本實用新型涉及一種隔離電路，特別是一種小信號隔離傳輸電路。
背景技術：
現(xiàn)有的HCNR201隔離信號傳輸電路，其電壓從VIN端到VOUT端，能將一次側(cè)的電壓信號通過HCNR201隔離線性轉(zhuǎn)換輸出所需要的電壓信號，將該信號送給CPU等最小系統(tǒng)。其原理是輸入一次側(cè)端電壓信號通過HCNR201模擬光耦隔離輸出VOUT信號，一次側(cè)信號通過光耦的另一個反饋信號與輸入VIN端構成自動閉環(huán)，從而輸出穩(wěn)定的一定比例關系的電壓信號。然而現(xiàn)有的電路都趨向于集成化，集成度越來越高，輸出的模擬量信號都為微弱的小信號，而由于HCNR201光耦本身的誤差和本身的傳輸比關系，導致微弱小信號無法傳輸或者傳輸誤差較大。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的上述不足而提供一種傳輸誤差小，傳輸適用范圍廣的小信號隔離傳輸電路。
本實用新型的技術方案是：一種小信號隔離傳輸電路，包括第一參考電路、第一參考電路、加法電路、隔離電路、比例調(diào)節(jié)電路、減法電路、限幅鉗位電路；
所述加法電路包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、運算放大器U2、電容C1，R4的一端連接電源輸入端VIN，另一端分成兩條支路，一條支路連接U2的第三引腳，另一條支路經(jīng)C1接地；R5的一端連接第一參考電路的輸出電壓端VREF1，另一端經(jīng)C1接地；U2的第二引腳經(jīng)R6接地，U2的第一引腳經(jīng)R7連接U2的第二引腳，U2的第八引腳接輸入端VCCS；
所述隔離電路包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、運算放大器U2、電容C2、光耦HCNR201，R8的一端連接U2的第一引腳，另一端連接U2的第六引腳，U2的第五引腳接地，U2的第七引腳一條支路經(jīng)C2連接U2的第六引腳，另一條支路連接R9；HCNR201的第一引腳連接于R9和R10的一端之間，HCNR201的第二引腳連接R10的另一端，HCNR201的第三引腳反饋至U2的第六引腳，HCNR201的第四引腳接地；HCNR201的第五引腳接地；
所述比例調(diào)節(jié)電路穩(wěn)壓二極管Z2、運算放大器U3、電容C3、電容C4、電位器RW, Z2的第三引腳連接于HCNR201的第六引腳與U3的第二引腳之間，Z2的第一引腳以及U3的第三引腳接地；U3的第一引腳經(jīng)C3連接U3的第二引腳，U3的第一引腳還經(jīng)RW連接U3的第二引腳；U3的第八引腳連接電源VCC，U3的第四引腳接地；C4的一端連接U3的第八引腳，另一端接地；
所述減法電路包括電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、運算放大器U3、電容C5、電容C6，R11的一端連接U3的第一引腳，另一端連接U3的第五引腳；R12及C5的一端均連接于R11與U3的第五引腳之間，另一端接地；U3的第七引腳經(jīng)R13連接U3的第六引腳；R14的一端連接于U3的第六引腳與R13之間，另一端經(jīng)C6接地；R15的一端連接第二參考電路的電壓輸出端VREF2，另一端連接于R14與C6之間；U3的的第七引腳連接限幅鉗位電路。
進一步，所述第一參考電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、運算放大器U1和穩(wěn)壓二極管Z1，U1的第五引腳通過R3和R1連接輸入端VCC，U1的第六引腳連接U1的第七引腳；Z1的第一引腳連接于R1與R3之間，Z1的第二引腳連接于R2與R3之間，Z1的第三引腳以及R2的一端均接地。
進一步，所述穩(wěn)壓二極管Z1的第一引腳與第二引腳之間連接有可調(diào)電位器。
進一步，所述第二參考電路包括電阻R16、電阻R17、電阻R18、運算放大器U4和穩(wěn)壓二極管Z3，U4的第五引腳通過R18和R16連接輸入端VCC，U4的第六引腳連接U4的第七引腳；Z3的第一引腳連接于R16與R18之間，Z3的第二引腳連接于R17與R18之間，Z3的第三引腳以及R17的一端均接地。
進一步，所述限幅鉗位電路包括電阻R19、整流二極管D1、整流二極管D2和穩(wěn)壓二極管Z4，D1的第一引腳接地，D1的第二引腳連接D2的第一引腳，D2的第二引腳連接電源VCC；Z4的第一引腳接地，Z4的第三引腳連接于D1的第二引腳與D2的第一引腳之間；R19的一端連接于Z4的第三引腳與U3的第七引腳之間，R19的另一端接地。
進一步，所述VCCS和VCC的電壓為DC3.3V～DC30V。
進一步，所述第一參考電路的輸出電壓端VREF1與第二參考電路的電壓輸出端VREF2的電壓相等。
進一步，所述VREF1與VREF2的電壓為DC0.3V～DC6V。
進一步，所述運算放大器U2的輸入端電壓VIN= VCCS-VR-VREF1 (VCC-1.5V- VREF1)；
式中，VCCS為運算放大器U2的供電電壓，VR為運算放大器U2的內(nèi)部壓降，VCC為第一參考電路的供電電壓。
進一步，所述運算放大器U2的內(nèi)部壓降VR為1.5V。
本實用新型的有益效果：
（1）通過對微弱信號進行疊加，從而使HCNR201光耦傳輸一個相對合理的信號輸出，再在輸出的信號對原疊加的信號進行減法處理還原，得到原本輸入的信號，大大降低電路本身的內(nèi)阻而引起的信號衰減導致輸出信號與輸入信號誤差較大，同時通過電位器RW可以實現(xiàn)精確的微調(diào)，進一步提高輸入對應的輸出精度；
（2）利用加法電路，既能實現(xiàn)小信號的隔離傳輸，又能實現(xiàn)VCCS-1.5V-VREF1 (VCC-1.5V- VREF1)信號的隔離傳輸功能，該電路主要用于電流霍爾檢測電路，電壓檢測電路，溫度檢測電路，嵌入式最小系統(tǒng)的模擬量輸出電路，信號采樣檢測送給嵌入式最小系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)等。使用該電路，能夠使微弱的小信號通過隔離輸出后輸出不衰減，能精確的反應檢測信號的變化的目的；
（3）在輸入端增加電壓跟隨電路，增強了輸入信號的驅(qū)動能力；電路中采用多級穩(wěn)壓二極管，保證了電路的穩(wěn)定性；比例調(diào)節(jié)電路能夠保證輸出穩(wěn)定的一定比例關系的電壓信號，在輸出端利用限幅鉗位電路能夠?qū)⑤敵鲂盘柗认薅ㄔ谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)，且起到保護后級電路的作用，大大延長了器件的使用壽命。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下將結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
如圖1所示：一種小信號隔離傳輸電路，包括第一參考電路、第一參考電路、加法電路、隔離電路、比例調(diào)節(jié)電路、減法電路、限幅鉗位電路。
第一參考電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、運算放大器U1和穩(wěn)壓二極管Z1，U1的第五引腳通過R3和R1連接輸入端VCC，U1的第六引腳連接U1的第七引腳；Z1的第一引腳連接于R1與R3之間，Z1的第二引腳連接于R2與R3之間，Z1的第三引腳以及R2的一端均接地。其中，穩(wěn)壓二極管Z1可作為高精準的基準電壓源，可以產(chǎn)生高精度的電壓基準，另外，如有需要可以通過在Z1的第一引腳與第二引腳之間添加可調(diào)電位器，在進一步提高基準電壓精度的同時，還能實現(xiàn)基準電壓可調(diào)，從而靈活巧妙的調(diào)節(jié)加法電路輸入端的加法值。
加法電路包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、運算放大器U2、電容C1，R4的一端連接電源輸入端VIN，另一端分成兩條支路，一條支路連接U2的第三引腳，另一條支路經(jīng)C1接地；R5的一端連接第一參考電路的輸出電壓端VREF1，另一端經(jīng)C1接地；U2的第二引腳經(jīng)R6接地，U2的第一引腳經(jīng)R7連接U2的第二引腳，U2的第八引腳接輸入端VCCS。
隔離電路包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、運算放大器U2、電容C2、光耦HCNR201，R8的一端連接U2的第一引腳，另一端連接U2的第六引腳，U2的第五引腳接地，U2的第七引腳一條支路經(jīng)C2連接U2的第六引腳，另一條支路連接R9；HCNR201的第一引腳連接于R9和R10的一端之間，HCNR201的第二引腳連接R10的另一端，HCNR201的第三引腳反饋至U2的第六引腳，HCNR201的第四引腳接地；HCNR201的第五引腳接地。
比例調(diào)節(jié)電路穩(wěn)壓二極管Z2、運算放大器U3、電容C3、電容C4、電位器RW，Z2的第三引腳連接于HCNR201的第六引腳與U3的第二引腳之間，Z2的第一引腳以及U3的第三引腳接地；U3的第一引腳經(jīng)C3連接U3的第二引腳，U3的第一引腳還經(jīng)RW連接U3的第二引腳；U3的第八引腳連接電源VCC，U3的第四引腳接地；C4的一端連接U3的第八引腳，另一端接地。其中，輸出端的電位器RW與隔離電路輸入端的電阻R8構成比例關系，運算放大器U3的第一引腳的輸出電壓Vout計算為Vout=K3*Vin*RW/R8，其中K3為HCNR201的電流傳遞系數(shù)，Vin為運算放大器U2的第一引腳的輸出電壓，所以從該公式可以看出，Vout的電壓輸出信號和Vin的電壓輸出信號只和RW和R8的電阻值有關，通過調(diào)節(jié)RW的阻值可以使Vout的輸出信號和Vin的輸出信號對應比例更加精準。
減法電路包括電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、運算放大器U3、電容C5、電容C6，R11的一端連接U3的第一引腳，另一端連接U3的第五引腳；R12及C5的一端均連接于R11與U3的第五引腳之間，另一端接地；U3的第七引腳經(jīng)R13連接U3的第六引腳；R14的一端連接于U3的第六引腳與R13之間，另一端經(jīng)C6接地；R15的一端連接第二參考電路的電壓輸出端VREF2，另一端連接于R14與C6之間；U3的的第七引腳連接限幅鉗位電路。
第二參考電路包括電阻R16、電阻R17、電阻R18、運算放大器U4和穩(wěn)壓二極管Z3，U4的第五引腳通過R18和R16連接輸入端VCC，U4的第六引腳連接U4的第七引腳；Z3的第一引腳連接于R16與R18之間，Z3的第二引腳連接于R17與R18之間，Z3的第三引腳以及R17的一端均接地。
限幅鉗位電路包括電阻R19、整流二極管D1、整流二極管D2和穩(wěn)壓二極管Z4，D1的第一引腳接地，D1的第二引腳連接D2的第一引腳，D2的第二引腳連接電源VCC；Z4的第一引腳接地，Z4的第三引腳連接于D1的第二引腳與D2的第一引腳之間；R19的一端連接于Z4的第三引腳與U3的第七引腳之間，R19的另一端接地。
其中，VCCS和VCC的電壓優(yōu)選為DC12V，VREF1與VREF2的電壓優(yōu)選為DC3.3V。
本實施例實現(xiàn)小信號隔離傳輸?shù)墓ぷ髟頌椋狠斎胄盘朧IN通過與VREF1信號通過加法電路進行疊加加法，得到VIN+ VREF1信號，再通過HCNR201光耦傳輸輸出VIN+ VREF1信號，然后再通過后級的減法電路，使VOUT信號輸出為VIN+ VREF1- VREF2信號，其中VREF1與VREF2的電壓相同，從而達到還原VIN信號的目的。本實施例通過對微弱信號進行疊加，從而使HCNR201光耦傳輸一個相對合理的信號輸出，再在輸出的信號對原疊加的信號進行減法處理還原，得到原本輸入的信號，達到傳輸?shù)哪康摹Ｍㄟ^使用該電路，可以大大降低電路本身的內(nèi)阻而引起的信號衰減導致輸出信號與輸入信號誤差較大，同時通過電位器RW可以實現(xiàn)精確的微調(diào)，進一步提高輸入對應的輸出精度。
利用加法電路，既能實現(xiàn)小信號的隔離傳輸，又能實現(xiàn)VCCS-1.5V-VREF1 (VCC-1.5V- VREF1)信號的隔離傳輸功能。式中，VCCS為運算放大器U2的供電電壓，1.5V為運算放大器U2本身的內(nèi)部壓降，VCC為第一參考電路的供電電壓，通過該公式得到運算放大器U2輸入端VIN的信號范圍。如果不減去參考電壓VREF1，會導致運算放大器U2出現(xiàn)輸出飽和現(xiàn)象而無法達到信號傳輸?shù)哪康模撾娐分饕糜陔娏骰魻枡z測電路，電壓檢測電路，溫度檢測電路，嵌入式最小系統(tǒng)的模擬量輸出電路，信號采樣檢測送給嵌入式最小系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)等。使用該電路，能夠使微弱的小信號通過隔離輸出后輸出不衰減，能精確的反應檢測信號的變化的目的。
另外，本實施例相比現(xiàn)有的隔離模塊，在輸入端增加電壓跟隨電路，增強了輸入信號的驅(qū)動能力；電路中采用多級穩(wěn)壓二極管，保證了電路的穩(wěn)定性；比例調(diào)節(jié)電路能夠保證輸出穩(wěn)定的一定比例關系的電壓信號，在輸出端利用限幅鉗位電路能夠?qū)⑤敵鲂盘柗认薅ㄔ谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)，且起到保護后級電路的作用，大大延長了器件的使用壽命。