模擬信號的隔離是非常頭疼的，有時候不得不需要隔離。大部分基於以下需要：

 

1、隔離幹擾源

2
、分隔高電壓

 

隔(ge)離(li)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)的(de)辦(ban)法(fa)很(hen)多(duo)
，隔(ge)離(li)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)的(de)辦(ban)法(fa)卻(que)沒(mei)有(you)想(xiang)象(xiang)的(de)那(na)麼(me)多(duo)，關(guan)鍵(jian)是(shi)隔(ge)離(li)的(de)成(cheng)本(ben)，比(bi)想(xiang)象(xiang)的(de)都(dou)要(yao)高(gao)出(chu)許(xu)多(duo)。特(te)別(bie)是(shi)要(yao)求(qiu)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)的(de)場(chang)合(he)，模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)的(de)隔(ge)離(li)，成(cheng)本(ben)高(gao)得(de)更(geng)加(jia)是(shi)離(li)譜(pu)的(de)無(wu)法(fa)想(xiang)象(xiang)。我(wo)從(cong)事(shi)這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)開(kai)發(fa)多(duo)年(nian)，對(dui)自(zi)己(ji)所(suo)知(zhi)道(dao)的(de)隔(ge)離(li)方(fang)法(fa)做(zuo)個(ge)小(xiao)小(xiao)的(de)總(zong)結(jie)：

 

數字隔離方法：

 

1. 光耦;

2. ADI 的磁隔離芯片,ADuMXXXX(XXXX為數字代號，如 I2C的ADuM1250);

3.自己用變壓器隔離。

 

數字隔離辦法
，一般實現的都是單向數字信號的隔離，對於雙向數字信號，需要兩個隔離單元來實現

，體積非常的驚人;很難減小體積。相對於速度很成本，如果速度小於100KHz一下，個人推薦用Ps2501這樣的常用光耦隔離數字信號，很好的性價比，隔離度也非常的高。一般Ps2501這樣的光耦隔離度都在3000V/RMS以上。

 

但是如果隔離數字信號的頻率在200KHz以上，用Ps2501這樣的光耦就不行了，要換高速的數字光耦，價格成本也上去了，不劃算了。所以可采用ADI的磁隔離芯片。最便宜的磁隔離芯片每通道的價格在$0.7

，算下來人民幣也才4~5塊人民幣
，選在6N137、6N136這樣的高速光耦，已經沒有性價比可言
，浪費大量的PCB空間用於隔離部分。成本在4塊左右
，甚至更高
，主要看你的6N137的采購量。但ADuM係列的磁隔離芯片的尺寸小很多很多，價格相比也很有優勢。唯一美中不足的是磁隔離芯片的隔離電壓隻能到1000V左右，這個是個很頭疼的問題。如果隻是隔離幹擾源
，自然沒問題，如果是隔離高電壓，那麼要仔細考量一下設計了。

 

自(zi)己(ji)用(yong)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)來(lai)隔(ge)離(li)的(de)辦(ban)法(fa)
，一(yi)般(ban)人(ren)是(shi)用(yong)不(bu)到(dao)的(de)，因(yin)為(wei)完(wan)全(quan)沒(mei)有(you)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)。它(ta)隻(zhi)有(you)一(yi)點(dian)好(hao)處(chu)，就(jiu)是(shi)隔(ge)離(li)電(dian)壓(ya)可(ke)做(zuo)得(de)非(fei)常(chang)高(gao)，一(yi)般(ban)隻(zhi)有(you)變(bian)頻(pin)器(qi)、逆變器等IGBT的驅動
，需要隔離非常大的電壓

，超過5000V;才使用。因為一般的芯片和光耦都實現不了了。

 

模擬信號的隔離：

 

1.線性光耦;

2. 隔離放大器 ;

3.頻壓轉換和壓頻轉換+數字隔離;

4.飛電容;

5.采用DA/AD+數字隔離的辦法實現模擬信號的采樣複原
，進而實現隔離的辦法;

6.普通光耦實現的線性隔離。

 

線性光耦，做過隔離的朋友都知道。如以前的TIL300

，不過好像已經不生產了。可以選擇Vishy的IL300作為替代。作為一般模擬信號的線性隔離，是個不錯的選擇。(我就不上傳圖了)
，一般來講
，線性光耦需要兩個運放和一些高精度電阻組成合適的電路才能完成信號的隔離。也隻是單向隔離。 IL300的價格在十幾塊錢人民幣左右，如果想得到比較好的溫度特性
，需要兩個比較好的運放，所以整個隔離下來的成本在每路：30RMB/Ch， 隔離的頻率在200kHz左右。線性度其實並不理想
，0.1%的精度都比較難保證;但手冊上寫著可以到0.01%的伺服精度。實際上，因為溫度的影響，線性度在+/-0.5%，所以有更高隔離線性度的童鞋們就不能選擇這種辦法了。但對於大多數場合都是可以的;

 

隔離放大器，這個是個終極的寶貝啊，有很多廠家都有， 中國小廠一堆生產這種東西的。線性度都能達到0.1%
，比較上檔次的是Ti和ADI的隔離放大器，這些東西的成本很高。Ti有一款號稱是全球價格最低的隔離放大器，ISO124 。隔離放大器的話
，性能穩定，線性度良好，大多數都能達到或遠遠超過0.1%，都能達到0.01%;但價格的話至少都在40RMB/Ch，ADI的就更加離譜了，大概能到40dollar/Ch，對於做一般工業產品的製造商來講，實在是望而卻步。

 

disanzhongfangfahediwuzhongfangfadatongxiaoyi，doushibamonixinhaobianweishuzixinhaoranhouzaigelishuzixinhao。shuzixinhaozaifuyuanchengmonixinhao，suoyi
，zheyeyiweizhezhezhongdianlufuzadehen。danconggelixiaoguoshangjiang，yinggaishiyizhongbijiaohelidegelifangshi。zhishaozaichengbenhejingdushang
，hegelifangdaqizuiyouyipinde。yapinzhuanhuanhepinyazhuanhuandoufeichangdegui，suoyi，zhezhongqijianbushihezuodidaikuanxinhaodezhuanhuan;壓頻和頻壓轉換不需要單片機的參與，電路上更為簡潔，可靠性也更高。如果使用AD/DA轉換複原，需要單片機或者FPGA等控製電路的參與
，從開發角度來說，需要比較多的精力。相對於頻壓轉換的方法
，比較羅嗦，複原的信號帶寬和AD/DA的帶寬有關。但選擇合適的芯片和單片機
，如cortex-M0的32位單片機

，40MHz左右
，幾塊錢人民幣。配合合適的AD/DA，成本也能控製在30RMB/ch,但效果比IL300要好很多
，主要是隔離的線性度可以有個非常好的保證。

 

飛電容
，飛電容我沒試過
，但是飛電容也是個思路特殊的隔離方案。相對於其他的隔離方案
，首先是不需要隔離電源;其qi次ci是shi電dian路lu簡jian單dan。飛fei電dian容rong就jiu是shi將jiang模mo擬ni信xin號hao作zuo為wei源yuan，對dui一yi個ge合he適shi的de電dian容rong進jin行xing充chong電dian

，充chong完wan電dian後hou，將jiang飛fei電dian容rong切qie換huan到dao測ce量liang電dian路lu一yi邊bian
，與yu向xiang飛fei電dian容rong充chong電dian的de電dian路lu完wan全quan斷duan開kai。電dian容rong對dui測ce量liang電dian路lu放fang電dian。測ce量liang電dian路lu測ce量liang出chu電dian容rong的de電dian壓ya。即ji實shi現xian了le電dian壓ya信xin號hao的de隔ge離li。這zhe個ge電dian路lu的de核he心xin在zai於yu，切qie換huan電dian容rong
，並bing控kong製zhi切qie換huan時shi間jian。最zui好hao使shi用yong繼電器
，但普通的繼電器壽命有限
，這種玩法肯定就報廢了。要使用濕簧繼電器;濕簧繼電器應該不是便宜的東西，這種方法我也沒試過
，但是理論上是完全可行的。隻不過信號帶寬是小得可憐。可能隻有10Hz吧。

 

普通的光耦隻是使用了特殊的思路，用另外一個光耦做第一個光耦的反饋和補償，如下圖。

 

 

這種方法呢
，個人覺得隔離一般的信號還可以，因為沒有Datasheet等(deng)保(bao)證(zheng)，實(shi)際(ji)上(shang)大(da)批(pi)量(liang)應(ying)用(yong)是(shi)很(hen)難(nan)保(bao)證(zheng)一(yi)致(zhi)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)。隻(zhi)是(shi)應(ying)用(yong)於(yu)線(xian)性(xing)度(du)要(yao)求(qiu)非(fei)常(chang)不(bu)高(gao)的(de)場(chang)合(he)。成(cheng)本(ben)在(zai)所(suo)有(you)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)隔(ge)離(li)方(fang)案(an)裏(li)應(ying)該(gai)是(shi)最(zui)低(di)的(de)，可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)5塊錢/ch以下。