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光隔離探頭的電氣隔離原理的核心結(jié)構(gòu)

更新時(shí)間:2025-04-27      點(diǎn)擊次數(shù):435
  光隔離探頭的電氣隔離原理的核心結(jié)構(gòu):
 
  光隔離探頭通常由輸入端(傳感器模塊)、光纖傳輸鏈路、輸出端(信號(hào)處理模塊)三部分構(gòu)成,形成“電-光-電”的轉(zhuǎn)換鏈路:
 
  輸入端(傳感器模塊)
 
  功能:將待測的電信號(hào)(如電壓、電流)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。
 
  實(shí)現(xiàn)方式:
 
  電光轉(zhuǎn)換器:通過高速光電器件(如LED、激光二極管)將電信號(hào)調(diào)制為光脈沖。例如,采用高帶寬LED或垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL),將差分電壓信號(hào)編碼為光強(qiáng)變化。
 
  差分輸入設(shè)計(jì):支持雙端輸入(如±2500V差分電壓),通過高共模抑制比(CMRR)電路(如運(yùn)算放大器+光耦隔離)抑制共模干擾。
 
  光纖傳輸鏈路
 
  功能:作為隔離介質(zhì),切斷輸入/輸出端的電氣連接。
 
  實(shí)現(xiàn)方式:
 
  單模/多模光纖:根據(jù)帶寬需求選擇(單模光纖帶寬更高,適用于GHz級(jí)信號(hào);多模光纖成本更低,適用于MHz級(jí)信號(hào))。
 
  雙光纖冗余設(shè)計(jì):部分探頭采用兩根光纖分別傳輸信號(hào)與同步時(shí)鐘,提升抗干擾能力。
 
  輸出端(信號(hào)處理模塊)
 
  功能:將光信號(hào)還原為電信號(hào),并適配示波器等測量設(shè)備。
 
  實(shí)現(xiàn)方式:
 
  光電探測器:如PIN光電二極管或雪崩光電二極管(APD),將光脈沖轉(zhuǎn)換為電流/電壓信號(hào)。
 
  信號(hào)調(diào)理電路:包括跨阻放大器(TIA)、低通濾波器等,恢復(fù)原始信號(hào)的幅值與相位。
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