高带宽高精度模拟隔离电路

只看该作者 · 2012-9-9 15:55

前段时间要设计一个+-10V隔离模拟信号，客户要求带宽尽可能款。找了半天，最后选的是AD215BY。由于通道太多，有50个，每个700块。最后一块板子下来，成本海了。虽然对于我们的项目是可以接受的，但是作为一个多年的硬件工程师。感觉确实费用太高。因此决心有所改变，设计一个能够替换AD215BY的电路来降低成本。现在板子已经投了，等测试结果了。我是按照130KHZ带宽设计，成本在100*币内。
以前没有注意，这次才发现模拟隔离电路带宽确实不好弄。

只看该作者 · 2012-9-10 08:28

LZ请问工作几年了？

只看该作者 · 2012-9-10 15:00

宽带宽不清楚，以前弄过，带宽没测过，成本10元左右吧。 PAM调制+隔离变压器+反馈。

只看该作者 · 2012-9-10 19:35

宽带宽不清楚，以前弄过，带宽没测过，成本10元左右吧。 PAM调制+隔离变压器+反馈。
hartcomm 发表于 2012-9-10 15:00

你那个带隔离电源么？
我觉得要是宽带加上高精度，应该不便宜；
没想到隔离放大器这么贵，不过ad215集成度高；自己弄板子的话，你不得做好多实验呐，包括安全性的实验。

只看该作者 · 2012-9-10 20:25

你那个带隔离电源么？
我觉得要是宽带加上高精度，应该不便宜；
没想到隔离放大器这么贵，不过ad215集成度高；自己弄板子的话，你不得做好多实验呐，包括安全性的实验。 ...
GavinZ 发表于 2012-9-10 19:35

带隔离电源是不是宽带我没测过但我感觉应该可以做宽带因为调制频率较高 khz接近MHz ，磁环绕的变压器加强绝缘和间隙安全性比较好做吧

只看该作者 · 2012-9-10 21:33

高速精密运放+快速ADC+单片机【+数字隔离芯片+DAC+运放】
这个方案200以内肯定没问题
做好了100以内

只看该作者 · 2012-9-10 21:36

没设计过这样的东西，就是觉得用变压器很难做高精度，因为我感觉变压器传递电压的精度是靠匝数比，而要是采用幅度调制的话，那必然是不能高精度了，当然，楼主只是给了‘高精度’字眼，没有量化的概念。

我知道用高精度光耦可以制作隔离放大器，那个应该可以叫高精度，但做到100*币以内，我还没概念呢。

只看该作者 · 2012-9-10 22:38

to 2楼：十多年
to 3楼：要是能够给出点指标就更有参考价值了。
to 4楼：目前不带。目前的目标是实现宽带和高精度
to 6楼：过于复杂了。
我期待指标和AD215BY差不多。光耦的话有一个问题，双极性信号在过零附近时指标会变坏。还有就是温度带来的麻烦。

只看该作者 · 2012-9-10 22:41

没设计过这样的东西，就是觉得用变压器很难做高精度，因为我感觉变压器传递电压的精度是靠匝数比，而要是采用幅度调制的话，那必然是不能高精度了，当然，楼主只是给了‘高精度’字眼，没有量化的概念。

我知道用高 ...
GavinZ 发表于 2012-9-10 21:36

变压器隔离精度至少优于0.1% 我做的单纯的器件的成本10块左右吧好几年前做的现在我早已离开那个行业了

你没看到我写的“反馈”技术么？利用反馈技术就可以做的如果你明白线性光耦的原理就能明白我说的意思。

只看该作者 · 2012-9-11 00:07

我刚才正在看agilent的高精度光耦HCNR200，我觉得它是靠K3保证精度的，楼主说光耦的温度特性，我看了typical值是65ppm/K，这看起来很好了，是吗？10度影响到1o/oo .

我没用过变压器，我就是想是怎么控制变压精度的，也就是匝数比精度；

你的反馈信号也是用变压器隔离的，是吗？要是匝数比精度可以好到0.1o/o，那反馈带来的误差也好了。

你些的反馈技术的帖子，能给个链接吗？这论坛的搜索功能做的太差了。

1万 · 2012-9-11 08:33

最难做的是高频响。
100K带宽，信噪比很难控制，就算不隔离，也很难做到千分之一。

只看该作者 · 2012-9-11 08:46

[local]原理[/local]

只看该作者 · 2012-9-11 12:06

最难做的是高频响。
100K带宽，信噪比很难控制，就算不隔离，也很难做到千分之一。
zjp8683463 发表于 2012-9-11 08:33

你说的噪声是指调制脉冲么？
电路的噪声在100KHz内功率不会使信噪比连60dB都不到的。

只看该作者 · 2012-9-11 12:14

本帖最后由 GavinZ 于 2012-9-13 17:28 编辑

刚才google了一下，查询到transformer形式的隔离放大器的优点就是精度高；
不过我目前还是觉得高精度光耦的精度也非常高，未必比transformer差，
而且它具有更高的带宽（我仿真到700KHz@3dB），还有它不用modulation，
所以不用filtering，直流传输时没有ripple；这都是光耦隔离的优点。

transformer隔离有个优点，就是在集成化方面，它同时提供隔离电源。

但速度最快的方案，我认为6楼的方案是唯一选择，也是可行的；

目前就这些认识。

1万 · 2012-9-11 12:56

做闭环是很难做到高频响的。AD215BY也是开环隔离，保证的是线性度，而非精度。

只看该作者 · 2012-9-11 14:16

做闭环是很难做到高频响的。AD215BY也是开环隔离，保证的是线性度，而非精度。
zjp8683463 发表于 2012-9-11 12:56

想起来了，对于宽带信号似乎没有精度这个概念。只用线性度、失真、谐波、带宽...描述吧。
闭环做到百kHz带宽应该还是可以的。这方面PAM应该比PWM的好一些。PAM本身就是近似模拟信号，而PWM是二进制开关信号，调制频率需要得更高，中间回路的滤波也较麻烦些。

1万 · 2012-9-11 19:22

本帖最后由 zjp8683463 于 2012-9-11 19:33 编辑

怎么会没有精度,带宽100k,不代表我不能用直流信号来做静态标定精度,线性度.动态性能用标准正弦来分析失真谐波带宽.
真实信号完全可能是99.9%的时间是直流,而0.1%的时间是抖动.
不管PAM还是PWM,都是调制,基频都必须滤掉.
做高速闭环不是这么好做的,带宽越大,相位裕度和幅值裕度越小.
器件选择上,带宽越带,信噪比也会大幅度下降..
不说做隔离,先做个100k带宽(-3db,相移小于90度)的0.1%精度高稳定性放大电路先试试吧,你会发现不是那么好做的.

只看该作者 · 2012-9-11 19:36

么有接触过，越是NB的技术我感觉高手们越是愿意回答，可惜我等虾米不懂，只能帮顶了

3万 · 2012-9-11 19:41

没想明白，为啥你最终要的是数字量（AD采样值），却一定要把ADC放到最后面……现在的ADC和MCU都便宜，给个隔离电源它们，让它们在最前端就完成量化，再通过光纤/无线/光耦等物理隔离手段传输数字信号，信噪比可以做到最高，隔离度可以做到最高，成本做到最低

只看该作者 · 2012-9-11 21:05

怎么会没有精度,带宽100k,不代表我不能用直流信号来做静态标定精度,线性度.动态性能用标准正弦来分析失真谐波带宽.
真实信号完全可能是99.9%的时间是直流,而0.1%的时间是抖动.
不管PAM还是PWM,都是调制,基频都必须滤 ...
zjp8683463 发表于 2012-9-11 19:22

   一旦不是直流和低频信号，参数就很多了，需求很不一样。如果一个信号是宽带信号（而不只是高频窄带），一般不用精度这个概念，而是追求其他指标。
这个问题其实挺难讨论，要做一个宽带放大确实挺不容易，比如典型的音频放大，那么多发烧友再玩。我不知道这里的精度是不是通带平坦度?
   挺不好讨论，得针对一个具体的应用。
   或许可以用ADC的无噪声位（noise-free code），有效位（ENOB）来类比讨论。对于非直流、宽带的信号，精度似乎是个很高的最终总要求...
   宽带，必然噪声大啊，鱼龙混杂，都混进来了。
   宽带闭环，确实不好做，做高速放大，就用成品高速运放，做不稳定就改用开环吧，这时候常常也没有精度这个指标。

高带宽高精度模拟隔离电路

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