Аналоговая гальваноразвязка на диодных оптопарах

[electroget]

Собрал на макете аналоговую гальваноразвязку на АОД130 по тестовой по схеме:



Макетная плата имеет раздельные шины питания для правой и левой стороны.
Правая часть схемы запитана от лабораторного блока питания, а левая часть схемы запитана через изолирующий DC-CD конвертер B0505S-1W.

Гальваноразвязка сигнала с напряжением по постоянному току:
При напряжении на входе 0,5В, подстроечным резистором было выставлено 0,5В на выходе, после этого входное напряжение гальваноразвязки изменялось от внешнего независимого источника в диапазоне от 0 до 1 Вольта.



Полученный результат: точность примерно 5%, линейность примерно 3% - измерялось от середины диапазона измерений к краям, за середину диапазона бралось напряжение 0,5В.

Гальваноразвязка частотного сигнала прямоугольной формы:
Цель - измерение быстродействия схемы гальваноразвязки. На вход схемы подавались импульсы прямоугольной формы от генератора с изменяемой скважностью.



Осциллограма на выходе схемы:



Полученный результат: схема гальваноразвязки может уверенно пропускать импульсы длительностью 10 микросекунд и более. При уменьшении длительности менее 10 микросекунд происходит очень существенное уменьшение амплитуды и значительное ухудшение формы импульса.

И, наконец, главное, ради чего всё и затевалось. Исследование сигнала с большой паразитной составляющей:
В качестве «стартера» использовался моторчик R140 c рабочим напряжением 5 Вольт, а качестве шунта резистор номиналом 33 Ом. С шунта в минусовой цепи снималось напряжение значением 750 милливольт и подавалось на вход схемы гальваноразвязки.



Осциллограма на выходе схемы:



Полученный результат. Точность передачи сигнала составляет примерно 10%, точность передачи формы тока двигателя достаточно высокая, значительных видимых искажений формы сигнала нет.
Дальнейшими исследованиями займусь, когда соберу настоящий токовый монитор сигнала с шунта для измерения тока в плюсовой цепи стартера.

Выводы.
Опробованная схема аналоговой гальваноразвязки вполне рабочая. Она не обладает выдающимися характеристиками из-за сильно устаревших оптопар АОД130, но если кому надо будет хорошую и точную аналоговую гальваноразвязку, то сделают себе на специализированных оптопарах типа HCNR201 и им подобных.

[akl]

Светик оптрона на выходе левого ОУ обычно подключают на выход правого ОУ, тем самым создают обратную связь по выходу для более точной передачи сигнала.

[electroget]

[uquote="akl",url="/forum/viewtopic.php?p=4263511#p4263511"]Светик оптрона на выходе левого ОУ обычно подключают на выход правого ОУ[/uquote]
Не понял как такое реализовано. Дайте пожалуйста ссылку на пример схемы с такой обратной связью.

[tonyk]

если кому надо будет хорошую и точную аналоговую гальваноразвязку

...то возьмут развязывающий усилитель.
https://www.promelec.ru/product/416867/

[>TEHb<]

Существуют сразу специальные оптопары с двумя выходами. У них и изначальный разброс очень маленький, и старение одинаковое.

[electroget]

[uquote=">TEHb<",url="/forum/viewtopic.php?p=4263562#p4263562"]Существуют сразу специальные оптопары с двумя выходами.[/uquote]
Я пока собрал макет из того что есть на данный момент, чтоб оценить работу такой схемы. Когда соберусь делать настоящую, то конечно буду делать на специализированной оптопаре с хорошей точностью.
Тема создана для того, чтоб показать работоспособность такого довольно простого решения проблемы аналоговой гальваноразвязки. Потому что дорогущие решения на микросхемах типа AD2xx любителям конечно же недоступны.

[Ivanoff-iv]

[uquote="akl",url="/forum/viewtopic.php?p=4263511#p4263511"]Светик оптрона на выходе левого ОУ обычно подключают на выход правого ОУ[/uquote]да, линейность это должно повысить, но зато значительно снизит скорость передачи (время задержки прохождения сигнала вырастет, увеличится склонность к возбуждениям и придется туже закрутить гайки ООС)
Т.ч. эта палка о двух концах...
У меня как то витала идея о спаренной работе оптопары (НЧ) и трансформатора (ВЧ)...

[>TEHb<]

Ivanoff-iv, кстати да, трансформаторы имеют право на жизнь. Проверял немного не так, как я себе представляю как вы хотели сделать, а скорее как то нам продемонстрировал electroget.
Принцип тот же самый: организация обратной связи на первичной стороне с элемента, аналогичного элементу на вторичной стороне. Меняем светодиоды на трансформатор с генераторам, а фотодиоды на вторички трансформаторов. В некоторых применениях можно обойтись без питания вторичной стороны.

[electroget]

Окончание темы о аналоговой гальваноразвязке на диодных оптопарах.

Исследование аналогового сигнала с большой паразитной составляющей.
В качестве "стартера" использовался моторчик F130 c рабочим напряжением 3 Вольт, а качестве шунта резистор номиналом 0,22 Ом. С шунта в плюсовой (!) цепи "стартера" напряжение значением 30 милливольт снималось токовым монитором INA225 (микросхема в корпусе msop на красной платке верхней макетки) и подавалось на вход схемы гальваноразвязки.



Токовый монитор был настроен на Ку=25 и таким образом напряжение на его выходе составляло 750 милливольт. Выходное напряжение с токового монитора INA225 подавалась на вход схемы аналоговой опторазвязки.

Осциллограмма с входа схемы гальваноразвязки:



Осциллограмма с выхода схемы гальваноразвязки:



Результаты.
Точность передачи сигнала приемлемая. Верность передачи формы сигнала хорошая.
Аналоговая гальваноразвязка на оптронах хорошо подходит для измерений не требующих высокой точности и может быть использована во многих случаях когда нужно отвязаться от источника сигнала простыми и доступными средствами.