在電子設(shè)備和系統(tǒng)中,為了保護(hù)信號(hào)傳輸的可靠性和提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,常常需要使用信號(hào)隔離器。信號(hào)隔離器可以將輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間進(jìn)行電氣隔離,防止干擾和噪聲的影響。根據(jù)其工作原理和組成方式的不同,信號(hào)隔離器可以分為有源和無源兩種類型。
1.有源信號(hào)隔離器
有源信號(hào)隔離器(Active Signal Isolator)是一種利用主動(dòng)電路元件(如運(yùn)算放大器、晶體管等)對(duì)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)進(jìn)行隔離的設(shè)備。有源信號(hào)隔離器通過電源供電來增強(qiáng)信號(hào)的放大和隔離效果,同時(shí)能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行條件調(diào)節(jié)和濾波。
有源信號(hào)隔離器具有以下特點(diǎn):
- 增強(qiáng)信號(hào)隔離效果:借助主動(dòng)電路元件,有源信號(hào)隔離器能夠提供額外的放大和隔離能力,有效增強(qiáng)信號(hào)的隔離效果。
- 調(diào)節(jié)和濾波功能:有源信號(hào)隔離器可以通過主動(dòng)電路元件對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行條件調(diào)節(jié)和濾波,使輸出信號(hào)符合設(shè)定要求。
- 需要電源供電:由于有源信號(hào)隔離器需要主動(dòng)電路元件的工作,因此需要外部電源供電。
2.無源信號(hào)隔離器
無源信號(hào)隔離器(Passive Signal Isolator)是一種利用被動(dòng)電路元件(如變壓器、電阻、電容等)對(duì)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)進(jìn)行隔離的設(shè)備。無源信號(hào)隔離器依靠電路的物理特性,實(shí)現(xiàn)信號(hào)間的隔離和傳輸。
無源信號(hào)隔離器具有以下特點(diǎn):
- 直接耦合隔離:無源信號(hào)隔離器采用被動(dòng)電路元件進(jìn)行隔離,沒有主動(dòng)電路元件的放大作用,實(shí)現(xiàn)直接耦合隔離。
- 無需電源供電:由于無源信號(hào)隔離器不需要主動(dòng)電路元件的工作,因此無需額外的電源供電。
- 信號(hào)傳輸損耗較大:相比有源信號(hào)隔離器,無源信號(hào)隔離器在信號(hào)傳輸過程中可能存在一定的損耗和衰減。
3.有源信號(hào)隔離器和無源信號(hào)隔離器的區(qū)別與應(yīng)用場(chǎng)景
3.1 區(qū)別
有源信號(hào)隔離器和無源信號(hào)隔離器在以下方面存在區(qū)別:
- 工作原理:有源信號(hào)隔離器通過主動(dòng)電路元件進(jìn)行信號(hào)放大和隔離;而無源信號(hào)隔離器則利用被動(dòng)電路元件實(shí)現(xiàn)直接耦合隔離。
- 功能特性:有源信號(hào)隔離器具備調(diào)節(jié)和濾波功能,能夠增強(qiáng)信號(hào)隔離效果;而無源信號(hào)隔離器則沒有這些功能。
- 電源需求:有源信號(hào)隔離器需要外部電源供電,而無源信號(hào)隔離器不需要額外的電源供電。
3.2 應(yīng)用場(chǎng)景
有源信號(hào)隔離器適用于以下場(chǎng)景:
- 高精度信號(hào)傳輸:由于有源信號(hào)隔離器具有增強(qiáng)信號(hào)隔離和調(diào)節(jié)功能,它經(jīng)常被用于要求高精度和穩(wěn)定性的信號(hào)傳輸,如工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的傳感器信號(hào)隔離。
- 長(zhǎng)距離傳輸:有源信號(hào)隔離器可以通過放大輸入信號(hào)來補(bǔ)償傳輸過程中的信號(hào)衰減,因此在需要長(zhǎng)距離傳輸時(shí)常被采用。
無源信號(hào)隔離器適用于以下場(chǎng)景:
- 簡(jiǎn)單低成本應(yīng)用:由于無源信號(hào)隔離器使用被動(dòng)電路元件,無需外部電源,因此適用于一些簡(jiǎn)單的低成本應(yīng)用,如低頻信號(hào)隔離、嵌入式系統(tǒng)等。
- 噪聲和干擾較少的環(huán)境:無源信號(hào)隔離器在傳輸過程中會(huì)有一定的信號(hào)損耗和衰減,所以在噪聲和干擾較少的環(huán)境下使用效果更好,如實(shí)驗(yàn)室測(cè)試等。