无源型隔离放大器常用匹配方案

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无源型隔离放大器常用匹配方案
两线制无源型传感器与仪器仪表、变送器现场连接匹配方案
关键词：无源信号无源负载有源信号有源负载隔离配电器隔离放大器隔离变送器干扰隔离
概述：无源意为没有源头。

在电子方面，无需能源（辅助电源）的器件称为无源器件。

180系列无源型信号隔离放大器本身无需外接电源，其工作是依靠传感器、？^0、008、等传递的信号中分出电能量来工作的。

隔离放大器和隔离变送器的工作原理是首先将传感器、仪器仪表、等发送与接收的标准信号或温度、位移、频率、转速等专用信号通过半导体器件进行调制，再由光感或磁感器件进行隔离转换变送，然后进行解调还原成精度、线性度一致的原有信号或变换成其它信号。

工业现场传感器与仪器仪表、？^0、等控制系统经常由于系统干扰、有源信号、无源信号、有源负载、无源负载的信号冲突和阻抗匹配问题而无法正常工作。

正确选择隔离放大器能有效解决这些问题。

1、两线无源电流环路隔离器：180 4-20瓜入
180 4-20^^是两线制4-20：^八电流环路隔离器。

它无需外部供电，在传感器、等传递信号回路中取得能量，两线制4-20：^入有源信号输出。

图1：传感器有电源供电，产生4-20：^入电流环路。

4-20瓜八隔离器〔180 4-20：^入）从传感器工作回路中获取能量，经过隔离后输出有源4-20瓜八信号。

180 4-20^^采用磁电隔离方式，温度系数好且性能稳定。

全量程范围内精度、线性度误差：〈0270
180 4-20^^典型应用及产品图片
十24乂00
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2、两线无源隔离配电器：180 4-20瓜八-？
180 4-20^^^？是一种两线制无源型4-20：^八隔离配电器。

从？^0、008信号端口获取电源并采集信号，给两线无源传感器、两线制仪表隔离配电。

图2：4-20瓜八隔离配电器〔180 4-20瓜八-？）和传感器〔8哪00都无需单独供电电源，从札0、008信号端口获取电源并采集信号进行隔离后给传感器、两线制仪表配电，环路采集4-20：^八信号。

180 4-20：^八-？采用磁电隔离方式，温度系数好且性能稳定。

全量程范围内精度、线性度误差：〈0.2^
180 4-200八^典型应用及产品图片。

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3、两线无源隔离控制器：180 4-20瓜八疋
180 4-20：^八疋是一种两线制无源型4-20：^八隔离控制器。

从？^0、008信号端口获取电源并采集信号，传感器输 出有源440瓜人信号经隔离控制输出环路电流和接口的匹配，解决输入输出电源冲突问题。

图3： 4-20瓜八隔离控制器〔180 4-20瓜八疋）无需单独供电电源，从孔0、008信号端口获取电源并采集信号。

将 有源输入的4-20：^八转换成无源输出，完成信号隔离和环路接口的匹配，解决输入输出电源冲突问题。

180 4-20：^人疋采用磁电隔离方式，温度系数好且性能稳定。

全量程范围内精度、线性度误差：〈
02。

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4、两线无源隔离调理器：180 4-20瓜八-？
180 4-20：^八-？是一种两线制无源型4-20：^八隔离调理器。

无需外接辅助电源，从？^匕008信号端口获取电源并 采集信号，与传感器信号隔离和环路接口的信号进行调理匹配，解决输入输出信号、电源冲突问题。

图4： 4-20^^隔离调理器〔180 4-20瓜八-：?）无需单独供电电源，从札匸、008信号端口获取电源并采集信号。

将 有源输入的4-20：^八转换成无源输出，完成信号隔离和环路接口的匹配，解决输入输出电源冲突问题。

180 4-20：^八-？采用光电耦合隔离方式，因此有较好的空间干扰抑制特性。

全量程范围内精度、线性度误差：〈037。

180 4-20)11入-？典型应用及产品图片。

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5、无源型V 转换隔离放大器：180 ^^4-20^^
180 ^^4-20^^是一种无源型电压信号隔离变送器。

无需外接辅助电源，适用于位移传感器电压信号输入，输出端 从？^0、008信号端口获取电源并采集信号，向输入端提供〔3瓜八）隔离配电电源，可作为基准。

图5：无源型电压隔离变送器〔180 乂120：^八）无需单独供电电源，从？^0、008信号端口获取电源并采集信号。

向输入端提供5乂〔3瓜八）隔离配电电源，给位移、电位器传感器或电桥电路作为前置基准电路。

180 乂120：^人采用磁电隔离方式，温度系数好且性能稳定。

全量程范围内精度、线性度误差：〈0270
180 乂120：^入典型应用及产品图片。

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电流输入7电压输出（丨^转换)之的业界最小体积〔12脚单列直插X 封装81？12 ？14低成本无源型两线制 它可以将输入有源4-20：^八的电流信号隔离转换成电压信号输出。

该X 采用两
号回路窃电发明专利技术，无须外接工作电源则大大简化了用户的设计工艺， 有电流信号调制解调电路、信号耦合隔离变换电路、电源逆变电路、减法电路， 效电阻，使该X 能够从传感器信号输出回路中采集电流信号，并能达到输入 用户无需外接辅助电源而实现信号远距离、无失真传输变换的需要。

[转电压信号的隔离，省去了外接电源使接线更为简捷，且功耗低、自身热量
最大特点是不需要外接辅助电源，内部包含减法电路及放大器缓冲输出电路， 也带来了使用上局限性。

产品对于传感器、输出的4-20：^八信号进行隔离 传送，所以内部肯定有功率损耗。

这个损耗表现在输入电流值和自身输入压降 信号源必须具有驱动500 0负载的能力，才能使两线制无源型4-20：^八转电压 工作。

目前，从工业现场实际应用经验来看，大部分现场仪器仪表和传感器、
〖出有驱动500 0负载的能力。

仅使用一只训转换取样电阻，就可以把输入电流信号转换成为电压信号。

这
先，其实际意义是零点信号的时候，会有一个零点电流流过取样电阻，如果按 电压来分析，零点的时候恰好就是1乂，这个1乂在单片机资源足够的时候，可
一来，其有用电压就会剩下5-1=4^00，而不是5乂0匚了。

由于单片机的八瓜 ，这个电压通常就是5乂00。

因此处理这种简单的输入转换电路时比较麻烦， 〔芯片成本增加。

解决上面问题的简单方法是在单片机输入之前配置一个由运 ，增加这级电路可以起到对零点的处理变得更加方便，无需耗用单片机的内部 ^接受这种零点信号而实际不为零电压值的输入时，可以保证娜转换位数的：0瓜八-0，正是为解决工业现场上述问题而设计。

X 不但能实现各路信号与电 考虑模块供电及发热问题，并满足奶接口采集处理信号的精度要求。

可降
，方便用户的开发设计使用。

产品有板上安装的X 封装、01^35标准导 01^导轨式安装方式可实现信号一进一出、二进二出，三进三出等多路隔离 智能化变送表可实现4-20：^人信号隔离转换、显示报警控制及远距离无失真传
、石油化工、电力设备、医疗仪器、工业自动化、新能源设施及军工科研等领 品。

8肋九姐180 4-20^10是顺源新开24-20瓜八转电压信号隔离转换器1匚，， 线制输入回路供电方式，独有高效信
降低现场布线成本。

该模块内部包含:
缓冲处理输出电路等。

很小的输入等
20瓜八信号时电压降彡10乂。

以满足 180 4-20瓜入-0常被用于4-20瓜入电流 低（基本无温升〉、可靠性高。

产品
这些电路带来了简捷可靠优点的同时
变送，从另一个定义上讲是电功率的
乘积上。

在这种情况下要求4-20瓜入’
信号隔离转换器180 4-20：^八-0正常: ？^0\008等可以满足4-20瓜入信号辅
在工业现场实际应用中，有些虽然仅 种电路虽然简单，但是却不实用。

首
照4〜20瓜八输入电流转换到最大5乂 以由单片机软件去减掉它。

可是这样
最大输入电压就是单片机的供电电压
为了达到娜转换的位数，就会导致 算放大器组成的减法及缓冲处理电路 资源，尤其单片机是采用娜接口来 资源能够全部应用于有用信号上。

顺源科技按客户需求研制的：180 4-2
源之间防窜扰的隔离，而且用户无需 低单片机选用成本和内部资源的损耗
轨安装和？1“面板嵌入式安装方式。

传输调转换功能。

？1^面板嵌入式 输等多种功能。

广泛应用在冶金采矿
域，用户可根据现场需要选择合适产0 2.54 ^ 1,00 +0.15/-0 印⑴100V 9901？1？10封装51？ 12⑴#08布板参考51^1\1丫1^八1^52 丫丫从隱妁^ 150 4-20^1^-04I 丨八⑴！ ？ 0叫0！41 二0广， ‘
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180 2-^-0^是顺源新开发的业界最小体积〔12脚单列直插X 封装81？12 ？匕〉低成本无源型两线制
4-20瓜八环路供电热电阻信号隔离变送器。

产品主要用于只10 I ？11001 ？11000或&507&100三线、四线或两线制 温度传感器信号的采集、隔离与变送。

这款新产品可以将热电阻传感器采集的温度信号按变化量转换成线性比例的 标准4-20瓜入电流信号输出。

180 2-^-0^采用顺源科技独有的电磁隔离模式及高效能后级馈电发明专利技术，无需独立电源供电即可
实现热电阻温度信号到4〜20瓜八标准信号的精准隔离转换，并直接同各类常用仪器仪表的模拟量输入端口（如 ？^0、008系统等〉相匹配。

产品设计为低成本、小体积的标准81口12口匕阻燃1匚封装。

1匚内部包含信号调制解 调电路、信号耦合隔离变换电路、高效能的00-00升压电路、信号零点、满度校准电路和热电阻线性化、长线补 偿、干扰抑制电路等。

输出回路供电电压范围宽（口一^乂^匸）、转换精度高、线性度好，满度和零点由用户通过 外接电位器进行调节和校准。

内部集成工艺结构及新技术隔离措施使该器件能达到3000乂00信号输入与输出的隔 离，并能满足工业级宽温度、潮湿、震动的现场恶劣工作环境要求。

180 2-^-0^具有产品体积小、安装使用方便的特点，可直接安置在变送器内部，客户只需在外围加上少
量器件，即可实现？1100等热电阻传感器温度信号高精度的采集隔离与变送。

本产品采用独有的电磁隔离模式及高 效能后级馈电技术，使X 无需独立电源供电。

而采用两线制回路供电输出方式可省掉两根电源线，大大简化了用 户的设计，降低用户布线成本。

产品有小体积板上安装的X 封装、表头式（接线盒内安装方式〉、？1“面板 嵌入式及01X35标准导轨安装方式。

0取导轨式安装方式可实现热电阻信号信号一进一出、二进二出，三进三出 等多路隔离变送传输功能，？1“面板嵌入式智能化变送表可实现热电阻信号隔离显示、报警控制及远距离无失真 传输等多种功能。

广泛应用在冶金采矿、石油化工、电力设备、医疗仪器、工业自动化、新能源设施及军工科研等 领域，用户可根据现场需要选择合适产品。

辅助电源
8、无源型？胃脉冲调宽信号隔离变送器：180 0-01
180 0-01是顺源科技新开发的业界最小体积低功耗无源型？胃脉冲调宽信号隔离转换为两线制4-20：^入
变送器X 。

该I 。

工作方式是通过后级（输出端）电流回路馈电方式，接收来自前级设备输出的？胃信号，经过 隔离转换后输出对应的4~20瓜八标准两线制电流信号。

180 0-01系列？胃脉宽变送器是一种将？胃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。

产品设计为低成本、小体积的标准81？8 ？1^阻燃X 封装；内部包含信号耦合高速隔离变换电路、精密基 准电压源开关控制电路、低通滤波电路，驱动放大电路、V I 转换电路等。

产品具有？胃信号的转换精度高、线 性度好，输出回路供电电压范围宽〔12-36^00等特点。

集成工艺结构及新技术隔离措施使该器件能达到：信号 输入与输出3000乂00隔离，并且能满足工业级宽温度、潮湿、震动的现场恶劣工作环境要求。

8肋九姐180 0-01采用高速光电耦合隔离模式及高效能后级馈电技术来实现口胃信号到4〜20瓜八标准信号的精3 0 0 0 0」
丨 ^ 0 01
^ 01
816竹2匕6竹 8X 171^X 1^71 760^^1010^^ 00” 1^(1 4 0^ 5
00^ 1801油07 50川丫0八~52180 86^168 4-20^4化尸尸伽^
准隔离转换，可以同当前各类型仪器仪表设备的标准模拟量输入端口（如：？^匚、008、？08^相匹配。

无需工作电源的两线制超小体积〔22.0X11.0X9.0血血）标准？08板上安装设计，能有效简化用户系统设计方案选择，减少安装体积和布线成本。

产品也有扩展功能的01^35标准导轨安装和面板显示嵌入式安装方式。

01^导轨式安装方式可实现信号一进一出、二进二出，三进三出等多路传输功能。

面板嵌入式智能化变送表可实现传感器模拟信号隔离显示、报警控制及远距离无失真传输的智能化功能。

广泛应用在冶金采矿、石油化工、电力设备、医疗仪器、工业自动化、新能源设施及军工科研等领域，用户可根据现场需要订制合适产品。

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