[发明专利]一种具有霍尔元件的隔离电路及其示波器

权利要求书

1.一种具有霍尔元件的隔离电路，其特征在于，包括：变压器、霍尔元件、恒流源、第一放大器和第二放大器；

输入信号输入所述变压器的初级绕组的输入端；在所述变压器的磁芯上具有一个缺口；

所述霍尔元件，设置于所述缺口内，并与所述变压器磁芯的磁通线相垂直；该霍尔元件，与所述第一放大器的输入端相连，用于感应磁通变化产生反馈低频信号，并将该反馈低频信号输入该第一放大器；

所述恒流源，与所述霍尔元件的控制电极相连，用于为该霍尔元件提供恒定电流；

所述第一放大器，与所述第二放大器的同相输入端相连，用于放大所述反馈低频信号，并将放大后的反馈低频信号传送至第二放大器的同相输入端；

所述第二放大器的反相输入端与所述变压器的次级绕组的输出端相连，接入变压器输出的高频信号；在所述第二放大器的反相输入端和输出端之间跨接有电阻R；所述第二放大器，用于将所述高频信号和放大后的反馈低频信号相加，生成隔离后的输出信号并输出。

2.如权利要求1所述的具有霍尔元件的隔离电路，其特征在于：所述变压器的初级绕组和次级绕组反向缠绕在磁芯上；或，所述变压器的初级绕组和次级绕组组成双绞线缠绕在磁芯上。

3.如权利要求1所述的具有霍尔元件的隔离电路，其特征在于，所述变压器的磁芯缺口处的横截面积小于所述霍尔元件的磁感应面；和/或，

所述磁芯和霍尔元件贴合；和/或，

所述霍尔元件为裸薄片。

4.如权利要求1或2或3所示的具有霍尔元件的隔离电路，其特征在于，还包括缓冲电路；

所述缓冲电路，与所述变压器的初级绕组的输入端相连，用于接入并增强输入信号。

5.如权利要求4所述的具有霍尔元件的隔离电路，其特征在于，所述缓冲电路为全差分放大电路，用于接收差分输入信号。

6.如权利要求1或2或3所述的具有霍尔元件的隔离电路，其特征在于：还包括消磁电路，与所述第二放大器的同相输入端相连，用于产生幅度逐渐变小正负变化的消磁电流输入所述第二放大器，以对所述变压器磁芯进行消磁。

7.如权利要求4所述的具有霍尔元件的隔离电路，其特征在于：还包括消磁电路，与所述第二放大器的同相输入端相连，用于产生幅度逐渐变小正负变化的消磁电流输入所述第二放大器，以对所述变压器磁芯进行消磁。

8.一种具有霍尔元件的隔离电路的示波器，包括：衰减切换模块、输入级缓冲和加法电路、可编程放大器、高速ADC、控制处理模块和D/A转换模块；输入信号依次经衰减切换模块、输入级缓冲和加法电路、可编程放大器、高速ADC传送至控制处理模块；控制处理模块将增益控制信号发送至该可编程放大器；控制处理模块还将偏置信号经D/A转换模块发送至输入级缓冲和加法电路；其特征在于：

在所述可编程放大器和高速ADC之间串接有权利要求1至7中任意一种具有霍尔元件的隔离电路，以实现信号隔离目的；

在所述控制处理模块与可编程放大器之间，以及控制处理模块与D/A转换模块之间，还串接有数字隔离器。

9.如权利要求8所述的具有霍尔元件的隔离电路的示波器，其特征在于：所述可编程放大器的输出为差分信号；在该可编程放大器与所述具有霍尔元件的隔离电路之间，串接有差分转单端电路，以将所述差分信号转换为单端信号。