AD7708输入隔离电路设计

       隔离电路的设计主要出于两种考虑：第一，保护被测电路和测试电路，使其不至于因测试电路或被测电路的故障而影响整个系统的工作。第二，减小环境噪声对测试电路的影响。为保护后级设备、保证测量结果的有效性，测试电路与被测电路必须做到严格的电气隔离，隔离电路应具有较高的精度。电路的成本和体积也要符合工程需要。TI公司的精密线性光耦TIL300是隔离器件的新产品。我们采用该器件和Burr－Brown公司的高隔离DC－DC芯片DCP0105完成了模拟量的隔离电路。

       TIL300是一个由红外光LED照射分叉配置的隔离反馈光二极管和一个输出光二极管组成。该器件采用特殊制造技术来补偿LED时间和温度特性的非线性，使输出信号与LED发出的伺服光通量成线性比例。TIL300的外围配置电路如图1所示。

图1 TIL300的外围配置电路

       实际电路如图2。隔离电路中，R1调节初级运放输入偏置电流的大小，C3起反馈作用，同时滤除电路中的毛刺信号，避免TIL300的红外光LED受到意外的冲击。但是随着频率的提高，其阻抗将变小，TIL300的初级电流增大，增益随之变大，因而C3的引入对通道在高频时的通道增益有一定影响。虽然减小C3的值可以拓展带宽，但是这样会影响初级运放的增益，同时，初级运放输出的较大毛刺信号不易被滤除。在我们应用系统中被测信号频率远低于300kHz，取C3为4.7μF，其容抗不小于0.012。这时，设计带宽B≈1/R3 MHz。R3可以控制LED的发光强度，从而对控制通道增益起了一定作用。R2用于调节输出运放负反馈的深度。　 

       由此可见，在C3已确定时，调整R1、R2、R3的值，可以在一定带宽下调整通道增益。对于被测量较小的系统，R1、R2应取得稍小些，这样在保证小信号测试精度的同时，可使通道增益基本不变。此外可以通过改变R4来实现一定范围内的增益调整。反之，R1、R2应取得稍大些，以保证通道的动态范围。R3根据LED的导通电流适当选取。实际电路中参数R1=R2=250kΩ, R3=470kΩ, R4=1MΩ。

图2 实际电路　　

       用DCP0105将电路两侧的电源隔离开来，其峰值隔离度为3500V，可以满足系统的要求。电路中C1、C2是为改善DCP0105的输出波形而引入的。由此可见，隔离电路以TIL300、DCP0105形成了分界线，左侧与被测模拟量连接，右侧与后级A/D变换连接。采样信号经过运放的放大分两路后送至TIL300，隔离放大后送入次级运放。

       结语

       笔者所设计的AD7708前端隔离电路已经成功应用于某卫星电源监测系统。