Развязывающий или изолированный усилитель

Развязывающий или изолированный усилитель характеризуется высоким уровнем гальванической изоляции (развязки) между входными и выходными цепями. Такой уровень изоляции достигается с помощью оптической или трансформаторной связи между входным и выходным каскадами. Надежная изоляция требуется в тех ситуациях, когда приходится иметь дело с высокими синфазными напряжениями. Вполне возможно, например, спроектировать усилитель для развязки синфазных напряжений в несколько тысяч вольт. Особое значение такие усилители имеют в медицине, когда электроды подключаются к телу пациента, и изоляция требуется по соображениям безопасности. Развязывающие усилители применяются также для исключения наводок по "земляным" проводам и в тех случаях, когда требуется очень высокий коэффициент подавления синфазного напряжения (более 100 дБ).

На рис. представлена блок-схема развязывающего усилителя. Основными компонентами таких усилителей являются входная секция, выходная секция и секция питания. Главная особенность этих устройств состоит в том, что их входная и выходная секции должны иметь полную гальваническую развязку как по сигналу, так и по источникам питания. Б показанном на рис. развязывающем усилителе реализована так называемая трехуровневая развязка, т.е. его входной каскад, выходной каскад и секция питания изолированы друг от друга. В такой трехуровневой системе питающие напряжения для всех узлов схемы обеспечиваются встроенной секцией питания. Однако в некоторых трехуровневых устройствах питание выходного каскада должно осуществляться от того же источника питания, что и последующие каскады. Многие развязывающие усилители относятся к так называемой двухуровневой разновидности,- т.е. их выходной каскад и секция питания не изолированы.

Во всех развязывающих усилителях питание входного каскада (в трехуровневой схеме — и выходного каскада) осуществляется через разделительный трансформатор. Как правило, используют небольшие ферритовые трансформаторы. На практике применяются три способа передачи сигнала от входного к выходному каскаду: трансформаторный, оптический и емкостной. Для передачи сигнала через цепь гальванической развязки обычно применяются два метода: модуляция/демодуляция (применяется для всех трех видов связи) и линеаризующая обратная связь (применяется с оптронами).