模擬信號(hào)隔離的一個(gè)比較好的選擇是使用線形光耦。線性光耦的隔離原理與普通光耦沒有差別，只是將普通光耦的單發(fā)單收模式稍加改變，增加一個(gè)用于反饋的光接受電路用于反饋。這樣，雖然兩個(gè)光接受電路都是非線性的，但兩個(gè)光接受電路的非線性特性都是一樣的，這樣，就可以通過反饋通路的非線性來抵消直通通路的非線性，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)線性隔離的目的。

市場上的線性光耦有幾中可選擇的芯片，如 Agilent 公司的 HCNR200/201，TI 子公司 TOAS 的 TIL300，CLARE 的 LOC111 等。這里以 HCNR200/201 為例介紹。

其中 1、2 引作為隔離信號(hào)的輸入，3、4 引腳用于反饋，5、6 引腳用于輸出。1、2 引腳之間的電流記作 IF，3、4 引腳之間和 5、6 引腳之間的電流分別記作 IPD1 和 IPD2。

輸入信號(hào)經(jīng)過電壓 - 電流轉(zhuǎn)化，電壓的變化體現(xiàn)在電流 IF 上，IPD1 和 IPD2 基本與 IF 成線性關(guān)系，線性系數(shù)分別記為 K1 和 K2,即K1 與 K2 一般很�。℉CNR200 是 0.50%），并且隨溫度變化較大（HCNR200 的變化范圍在 0.25%到 0.75%之間），但芯片的設(shè)計(jì)使得 K1 和 K2 相等。

在合理的外圍電路設(shè)計(jì)中，真正影響輸出 / 輸入比值的是二者的比值 K3,線性光耦正利用這種特性才能達(dá)到滿意的線性度的。

HCNR200 和 HCNR201 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全相同，差別在于一些指標(biāo)上。相對(duì)于 HCNR200，HCNR201 提供更高的線性度。

采用 HCNR200/201 進(jìn)行隔離的一些指標(biāo)如下所示：

線性度：HCNR200：0.25%，HCNR201：0.05%；

線性系數(shù) K3：HCNR200：15%，HCNR201：5%；

溫度系數(shù)：-65ppm/oC；

隔離電壓：1414V；

信號(hào)帶寬：直流到大于 1MHz。

線性光耦真正隔離的是電流，要想真正隔離電壓，需要在輸出和輸出處增加運(yùn)算放大器等輔助電路。下面對(duì) HCNR200/201 的典型電路進(jìn)行分析，對(duì)電路中如何實(shí)現(xiàn)反饋以及電流 - 電壓、電壓 - 電流轉(zhuǎn)換進(jìn)行推導(dǎo)與說明。

典型電路分析Agilent 公司的 HCNR200/201 的手冊(cè)上給出了多種實(shí)用電路，設(shè)輸入端電壓為 Vin，輸出端電壓為 Vout，光耦保證的兩個(gè)電流傳遞系數(shù)分別為 K1、K2，顯然，，和之間的關(guān)系取決于和之間的關(guān)系。

將前級(jí)運(yùn)放的電路提出來看，設(shè)運(yùn)放負(fù)端的電壓為，運(yùn)放輸出端的電壓為，在運(yùn)放不飽和的情況下二者滿足下面的關(guān)系：

Vo=Voo-GVi  (1)

其中是在運(yùn)放輸入差模為 0 時(shí)的輸出電壓，G 為運(yùn)放的增益，一般比較大。

忽略運(yùn)放負(fù)端的輸入電流，可以認(rèn)為通過 R1 的電流為 IP1，根據(jù) R1 的歐姆定律得：

通過 R3 兩端的電流為 IF，根據(jù)歐姆定律得：

其中,為光耦 2 腳的電壓，考慮到 LED 導(dǎo)通時(shí)的電壓基本不變，這里的作為常數(shù)對(duì)待。

根據(jù)光耦的特性，即

K1=IP1/IF  (4)

將和的表達(dá)式代入上式，可得：

上式經(jīng)變形可得到：

將的表達(dá)式代入（3）式可得：

考慮到 G 特別大，則可以做以下近似：

這樣，輸出與輸入電壓的關(guān)系如下：

輸出和輸入成正比，并且比例系數(shù)只由 K3 和 R1、R2 確定。一般選 R1=R2，達(dá)到只隔離不放大的目的。

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