Isolasi penguat atau penguat gain memberikan isolasi dari satu fraksi rangkaian ke fraksi lain. Jadi, daya tidak dapat ditarik, digunakan, dan disia-siakan di dalam sirkuit. Fungsi utama penguat ini adalah untuk meningkatkan sinyal. Sinyal input yang sama dari op-amp disalurkan tepat dari op-amp sebagai sinyal keluaran. Amplifier ini digunakan untuk memberikan lapisan pengaman listrik serta isolasi. Amplifier ini melindungi pasien dari arus keluar. Mereka memecahkan kontinuitas ohmik sinyal listrik antara input & output dan catu daya terisolasi dapat disediakan untuk input dan output. Jadi, sinyal level rendah dapat diperkuat.

Apa itu Penguat Isolasi?

Penguat isolasi dapat didefinisikan sebagai, penguat yang tidak memiliki kontak konduktif antara bagian input dan output. Akibatnya, penguat ini memberikan isolasi ohmik di antara terminal i / p & o / p penguat. Isolasi ini harus memiliki kebocoran yang lebih sedikit serta tegangan tembus dielektrik yang tinggi. Nilai resistor dan kapasitor khas penguat di antara terminal input & output adalah resistor harus memiliki 10 Tera Ohm dan kapasitor harus memiliki 10 pikofarad.

isolasi-penguat

Amplifier ini sering digunakan ketika ada perbedaan tegangan mode umum yang sangat besar antara sisi input & output. Dalam penguat ini, sirkuit ohmik tidak ada dari ground input ke ground output.

Metode Perancangan Penguat Isolasi

Ada tiga macam metode desain yang digunakan dalam penguat isolasi yang meliputi berikut ini.

Isolasi Transformer
Isolasi Optik
Isolasi Kapasitif

1). Isolasi Transformer

Jenis isolasi ini menggunakan dua sinyal seperti PWM atau modulasi frekuensi. Secara internal, penguat ini mencakup osilator 20 KHz, penyearah, filter, dan transformator untuk memberikan pasokan ke setiap tahap yang terisolasi.

Penyearah digunakan sebagai masukan ke op-amp utama.
Transformator menghubungkan suplai.
Osilator digunakan sebagai input ke op-amp sekunder.
LPF digunakan untuk menghilangkan komponen frekuensi lainnya.

Keuntungan dari isolasi transformator terutama mencakup CMRR yang tinggi, linieritas, dan akurasi.

Aplikasi isolasi transformator terutama mencakup medis, nuklir dan industri.

2). Isolasi Optik

Dalam isolasi ini, sinyal l dapat diubah dari sinyal biologis menjadi sinyal cahaya LED untuk proses selanjutnya. Dalam hal ini, rangkaian pasien adalah rangkaian masukan sedangkan rangkaian keluaran dapat dibentuk oleh fototransistor. Sirkuit ini dioperasikan dengan baterai. Sirkuit i / p mengubah sinyal menjadi cahaya serta sirkuit output daya mengubah cahaya kembali ke sinyal.

Keuntungan dari isolasi optik terutama meliputi

Dengan menggunakan ini kita bisa mendapatkan amplitudo dan frekuensi asli.
Ini terhubung secara optik tanpa perlu modulator atau demodulator.
Ini meningkatkan keamanan pasien.

Aplikasi isolasi transformator terutama mencakup pengendalian proses di industri, akuisisi data, pengukuran biomedis, pemantauan pasien, elemen antarmuka, peralatan uji, pengendalian SCR , dll.

3). Isolasi Kapasitif

Ini menggunakan modulasi frekuensi dan pengkodean digital tegangan input.
Tegangan input dapat diubah menjadi muatan relatif di atas kapasitor yang diaktifkan.
Ini termasuk sirkuit seperti modulator serta demodulator.
Sinyal dikirim melintasi penghalang kapasitif diferensial.
Untuk kedua sisi, disediakan terpisah.

Keuntungan dari isolasi kapasitif terutama meliputi

Isolasi ini dapat digunakan untuk menghilangkan suara riak
Ini digunakan untuk sistem analog
Ini termasuk linearitas dan stabilitas gain tinggi.
Ini memberi kekebalan tinggi terhadap suara magnetik
Dengan menggunakan ini, kebisingan dapat dihindari.

Aplikasi isolasi kapasitif terutama mencakup akuisisi data, elemen antarmuka, pemantauan pasien, EEG, dan EKG.

fitur

Fitur utama penguat isolasi terutama meliputi yang berikut ini.

Sumber tegangan
Pasokan Saat Ini
Suhu Operasional

Suplai tegangan amplifier terutama mengacu pada kisaran sumber tegangan. Suplai arus adalah besarnya arus yang diambil dari sumbernya Sumber Daya listrik karena ini terkait dengan penguat. Suhu operasi penguat adalah nilai tertentu dari suhu lingkungan.

Amplifier ini menggunakan metode yang berbeda untuk mengurangi distorsi & non-linearitas sinyal besar seperti menggunakan LOC (linear optocoupler ) untuk meningkatkan linieritas penguat pada rentang sinyal yang tepat. LOC ini mencakup LED input yang terhubung ke 2-fotodioda. Fotodioda ini memberi makan sirkuit input dan output.

Ketika merancang penguat ini adalah tugas utama untuk mengurangi penyimpangan sinyal dan penguat isolasi sering memanas selama bekerja, maka suplai arus dengan rangkaian akan berkurang. Amplifier ini biasanya dievaluasi berdasarkan ukuran, kinerja, dan biaya dengan kebutuhan teknis adalah stabilitas, linieritas, dan respons frekuensi tinggi dari sinyal. Perhatian utama saat merancang penguat ini termasuk tegangan rusaknya dan mengelola kebocoran.

Bagaimana Mencapai Isolasi?

Ketika impedansi masukan dari sebuah op-amp sangat tinggi maka isolasi dapat terjadi. Karena rangkaian ini termasuk impedansi masukan yang tinggi, maka arus menit dapat ditarik dari rangkaian penguat. Berdasarkan Hukum Ohm , ketika resistansi tinggi, maka arus akan ditarik lebih sedikit dari catu daya.

isolasi-penguat-sirkuit -diagram

Oleh karena itu, op-amp tidak menarik arus dalam jumlah yang signifikan dari sumber daya. Jadi dalam prakteknya, tidak ada arus yang akan ditarik serta dipindahkan dari satu bagian rangkaian ke bagian lain. Oleh karena itu, penguat ini berfungsi sebagai perangkat isolasi.

Ketika impedansi masukan dari sebuah op-amp rendah maka ia menarik sejumlah besar arus. Hukum Ohm menyatakan bahwa, jika impedansi beban memiliki resistansi yang lebih kecil, maka ia menarik arus yang sangat besar dari sumber daya sehingga dapat menyebabkan gangguan yang tinggi, dan ini sangat berlawanan dengan isolasi. Di sini, penguat isolasi bekerja seperti penyangga dan mereka tidak memperkuat sinyal meskipun menyediakan untuk mengisolasi divisi rangkaian.

Aplikasi Penguat Isolasi

Amplifier ini biasanya digunakan dalam aplikasi seperti pengkondisian sinyal. Ini dapat menggunakan penguat bipolar, CMOS, & bipolar komplementer yang berbeda yang mencakup pencacah, isolasi, penguat instrumentasi.

Karena beberapa perangkat bekerja dengan menggunakan sumber daya rendah, sebaliknya baterai. Memilih penguat isolasi untuk aplikasi yang berbeda terutama tergantung pada karakteristik tegangan suplai penguat.

Jadi, ini semua tentang Penguat isolasi yang dapat digunakan untuk mengisolasi sinyal seperti input & output secara elektrik dengan kopling induktif. Amplifier ini melindungi komponen listrik dan elektronik dari tegangan lebih dalam berbagai aplikasi menggunakan berbagai saluran. Ini pertanyaan untuk Anda, apa aplikasi amplifier ini di perangkat medis?