一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路的制作方法

本技术涉及的是模拟电路，具体涉及一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路。

背景技术：

1、目前，常用的模拟输入电路结构较简单，主要由输入保护电路和缓冲电路组成。其中，输入保护电路的作用是防止模拟输入超过最大输入范围，缓冲电路的作用是使输入的阻抗接近零，后级adc在采样时，就不会出现因阻抗过大而导致的信号衰减和误差引入。

2、在工业应用环境中，该电路存在如下缺点：

3、(1)没有esd和浪涌保护，电路容易损坏；

4、(2)模拟输入没有隔离，外部干扰会穿透到后级，影响整个系统工作，甚至会损坏整个系统；

5、(3)没有滤波电路，共模干扰和高频噪声会使得采样误差极大。

6、为了解决上述问题，设计一种新型的有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路尤为必要。

技术实现思路

1、针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路，结构设计合理，去除输入信号中的干扰和噪声，提高采集精度，保护电路及系统，实用性强，易于推广使用。

2、为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路，包括esd和tvs保护电路、共模滤波电路、无源低通滤波电路、线性隔离电路、有源低通滤波电路，esd和tvs保护电路、共模滤波电路、无源低通滤波电路、线性隔离电路、有源低通滤波电路依次连接，模拟输入信号依次通过esd和tvs保护电路、共模滤波电路、无源低通滤波电路、线性隔离电路、有源低通滤波电路输出至后级adc。

3、作为优选，所述的esd和tvs保护电路包括有压敏电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管，压敏电阻的两端分别连接模拟输入信号、地端，压敏电阻分别并接有第一稳压二极管、第二稳压二极管；所述的压敏电阻采用压敏电阻sdv1608s5r5c050ypte，第一稳压二极管采用tvs瞬态抑制二极管smaj15ca，第二稳压二极管采用稳压二极管bzv55-b5v1。

4、作为优选，所述的共模滤波电路包括有共模电感，共模电感的1脚、2脚分别与第二稳压二极管的两端连接，共模电感的3脚、4脚接入无源低通滤波电路；所述的共模电感采用共模电感sdcw3216-2-222tf。

5、作为优选，所述的无源低通滤波电路包括有第一电阻、第二电阻、第一电容，第二电阻的两端分别连接共模电感的3脚、4脚，共模电感的4脚接地，共模电感的3脚还依次连接第一电阻、第一电容至地端。

6、作为优选，所述的线性隔离电路包括有第一放大器、第二放大器、第三电阻-第五电阻、第二电容-第五电容、光电耦合器，第一放大器的3脚连接第一电阻和第一电容之间的节点，第一放大器的5脚连接第二电容至地端，第一放大器的2脚接地，第一放大器的4脚与1脚之间连接有第三电容和第三电阻的并联电路，第一放大器的1脚连接第四电阻至第二放大器的4脚，第二放大器的4脚与1脚、3脚与5脚之间分别接有第五电容、第四电容，第二放大器的2脚、3脚均接地，第二放大器的1脚、4脚分别与光电耦合器的1脚、3脚相连，第二放大器的5脚还连接第五电阻至光电耦合器的2脚，光电耦合器的4脚接地；所述的第一放大器、第二放大器均采用放大器tlv90001idbv，所述的光电耦合器采用光电耦合器hcnr201，也可替换为光电耦合器hcnr200。

7、作为优选，所述的有源低通滤波电路包括有第三放大器、第六电容-第八电容、第六电阻、第七电阻，第三放大器的4脚、3脚分别与光电耦合器的6脚、5脚连接，第三放大器的4脚与1脚之间并接有第六电容、第六电阻，第三放大器的3脚与5脚之间连接有第七电容，第三放大器的3脚接地，第三放大器的1脚依次连接第七电阻、第八电容至地端，第七电阻与第八电容之间的节点输出至后级adc；所述的第三放大器采用放大器tlv90001idbv。

8、本实用新型的有益效果：本电路能够去除输入信号中的干扰和噪声，提高采集精度，保护电路，保证系统正常工作，应用前景广阔。

技术特征：

1.一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路，其特征在于，包括esd和tvs保护电路(1)、共模滤波电路(2)、无源低通滤波电路(3)、线性隔离电路(4)、有源低通滤波电路(5)，esd和tvs保护电路(1)、共模滤波电路(2)、无源低通滤波电路(3)、线性隔离电路(4)、有源低通滤波电路(5)依次连接，模拟输入信号依次通过esd和tvs保护电路(1)、共模滤波电路(2)、无源低通滤波电路(3)、线性隔离电路(4)、有源低通滤波电路(5)输出至后级adc。

2.根据权利要求1所述的一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路，其特征在于，所述的esd和tvs保护电路(1)包括有压敏电阻(rv1)、第一稳压二极管(d1)、第二稳压二极管(d2)，压敏电阻(rv1)的两端分别连接模拟输入信号、地端，压敏电阻(rv1)分别并接有第一稳压二极管(d1)、第二稳压二极管(d2)；所述的压敏电阻(rv1)采用压敏电阻sdv1608s5r5c050ypte，第一稳压二极管(d1)采用tvs瞬态抑制二极管smaj15ca，第二稳压二极管(d2)采用稳压二极管bzv55-b5v1。

3.根据权利要求1所述的一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路，其特征在于，所述的共模滤波电路(2)包括有共模电感(l1)，共模电感(l1)的1脚、2脚分别与第二稳压二极管(d2)的两端连接，共模电感(l1)的3脚、4脚接入无源低通滤波电路(3)；所述的共模电感(l1)采用共模电感sdcw3216-2-222tf。

4.根据权利要求1所述的一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路，其特征在于，所述的无源低通滤波电路(3)包括有第一电阻(r1)、第二电阻(r2)、第一电容(c1)，第二电阻(r2)的两端分别连接共模电感(l1)的3脚、4脚，共模电感(l1)的4脚接地，共模电感(l1)的3脚还依次连接第一电阻(r1)、第一电容(c1)至地端。

5.根据权利要求1所述的一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路，其特征在于，所述的线性隔离电路(4)包括有第一放大器(u1)、第二放大器(u2)、第三电阻(r3)-第五电阻(r5)、第二电容(c2)-第五电容(c5)、光电耦合器(u3)，第一放大器(u1)的3脚连接第一电阻(r1)和第一电容(c1)之间的节点，第一放大器(u1)的5脚连接第二电容(c2)至地端，第一放大器(u1)的2脚接地，第一放大器(u1)的4脚与1脚之间连接有第三电容(c3)和第三电阻(r3)的并联电路，第一放大器(u1)的1脚连接第四电阻(r4)至第二放大器(u2)的4脚，第二放大器(u2)的4脚与1脚、3脚与5脚之间分别接有第五电容(c5)、第四电容(c4)，第二放大器(u2)的2脚、3脚均接地，第二放大器(u2)的1脚、4脚分别与光电耦合器(u3)的1脚、3脚相连，第二放大器(u2)的5脚还连接第五电阻(r5)至光电耦合器(u3)的2脚，光电耦合器(u3)的4脚接地；所述的第一放大器(u1)、第二放大器(u2)均采用放大器tlv90001idbv，光电耦合器(u3)采用光电耦合器hcnr201。

6.根据权利要求5所述的一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路，其特征在于，所述的光电耦合器(u3)替换为光电耦合器hcnr200。

7.根据权利要求1所述的一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路，其特征在于，所述的有源低通滤波电路(5)包括有第三放大器(u4)、第六电容(c6)-第八电容(c8)、第六电阻(r6)、第七电阻(r7)，第三放大器(u4)的4脚、3脚分别与光电耦合器(u3)的6脚、5脚连接，第三放大器(u4)的4脚与1脚之间并接有第六电容(c6)、第六电阻(r6)，第三放大器(u4)的3脚与5脚之间连接有第七电容(c7)，第三放大器(u4)的3脚接地，第三放大器(u4)的1脚依次连接第七电阻(r7)、第八电容(c8)至地端，第七电阻(r7)与第八电容(c8)之间的节点输出至后级adc；所述的第三放大器(u4)采用放大器tlv90001idbv。

技术总结本技术公开了一种有效滤除共模和高频干扰的模拟隔离电路，它涉及模拟电路技术领域。模拟输入信号依次通过ESD和TVS保护电路、共模滤波电路、无源低通滤波电路、线性隔离电路、有源低通滤波电路输出至后级ADC，ESD和TVS保护电路不会受到静电干扰和浪涌冲击的损害，共模滤波电路滤除模拟输入和地受到的共模干扰，并通过无源低通滤波电路滤除高频干扰；信号再经线性隔离电路隔绝输入的强干扰，保护后级电路，使模拟输入线性传递到后级；最后再经有源低通滤波电路对高频干扰滤波，起到阻抗转换作用。本技术去除输入信号中的干扰和噪声，提高采集精度，保护电路及系统，应用前景广阔。技术研发人员：章岳鹏,章佳受保护的技术使用者：上海君平电子科技有限公司技术研发日：20231122技术公布日：2024/7/29