عزلة المضخم أو يوفر مضخم كسب الوحدة العزلة من جزء واحد من الدائرة إلى جزء آخر. لذلك ، لا يمكن سحب الطاقة واستخدامها وإهدارها داخل الدائرة. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا مكبر الصوت في زيادة الإشارة. نفس إشارة الإدخال من المرجع أمبير يتم تمريره بالضبط من المرجع أمبير كإشارة خرج. تُستخدم مكبرات الصوت هذه لإعطاء أداة أمان كهربائية بالإضافة إلى العزل. تعمل مكبرات الصوت هذه على حماية المرضى من تدفق التيار. إنهم يكسرون الاستمرارية الأومية للإشارة الكهربائية بين المدخلات والمخرجات ويمكن توفير مصدر طاقة معزول لكل من المدخلات والمخرجات. لذلك ، يمكن تضخيم الإشارات منخفضة المستوى.
ما هو مضخم العزل؟
يمكن تعريف مضخم العزل على أنه مكبر للصوت لا يحتوي على أي اتصال موصل بين أقسام الإدخال والإخراج. وبالتالي ، يعطي هذا المكبر عزلة أومية بين أطراف i / p & o / p لمكبر الصوت. يجب أن يكون لهذه العزلة تسرب أقل بالإضافة إلى كمية عالية من جهد انهيار العازل. قيم المقاوم والمكثف النموذجية للمضخم بين أطراف الإدخال والإخراج هي المقاوم يجب أن يحتوي على 10 تيرا أوم والمكثف يجب أن يحتوي على 10 بيكوفاراد.
مكبر للصوت العزلة
تُستخدم مكبرات الصوت هذه بشكل متكرر عندما يكون هناك تباين كبير للغاية في الجهد الكهربي للوضع المشترك بين جانب الإدخال والإخراج. في هذا مكبر الصوت ، لا توجد الدائرة الأومية من أرض الإدخال إلى أرض الإخراج.
طرق تصميم مكبر للصوت العزل
هناك ثلاثة أنواع من طرق التصميم المستخدمة في مكبرات الصوت العازلة والتي تشمل ما يلي.
- عزل المحولات
- عزل بصري
- العزلة بالسعة
1). عزل المحولات
يستخدم هذا النوع من العزلة إشارتين مثل PWM أو التردد المعدل. داخليًا ، يشتمل هذا مكبر الصوت على مذبذب 20 كيلو هرتز ، ومعدل ، ومرشح ، ومحول لإمداد كل مرحلة معزولة.
- يتم استخدام المعدل كمدخل إلى المرجع الرئيسي.
- محول يربط العرض.
- يستخدم المذبذب كمدخل إلى المرجع الثانوي.
- يتم استخدام LPF لإزالة مكونات التردد الأخرى.
تشمل مزايا عزل المحولات بشكل أساسي ارتفاع CMRR والخطية والدقة.
تشمل تطبيقات عزل المحولات الطبية والنووية والصناعية.
2). عزل بصري
في هذه العزلة ، يمكن تغيير إشارة l من إشارة بيولوجية إلى إشارة ضوئية يؤدى لمزيد من العملية. في هذا ، تكون دائرة المريض عبارة عن دائرة إدخال بينما يمكن تشكيل دائرة الإخراج بواسطة ترانزستور ضوئي. تعمل هذه الدوائر ببطارية. تقوم دائرة i / p بتغيير الإشارة إلى الضوء وكذلك تقوم دائرة o / p بتغيير الضوء إلى الإشارة.
تشمل مزايا العزل البصري بشكل أساسي
- باستخدام هذا يمكننا الحصول على السعة والتردد الأصلي.
- يتصل بصريًا دون الحاجة إلى المغير أو المزيل.
- يحسن سلامة المريض.
تشمل تطبيقات عزل المحولات بشكل أساسي التحكم في العمليات في الصناعات ، والحصول على البيانات ، وقياسات الطب الحيوي ، ومراقبة المريض ، وعناصر الواجهة ، ومعدات الاختبار ، والتحكم في SCR ، إلخ.
3). العزلة بالسعة
- يستخدم تعديل التردد والتشفير الرقمي لجهد الدخل.
- يمكن تغيير جهد الدخل إلى الشحن النسبي على المكثف المحول.
- وهو يتضمن دوائر مثل المغير وكذلك مزيل التشكيل.
- يتم إرسال الإشارات عبر حاجز سعوي تفاضلي.
- لكلا الجانبين ، يتم توفير مصدر منفصل.
تشمل مزايا العزلة السعوية بشكل أساسي
- يمكن استخدام هذه العزلة لإزالة ضوضاء التموج
- هذه تستخدم للأنظمة التناظرية
- ويشمل الخطية والاستقرار عالي الكسب.
- يعطي مناعة عالية للضوضاء المغناطيسية
- باستخدام هذا ، يمكن تجنب الضوضاء.
تشمل تطبيقات العزلة السعوية بشكل أساسي الحصول على البيانات وعناصر الواجهة ومراقبة المريض وتخطيط كهربية القلب وتخطيط القلب.
سمات
تشمل الميزات الرئيسية لمضخم العزل بشكل أساسي ما يلي.
- توريد الجهد
- العرض الحالي
- درجة حرارة التشغيل
يشير إمداد الجهد لمكبرات الصوت بشكل أساسي إلى نطاق مصدر الجهد. العرض الحالي هو مقدار التيار المأخوذ من مصدر مزود الطاقة لأنه متحالف مع مكبر للصوت. درجة حرارة تشغيل مكبر الصوت هي القيمة الخاصة لدرجة الحرارة المحيطة.
تستخدم مكبرات الصوت هذه طرقًا مختلفة لتقليل التشوه وعدم خطية الإشارة الضخمة مثل استخدام LOC (خطي optocoupler ) لتعزيز خطية مكبر الصوت على مدى محدد للإشارة. يتضمن LOC هذا إدخال LED متصل بـ 2 من الثنائيات الضوئية. تغذي هذه الثنائيات الضوئية دوائر الإدخال والإخراج.
عند تصميم هذا مكبر الصوت هو المهمة الرئيسية لتقليل انجراف الإشارة ويتم تسخين مضخم العزل بشكل متكرر طوال العمل ، ثم ينخفض العرض الحالي مع الدائرة. يتم تقييم هذه المضخمات عادةً من خلال الحجم والأداء والتكلفة مع الضرورات الفنية المتمثلة في الاستقرار والخطية والاستجابة عالية التردد للإشارة. تشمل الاهتمامات الرئيسية أثناء تصميم هذا مكبر الصوت انهيار الجهد وإدارة التسرب.
كيف نحقق العزلة؟
عندما تكون مقاومة الإدخال لجهاز op-amp عالية للغاية ، فيمكن أن يحدث العزل. نظرًا لأن هذه الدائرة تشتمل على مقاومة عالية للإدخال ، فيمكن سحب تيار دقيق من دائرة مكبر الصوت. بالنسبة الى قانون أوم ، عندما تكون المقاومة عالية ، سيتم سحب التيار بشكل أقل من مصدر الطاقة.
العزلة-مكبر للصوت-الرسم البياني
لذلك ، لا يسحب جهاز op-amp كمية كبيرة من التيار من مصدر الطاقة. لذلك من الناحية العملية ، لن يتم سحب أي تيار وكذلك نقله من جزء إلى جزء آخر من الدائرة. لذلك ، يعمل هذا مكبر الصوت كجهاز عزل.
عندما تكون مقاومة الإدخال لـ op-amp منخفضة ، فإنها تسحب كمية هائلة من التيار. ينص قانون أومز على أنه إذا كانت مقاومة الحمل أقل مقاومة ، فإنها تجتذب تيارًا هائلاً من مصدر الطاقة بحيث يمكن إحداث اضطرابات عالية ، وهذا هو عكس العزل تمامًا. هنا ، يعمل مضخم العزل مثل المخزن المؤقت ولا يقوم بتقوية الإشارات على الرغم من توفيره لعزل أقسام الدوائر.
تطبيقات العزلة مكبر للصوت
تستخدم هذه المضخمات عادة في تطبيقات مثل تكييف الإشارة. قد يستخدم هذا مضخمات ثنائية القطب مختلفة ، CMOS ، ومكبرات ثنائية القطب تكميلية والتي تشمل المروحية والعزل ومضخمات الأجهزة.
حيث أن عدة أجهزة تعمل باستخدام مصادر طاقة منخفضة وبخلاف البطاريات. يعتمد اختيار مضخم عزل للتطبيقات المختلفة بشكل أساسي على خصائص جهد الإمداد لمكبر الصوت.
وبالتالي ، هذا كل شيء عن مضخمات العزل والتي يمكن استخدامها لعزل الإشارات مثل المدخلات والمخرجات كهربائيًا باستخدام أدوات التوصيل الحثي. هذه المكبرات تحمي المكونات الكهربائية والإلكترونية من الجهد الزائد في تطبيقات مختلفة باستخدام قنوات عديدة. إليك سؤال لك ما هو تطبيق هذا المكبر في الأجهزة الطبية؟
