Was ist ein geeigneter Weg, um ein DC-Signal zu isolieren?

Die Frage klingt vielleicht komisch, aber ich bin mir nicht sicher, wie ich sie sonst formulieren soll. So...

Bilder!!

Aktuell habe ich so ein Setup:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Was ich gerne haben möchte ist sowas:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Für die digitalen Sachen macht ein Optoisolator den Trick, und für AC-Signale macht ein Trenntransformator den Trick und in jedem dieser Geräte sind die Eingangs- und Ausgangsmassen getrennt.

Welche Methode oder was sollte ich untersuchen, um zwei DC-Systemerdungen voneinander zu isolieren? (Das DC-Signal kann zwischen mV und 10 Volt variieren.)

Eine Chopper-Konfiguration? Gleichspannung in Wechselspannung umwandeln, durch einen Trenntransformator leiten, dann gleichrichten und tiefpassfiltern.
Was wollen Sie erreichen, indem Sie diese Gründe isolieren?
@PhilFrost das aktuelle Setup, das wir haben, hat einige grundlegende Probleme. Da wir nicht wissen, was sich in dieser Blackbox befindet, wissen wir intern nicht, wie ihre Masse verbunden ist. Was wir bemerken, ist, dass wir manchmal, wenn wir "etwas" tun, ein falsches Verhalten bekommen, aber wenn wir die Systeme isolieren, bekommen wir das richtige Verhalten, was mir sagt, dass unsere beiden Gründe keine Freunde sind. Dies wurde mit einem AC-Signal gemacht, also versuche ich nur, den gleichen "Fix" für alle Signale anzuwenden
@efox29 Was genau sind die "Bodenprobleme"? Lärm? Welche Art (60 Hz Brummen?) kommt der Rauch raus? Was sind Ihre Mindestleistungsanforderungen?
Nun, als Beispiel, wenn ich eine Masseverbindung unterbrechen würde, würde ich erwarten, dass dieses bestimmte Signal stirbt oder unberechenbar wird. Das ist nicht der Fall. Das Signal ist immer noch da und gut. Da alle Signale, die wir an ihn weiterleiten, denselben Boden teilen, findet das Signal einen alternativen Weg (was nicht passieren sollte). Macht sowas Sinn?

Antworten (4)

Ich kann zwei Lösungen vorschlagen. Wenn die Isolierung weniger als perfekt sein kann, was bedeutet, dass viele Megaohm im Massepfad vorhanden sind, verwenden Sie einen Operationsverstärker im Differenzmodus für die DC-Signaleingangsseite und treiben Sie die Blackbox mit der Masse und dem Ausgang des Differenzverstärkers an.

Für eine vollständige Isolierung können Sie optisch ähnlich wie digital verwenden. Die Helligkeit des Lichts (LED) wird von einem Operationsverstärker mit einem optischen Detektor in der Rückkopplung gesteuert. Die gleiche Art von Detektor wird auf der isolierten Seite verwendet und eine einfache Kalibrierung kann die zwei Detektoren korrelieren. Siehe Abbildung 3 hier http://www.digikey.com/en/articles/techzone/2012/dec/linear-optical-isolation-for-safe-sensor-operation und dies sind die High-End-Geräte http://www. ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=sbos129

Transformatoren kommen natürlich auch noch zum Einsatz. http://www.analog.com/static/importedfiles/tutorials/MT-071.pdf

Es gibt „analoge“ Optokoppler (z. B. IL300 von Vishay), mit denen analoge Signale mit hoher Linearität optogekoppelt werden können.

Statt nur einer Fotodiode enthalten sie zwei . Einer wird für den isolierten Ausgang und einer für eine Rückkopplungsschleife verwendet, um eine lineare Reaktion sicherzustellen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Analog Devices und Texas Instruments (und wahrscheinlich auch andere) stellen Trennverstärker speziell für diese Art von Anwendung her. TI ISO 122 und ISO 124 sind ein paar Möglichkeiten.

Die herkömmliche Methode besteht darin, Ihr sich langsam bewegendes DC-Signal in eine Frequenz umzuwandeln - dies ist immer noch dieselbe Frequenz, egal welches Isolationssystem Sie verwenden, und die Rückwandlung von einer Frequenz in DC ist ebenfalls relativ einfach, dh es gibt Chips, die dies tun dies wie der VFC32

Die Frage ist, wie viel Genauigkeit brauchen Sie?

Was ist ein geeigneter Weg, um ein DC-Signal zu isolieren?
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