高风险之中，需要电气隔离。 这些 IC对于保护PLC免受ESD或浪涌的影响非常有用。 根据数据表，两款 IC的耐受能力为+/- 35kV ESD，2.75kVrms的耐受隔离电压长达60秒。不仅如此，这些IC还确认445Vrms的工作隔离电压，使其成为工业自动化设备中使用的合适隔离器。

　　在使用ADC芯片时，由于ADC的型号多样化，其性能各有局限性，所以为了使ADC能够适应现场需要以及满足后继电路的要求，必需对ADC的外围电路进行设计。ADC外围电路的设计通常包括模拟电路、数字电路和电源电路的设计。 　　 1 模拟电路的设计 　　1．1 前置放大器电路的设计 　　市场上除了少数的ADC本身带有放大电路外，多数ADC都不具备此结构，而一般模／数转换系统的模拟输入信号是比较小的，因此通常需要使用模拟放大器，来提升输入电压。模拟放大器一般选用集成运算放大器、仪表放大器或隔离放大器等。使用模拟放大器时要着重考虑放大器的带宽和精度，当选择运算放大器时，其带宽和精度都应当优于所选择的ADC。 　　模拟放大器不仅能放大模拟输入信号，而且还具有阻抗变化的作用。对于输入电阻比较小的ADC，而信号源的内阻又比较大时，需要选用高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，有时也可以加接电压跟随器，以提高输入阻抗，从而达到匹配的目的。 　　 1．2 采样保持电路的设计 　　采样保持电路可以使ADC转换器在转换期间保持电压不变，因此对于没有采样保持电路的ADC，必需在模拟输入之前加接采样保持电路。在选用采样保持器时，要注重捕获时间和顶级率的选择，因为它们直接关系到模／数转换系统的整体性能。捕获时间实质就是采样保持器的采样阶段所需的时间，它要与ADC的转换时间合理配合，过大则影响ADC的转换速率，过小则容易产生功能混乱或数据丢失等现象。 　　在ADC进行转换的过程中，采样保持电路进入保持阶段。通常采样保持电路是靠电容来进行电压保持的，由于电容和采样开关中漏电流以及保持电路中偏置电流的影响，使保持的模拟电压随时间的延续而有所下降(或上升)，其下降的速率就是采样保持电路的顶级率。顶级率过大就会影响转换精度。顶级率和捕获时间不但与采样保持电路有关，而且还与外接的保持电容有关，增大电容时，可以减小顶级率，但捕获时间将增大，因此需要全面考虑。对于模拟输入电压变化缓慢的系统，可以不使用采样保持电路，一般模拟输入电压变化不超过1／2LSB时，就可不用。 　　 1．3 多路开关的设计 　　多路开关也是ADC的主要外围设备之一。设计时需要注意以下问题：实际中，部分ADC的输入电阻较小，而模拟多路开关并不是理想开关，其导通电阻较大，因此ADC与模拟多路开关之间的阻抗并不匹配，这将影响整个系统的运行精度，因此不容忽视，这时可在多路开关与ADC之间加接高输入阻抗的电压跟随器；此外模拟多路开关存在漏电流，而且各路开关是并联的，当开关的路数较多时，漏电流就不能忽视，这时可采用分级模拟开关来解决这个问题；在多通道的数据采集系统中，当通道切换时，模拟电压将产生阶跃变化，这时应等阶跃变化稳定后，再让采样保持电路进入采样阶段；具有分级流水结构的ADC和∑-△型的ADC，其输出的数据是滞后的，因此需要全面考虑转换器外围电路所需的稳定时间以及ADC对多路开关的阶跃变化所需的响应时间等。 　 　2 数字外围电路的设计 　　ADC的输出是数字电路，它与后继电路相连接所需要的数据线可以分为并行接口和串行接口两种型式。 　　 2．1 并行接口电路的设计 　　绝大多数ADC的数据输出都具备并行接口，可以很方便地与下级电路(微处理器等)的数据总线相连接，数据传送速度快。ADC的数据总线常用的有8位和16位，但一般10～16位的ADC既能与16位的接口方式与16位的微控制器直接相连，又能以8位接口方式与8位微控制器相连。并行接口除了并行的数据线外，还需要许多控制信号线和状态信号线，如启动转换信号线、读／写信号线、片选信号线等。由于各种ADC的芯片各不相同，所以在设计时，必须弄清具体型号的各信号定义、时序以及使用微控制器的总线时序，从而才能设计出满足时序要求的接口电路。 　　 2．2 串行接口电路的设计 　　串行接口只需要1根双向数据线、或者2条传输方向相反的数据线和少量的控制线。这样能大大地减少芯片的引脚数目，进而简化了整机的布线。实际中多数微型控制器都有串行接口，这样给串行数据输出的ADC使用提供了便利的条件，不过这种传输方式速度慢、效率低，但随着芯片工作频率的提高，串行传输速率也得到了改善。常见的串行接口有通用异步接收／发送器、串行外围接口和I2C总线等，设计时应根据具体情况采取相应的方式。 　　 3 电源和接地的设计 　　在ADC电路中既含有模拟信号，又含有数字信号，而模拟信号部分是精密的信号处理电路，例如分辨率为10位5V量程的ADC，所对应1LSB的模拟电压为4．88mV。数字电路部分是与其他逻辑电路连接在一起的，工作信号为脉冲信号，信号的幅度大，频谱宽。对于模拟信号来说，数字信号是一个干扰源，地线噪声可达几十毫伏，甚至几百毫伏。如果存在接地不良，布线不当等因素，那么数字噪声将严重影响模拟信号部分的精度，甚至无法工作，所以对于高速ADC或高分辨率的转换系统要特别重视印制电路板的布线以及电源的去耦问题。为了减小地线噪声干扰可以采取下列措施： 　　 3．1 参考点的设计 　　AGND与DGND分开，建立模拟参考点，把所有的模拟部分都接到这个参考点上。此外还应注意合理布局，尽量缩短地线的长度，加大地线的横截面积等。 　　 3．2 AGND和DGND连接的设计 　　AGND接模拟参考点，DGND接数字电路，并与数字电源地相连接，并且AGND和DGND只在靠近ADC的引脚一处进行连接。 　　 3．3 电源接线的设计 　　多数ADC使用的不止是一种电源，通常5 V电源供数字部分使用，15 V电源供模拟部分使用。这两组电源要分别接到AGND和DGND上，同时注意这两组电源的变压器绕组之间应具有良好的绝缘和良好的静电隔离。 　　 3．4 电源去耦的设计 　　ADC的电源要加去耦电容，并且安装时电容要尽量靠近ADC的电源。一般情况下，电容可用1～10μF钽电容与0．01～0．1μF高频瓷介电容并联。 　　 3．5 高低噪声电路接地的设计 　　数字电路中的高频信号电路和大电流电路属于高噪声电路，而ADC接口中的数字信号则属于低噪声电路，因此两者应各有接地参考点。前面是地线连接时需要考虑的问题，但是在实际中各电路结构和参数的差别很大，所以一般不能采取同一模式。对于一些ADC芯片说明书中已经给出了电源和地线以及芯片评估板的印制电路布线图，使用时要按照说明书去连接，这样才能达到系统的预期指标。 　　 4 信号隔离的设计 　　从上面的分析可知，合理的布线和接地可以有效地抑制噪声干扰，但由于模拟信号和数字信号仍存在共地，所以要彻底消除数字噪声对模拟信号的影响是不可能的。此外，模拟信号在传输线上也容易受到干扰，这些干扰不仅对模拟信号有影响，对数字电路影响更大，严重时会产生运行错误。因此采取隔离措施可以进一步抑制干扰，常用的隔离元件是光电耦合器。根据隔离位置的不同，可分为2种隔离方式：一种是隔离模拟信号端；另一种是隔离数字信号端。由于数字信号的工作频率较高，所以必须采用高速光电耦合器或采取加速措施，并且在微处理器中加人等待周期或增加信号锁存器等，以协调光电耦合器引来的延迟时间，这将带来接口电路的复杂性和降低系统响应速度的负面影响。在实际应用中，由于对不同系统的技术要求各有不同，所以ADC外围电路的设计也要根据具体情况采用不同的方法。

       模拟信号隔离放大器、变送器、配电器、安全栅：是指模拟信号本身的隔离、放大、转换，以及模拟与数字信号之间(AD/DA)的隔离变送。 新品（1）物联网前端多路传感器数据采集控制模块：SY AD 02A/04A系列 　 2/4通道模拟信号采集控制隔离变送器，用户可编程设置目标模块地址、波特率等，可直接根据现场数据采集显示结果进行监控。低成本、小体积模块化设计方便桌面或导轨安装使用。 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/201291020424281501.pdf 新品（2） 多路模拟信号采集显示监控模块：SY AD 02B/04B系列 　　2/4通道模拟信号采集显示控制隔离变送器，用户可编程设置目标模块地址、波特率等，数据采集结果以两种模式通过LED数码管显示，可直接根据现场数据采集显示结果进行监控。 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/20129102046892942.pdf 新品（3） 温度传感器多路信号检测控制模块：SY AD 02C系列 　　2通道模拟信号采集带温度检测控制隔离变送器，支持一路DS18B20温度信号，测量精度优于0.05%，信号隔离转换成支持MRTU协议的RS485/232。 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/201291020515228267.pdf 新品（4）热电阻信号隔离变送器IC：ISO Z-W-P-O系列 　　SIP12/DIP24封装将热电阻信号按温度高低隔离转换成与温度成线性标准信,特别适用于Pt100/Cu50热电阻传感器。 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/20129131213349237.pdf 新品（5） 单输入双输出信号隔离变送器 IC：ISO U(A)-P-O-O系列 　　将（传感器输出）单路模拟电压或电流信号经隔离、分配、转换成两路精度、线性度相匹配的标准模拟信号的混合集成电路。 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/2012911721975222.pdf 新品（6） PWM脉宽变送器：ISO D-P-O-Q系列 　　将PWM脉冲调宽方波信号的占空比经隔离转换为模拟标准信号的混合集成电路 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/20127917363775030.pdf 新品（7） 16通道模拟信号隔离采集A/D转换器：ISO AD16系列 　　产品是基于单片机的智能监测和控制系统，所有用户设定的校准值，地址，波特率，数据格式，校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。16通道间完全隔离，信号输入、输出与辅助电源之间3KV三隔离，抗干扰能力强，可靠性高。宽工作温度范围- 45℃～+80℃。 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/201232019222850298.pdf 新品（8） F/V频率信号转模拟信号隔离变换器：ISO F-P-O系列 　　将模拟信号隔离转换成相应的数字脉冲频率信号精密隔离变送器。产品可根据用户自定义参数要求制作，出厂前已经过老化和检验校正。 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/201221017545460505.pdf 新品（9） 转速传感器信号隔离变送器：ISO S-P-O系列 　　产品可多路导轨安装，将转速传感器、正弦波、锯齿波信号或者微弱的波形信号隔离转换成与输入频率相同的方波信号。低成本、小体积，一个模块内可实现单路一进一出（DIN 1x1）、双路二进二出（DIN 2x2）功能。 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/20122316243424095.pdf 新品（10） 远程模拟信号隔离放大器系列：ISO L-A-P-O系列 　　产品由一组高精度隔离放大器电路和一组功率放大电路组成，用在对电流信号或电压信号驱动能力要求比较高的场合，也可以用来驱动电磁阀、电磁开关或大功率负载等。 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/20122316113415282.pdf 传感器电量采集、隔离、放大、变送器常用产品资料索引 （1） 直流（电压/电流）信号磁电隔离放大器IC：ISO EM A-P-O系列。 　　产品直接焊在PCB板上使用，无需零点和增益调节，可实现0-5V/0-10V/0-75mV/0-2.5V/0-1mA/0-10mA/0-20mA/4-20mA等各种信号间的隔离转换。精度等级：0.1级、0.2级，全量程范围内极高的线性度（非线性度最小值 0.1%）。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200971019203141748.pdf （2） 直流（电压/电流）信号光电隔离放大器IC：ISO U-P-O系列。 　　该产品采用了直流信号模拟调制技术，而不是ISO EM系列磁电隔离产品所采用的信号载波技术。光电隔离放大器产品与磁电隔离的相比具有较强的抗EMC电磁线路干扰和高频信号空间干扰特性，其输入、输出、隔离参数与磁电隔离产品基本相同。精度等级：0.1级、0.2级，全量程范围内极高的线性度（非线性度最小值 0.2%）。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/2010122417465780478.pdf （3） 两线制传感器4-20mA(0-20mA)信号环路隔离IC：ISO 4-20mA。 　　单片两线制隔离接口芯片，可以直接焊接在PCB板上，占板面积小。很小的输入等效电阻，使该IC的输入电压达到超宽范围（9-32V），无需外接电源、免调节实现信号与地线环路隔离的远距离无失真传输。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200811318564877700.pdf （4） 两线制无源传感器4-20mA信号环路式隔离配电IC：ISO 4-20mA-F。 　　可以给两线制传感器配电16V—21.5V,同时实现两线制传感器信号测量、远传、隔离功能。该IC输出是针对24VDC和取样电阻（负载电阻）相串联的二线制供电回路（现场防爆功能）来设计的，同当前流行的模拟量输入接口板（上位机）、PLC、DCS或其他仪表的模拟量输入端口相匹配。产品使用非常方便，无需外接电源、免调节。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/20081132014432704.pdf （5） 两线制4-20mA隔离调理器IC： ISO 4-20mA-P。 　　输出针对24VDC和取样电阻（负载电阻）相串联的二线制供电（现场防爆）回路来设计的，与现场模拟量输入接口板（上位机）、PLC、DCS或其他仪表的模拟量输入端口相匹配。产品使用非常方便，只需外接一个50KΩ的多圈电位器进行ADJ校正。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/20081132041911658.pdf （6）Pt100热电阻温度信号隔离变送器IC：ISO Z-W系列。 　　该IC可实现三线、四线或两线Pt100热电阻信号直接输入，内置线性化处理和长线补偿电路，电源、信号：输入/输出 3000VDC 三隔离。输出标准0-5V/4-20mA等信号。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200971217293787340.pdf （7） 4-20mA模拟信号转RS232/485隔离A/D转换器：ISO 4021系列。 　　ISO 4021系列产品实现传感器和主机之间的信号采集，用以检测模拟信号或控制远程设备。通过软件的配置，可用于多种传感器类型，包括：模拟信号输入，模拟信号输出，和数字信号输入/输出（I/O），ISO 4021系列产品可应用在 RS232/485总线工业自动化控制系统，4-20mA / 0-5V信号测量、监视和控制，小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等。ISO 4021系列A/D转换器与ISO DA系列D/A转换器配对使用可实现模拟转换数字再转回模拟的远程监控功能。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200982616334445632.pdf （8） RS232/485转模拟信号隔离D/A转换器：ISO DA系列。 　　产品实现主机RS485/232接口信号隔离转换成标准模拟信号，用以控制远程设备。ISODA系列产品可应用在 RS-232/RS-485总线工业自动化控制系统，4-20mA/0-5V/0-10V等标准信号输出，用来控制工业现场的执行设备，控制设备以及显示仪表等。 ISO DA系列D/A转换器与ISO 4021系列A/D转换器配对使用可实现模拟转换数字再转回模拟的远程监控功能。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/20101301404532117.pdf （9） 正弦波、方波、锯齿波等脉冲信号隔离变换器：ISO F-P-O系列 。 　　可实现正弦波、方波、锯齿波等信号隔离放大及转换。0-1KHz/0-5KHz/0-10KHz等频率信号隔离转换成标准0-2.5V/0-5V/0-10V电压信号或0-10mA/0-20mA/4-20mA电流信号。产品有DIP 24Pin PCB板上焊接和DIN 35卡槽固定两种安装方式，广泛用于汽车电子、电梯、数控机床等电机电子控制系统。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/201012221655015818.pdf （10） 位移、电子尺、电位器、角度等传感器专用变送器：ISO R-P-O系列。 　　采用输入滤波、保护电路，高精度稳压基准IC电源电路，放大转换电路，零位满度调节电路等变换电路。广泛用于线性电子尺、位移、电位器、角度等传感器信号的放大、转换、隔离及变送。　 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200971112563448872.pdf （11） 单相交流电流信号隔离变送器IC：ISO AC-P-O系列。 　　可将交流0-500mA-30A的电流信号，隔离转换为直流0-5V/0-10V/1-5V/0-10mA/0-20mA/4-20mA标准信号。可以将传感器采集到的0-1Vrms（50～60HZ）交流信号按比例转换成4-20mA/0-10mA /0-20mA直流电流信号或0-1V/0-2.5V/0-5V/0-10V直流电压信号。外接互感器后就可以组成单相或多相隔离变送器实现输入与输出信号之间的隔离。产品在电力远程监控、仪器仪表、医疗设备、工业自控等领域广泛应用。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/20101515273967221.pdf （12） 0-10mV/0-30mV模拟微小信号隔离放大器 ISO 1002-I系列。 　　 该产品特别适用于0-10mV/0-20mV/0-75mV/0-100mV的小信号隔离放大及转换，在输出电压信号时，零点和满度可以做相应的高精度调整。 详细技术资料： http://www.sun-yuan.com/download/20089316222642256.pdf （13）0-±10V/0-±20mA 双向直流信号隔离转换器：ISO EM系列。 　　 产品主要用于工业控制系统中模拟信号输入输出控制，系统内部通过DSP、PLC的DA转换输出信号来显示和控制其它装置的可调输出，现场工作电压、电流和各种运行参数的监测及系统外部增加4-20mA（0-20mA）/0-5V标准信号接口等。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200971016435630056.pdf （14）转速脉冲信号隔离变送器IC：ISO S-P-O系列。 　　 可以将转速传感器信号、正弦波、锯齿波信号或者微弱的波形信号隔离转换成与输入频率完全一致的方波信号的混合集成电路。产品无需其它外接元件，特别适用于将转速、正弦波等信号隔离转换成标准方波脉冲信号。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200911914463444904.pdf (15)大电流(0-100mA/0-500mA)输出型信号隔离放大器：ISO L-A4-P3-O8系列。 　　具有高精度隔离放大器电路和功率放大电路，主要用在对电流信号或电压信号驱动能力要求比较高的场合，也可以用来驱动电磁阀、电磁开关或微功率负载等，采用标准DIN导轨安装。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200971112372435755.pdf （16）两线无源型传感器回路供电专用隔离配电器：ISO EM-A-P-O-S系列。 　　低成本、小体积,SIP 12Pin符合UL94V-0标准阻燃封装，无需外接电位器等其它元件，免零点和增益调节。主要用在现场给传感器输入配电的场合。配电电压5V/12V/24VDC等，可实现0-75mV/0-2.5V/0-5V与4-20mA信号间的相互隔离、放大及转换。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/20092114573645129.pdf （17） 压力、位移两线制变送器专用隔离电源IC：BHK系列。 　　1KV隔离SIP7脚封装,小体积、微功率、超低功耗，非稳压单输出DC-DC电源模块。　 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200911271652190128.pdf （18） 用于变频器抗EMC干扰的模拟信号隔离放大器：ISO U-P-O-M系列。 　　在IC内部的输入信号干扰抑制滤波电路和输出干扰吸收电路，有较强的抗EMC电磁干扰和高频信号空间干扰功能。特别适用于现场有变频控制设备、大功率电磁起动、GPS高频信号无线收发装置的场合。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200971018581777918.pdf （19） 低成本、小体积 SY系列 直流信号转换器。 　　SIP 8Pin符合UL94-V0标准阻燃封装，无需外接电位器等其它元件，免零点和增益调节。电源、信号1000VAC 隔离。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200971015294232355.pdf （20） 一进二出、二进二出 模拟信号磁电隔离变送器。 　　 一进二出模拟信号磁电隔离变送器：DIN 1X2 ISO EM系列产品具有全量程范围内极高的线性度（非线性度0.1%），免零点和增益调节。0-10V/0-±5V/0-1mA/4-20mA/0-±20mA等模拟信号的输入/输出1/输出2/辅助电源之间 四隔离特点。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200952711384647811.pdf 　　 二进二出模拟信号磁电隔离变送器：DIN 2X2 ISO系列。 　　 产品具有精度等级：0.1级、0.2级。产品出厂前已检验校正，免零点和增益调节，用户可以直接使用。0-75mV/0-±5V/0-1mA/4-20mA/0-±20mA等模拟信号的输入1/输入2/输出1/输出2/辅助电源之间 五隔离特点。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/2009710177042420.pdf （21）超小体积、低成本单路0-5V/0-±10V/4-20mA隔离变送器：DIN3系列 。 　　厚度12.5mm﹑高精度、低成本防爆型有源（无源）隔离 放大器/配电器/变送器/安全栅。超小体积（12.5X82X45mm)，极低的温漂25PPM/K满值。产品可以保证在-45℃—+85℃环境中正常使用，温度漂移小于满值的0.1%，3KVAC的隔离电压，能满足现场２/３/４线制传感器信号隔离、配电及变送到各种仪器仪表的匹配使用。高精度（精度和线性度误差最低做到0.05%）、低成本、高可靠（3年的质保期)设计。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/20097101655549761.pdf 　　　 导轨安装的超小体积、低成本单路4-20mA隔离器：DIN3系列 。 　　超薄型﹑高精度、低成本无源隔离配电器/安全栅。超小体积（12.5X82X45mm)，极低的温漂25PPM/K满值。产品可以保证在-45℃—+85℃环境中正常使用，温度漂移小于满值的0.1%，3KVAC的隔离电压，能满足现场２线制传感器信号隔离变送到各种仪器仪表的匹配使用。高精度、高可靠（3年质保期)设计。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200941119423914027.pdf （22） 多通道输入之间相互隔离的模拟信号数据采集器：ISO AD08。 　　输入各通道之间互相隔离，测量精度优于0.05%，RS-485/232输出，可以程控校准模块精度。可靠性高，编程方便，易于安装和布线。用户可编程设置模块地址、波特率等，支持Modbus RTU 通讯协议。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/20094116504096002.pdf （23） 工业现场的过程控制模拟信号比较变送器DIN ISO C-P-O-S系列。 　　模拟信号比较变送器是一种将两路输入的模拟信号进行比较，并按设定要求选择出其中的高信号或低信号（髙选或低选），然后将选出信号进行隔离放大转换的高、低模拟信号选择控制器。 该产品主要由多路高隔离DC/DC电源、信号比较器、信号隔离放大与变换电路组成，特别适用于两路模拟信号的比较，控制。目前在工业现场的过程控制、电气自动化及自控安全监测中广泛应用。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/201111018133769732.pdf （24） 模拟信号转脉冲频率信号（V/F）隔离变送器：ISO V-P-F。 　　可将模拟信号转换成单位脉冲信号。国际标准信号输入:0-5V/0-10V/1-5V/0-10mA/0-20mA/4-20mA等。输出标准信号：0-5KHz/0-10KHz/1-5KHz等。信号输入/输出/辅助电源，3KVDC三隔离。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/20097121654893168.pdf （25）　ISO 4014 四通道模拟量输入高精度数据采集模块。 　　现场四路模拟信号采集实现隔离RS485/232输出。0-5V电压信号或4-20mA电流信号输入可选型。可靠性高、编程方便、易于安装和布线。用户可编程设置模块地址、波特率等。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/2008111911544196957.pdf （26） ISO 4011多量程高精度模拟量输入数据采集模块。 　　产品实现传感器和主机之间的信号采集，检测模拟信号或控制远程设备。通过软件的配置，可用于多种传感器类型，包括模拟信号输入，模拟信号输出，和数字信号输入/输出（I/O）等。产品可应用在 RS-232/485总线工业自动化控制系统，温度信号测量、监视和控制，小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200862718283054112.pdf （27） ISO系列 真有效值（RMS）信号隔离放大器。 　　RMS模块是以单片TRMS／DC 转换器为核心并采用了全新的D-S计算技术，配置高精度信号隔离放大器构成。使用这种模块能准确、实时测量各种信号波形的有效值，无须考虑波形参数和失真。 详细技术资料：http://www.sun-yuan.com/download/200971216264057236.pdf  

PCB信号隔离技术 　　 PCB 信号隔离技术是使数字或模拟信号在发送时不存在穿越发送和接收端之间屏障的电流连接。这允许发送和接收端外的地或基准电平之差值可以高达几千伏，并且防止可能损害信号的不同地电位之间的环路电流，主要应用在： 　　(1)系统地的噪声比较大，容易使信号受损，隔离可将信号分离到一个干净的信号子系统地、电源中，保证隔离部分信号的可靠性，达到系统设计要求。 　　(2)系统电压差非常大。比如在强电电路中，我们通常是通过隔离，将工作电压转化到ＩＣ允许的工作范围之内。 　　(3)基准电平之间的电连接可产生一个对于操作人员不安全的电流通路。通过隔离将电流控制在安全范围之内。 　　在隔离技术中，设计者根据被隔离信号种类的不同和隔离要求，来选择不同隔离器件是关键： 　　(1)第一类隔离器件依赖于光发送器和接收器来跨越隔离屏障。主要有光耦合器和隔离收发器ＩＣ。通过光来隔断系统的电流，电容也避免电气上的干扰。这类器件用于数字信号。 　　(2)模拟变压器，通过变压器的电磁感来耦合发送信号和接收信号。变压器比较难制作，参数也很难精确控制，而且通常不可能制成ＩＣ，所以使用不是很方便。但线性化问题迫使模拟信号隔离采用变压器。 　　(3)为了克服变压器使用的不方便，工程师采用调制载波使模拟信号跨越这个屏障。所以想出了用电容器电路来耦合调制信号以跨越屏障。作用在隔离屏障上的高转换率瞬态电压可作为单电容屏障器件的信号，开发出双电容差分电路以使误差最小。现在电容屏障技术已应用在数字和模拟隔离器件中。 　　一、PCB信号隔离技术 　　1　隔离串行数据流 　　隔离数字信号有很大选择范围。假若数据流是位串行的，则选择方案范围从简单光耦合 　　器到隔离收发器ＩＣ。主要设计考虑包括： 　　(1)所需的数据速率； 　　(2)系统隔离端的电源要求； 　　(3)数据通道是否必须为双向。 　　基于ＬＥＤ的光耦合器是用于隔离设计问题的第一种技术。现在有基于ＬＥＤ　ＩＣ可用，其数据速率为1０Ｍｂ／ｓ及以上。一个重要的设计考虑是ＬＥＣ光输出随时间减小。所以在早期必须为ＬＥＤ提供过量电流，以使随时间推移仍能提供足够的输出光强。因为在隔离端可能提供电很有限，所以需要提供过量电流是一个严重的问题。因为ＬＥＤ需要的驱动电流可以大于从简单逻辑输出级可获得的电流，所以往往需要特殊的驱动电路。 　　2　　隔离并行数据总线系统 　　并行数字数据总线的隔离主要有六个设计参数，在串行的隔离的基础上，将增加三个更主 　　要的设计参量： 　　(1)总线的位宽度； 　　(2)容许的偏移度； 　　(3)时钟速度要求。 　　用一排光耦合器可完成这种任务，但支持电路可能很庞杂。光耦合器之间的传播时间失配将导致数据偏移，从而引起在接收端的数据误差。为使这种问题减至最小，采用隔离数字耦合器，支持在输入和输出端的双缓冲数据缓存。 　　3　模拟信号隔离 　　在很多系统中，模拟信号必须隔离。模拟信号所考虑的电路参量完全不同于数字信号。 　　模拟信号通常先要考虑： 　　(1)隔离精度； 　　(2)线性度； 　　(3)频率响应； 　　(4)噪声考虑； 　　(5)隔离电源。 　　对电源、地要求高，特别是对输入级，要求输入级的电源、地不受到电路其他部分的干扰，即采用隔离电源。也应该关注隔离放大器的基本精度或线性度不能依靠相应的应用电路来改善，但这些电路可降低噪声和降低输入级电源要求。 　　4　隔离用的多功能ＩＣ 　　带有隔离功能的多功能数据采集ＩＣ，使设计人员有机会在跨越隔离屏时完成多个任务。一个完整的数据采集器件可包含多路模拟开关、采样保持电路、可编程增益仪表放大器、Ａ／Ｄ转换器和一个或多个数字Ｉ／Ｏ通道。所有这些功能都是过一个串行数据口进行控制的。 　　有很多器件可供设计人员选用，并使用在系统中地电位有很大差别的设计中。每一种器件都是针对独特系统要求而设计的。新器件性能集成的高水平，使得跨越隔离屏障能实现从前做不到的更复杂的操作。 　　二、PCB隔离信号布局布线 　　信号隔离不仅在电气上作隔离，同时在PCB板布局布线上也作尽量隔离，主要注意以下几点： 　　(1)注意隔离部分电路的布局，尽量布局在电路板的某一个部分，与其他电路有一定的分离。尽量保证该部分电路少受其他信号的干扰。 　　(2)注意隔离部分电源、地的隔离，一定要做好电源和地线的隔离，特别是模拟信号，对电源、地的干净度要求高，需要通过变压器来隔离该部分电路的电源、地。布线时也要布局分配独立的电源、地走线或者网络。 　　(3)隔离器件布局要合理放置，保证隔离部分的独立性。 　　(4)部分隔离电路需要进行静电保护、高压保护、电磁辐射保护等，注意流出保护设备的安装位置。