[发明专利]隔离放大器及其比例受控源和积分受控源与互耦器

说明书

本发明涉及一种隔离放大器及其比例受控源和积分受控源与互耦器，属电路、电子电路、模拟信号处理装置。隔离放大器由两个同样参数的二极管或三极管接收型光电耦合器构成，采用互补对称结构，具有放大直流信号、高隔离性能、交流信号正负对称和快速响应的优良特性；比例受控源和积分受控源由隔离放大器和运放构成，中央核心电路镜像对称，并具有高隔离性能、高线性度和高运算精度及理想受控源的输入和输出特性；互耦器由受控源构成，由于隔离放大器的互补对称结构和受控源的镜像对称结构，互耦器具有优良的性能，能实现多种变换功能。比例受控源和积分受控源与互耦器应用于单相、两相及三相电路，实现丰富的隔离、控制、运算和变换等功能。

技术领域

本发明涉及一种隔离放大器及其比例受控源和积分受控源与互耦器，特别是采用了光电耦合器构建的隔离放大器及其比例受控源和积分受控源与采用受控源构建的互耦器，属电路、电子电路、模拟信号处理装置。

背景技术

随着社会与技术的发展，电路的应用日益普遍，但同时电路也变得日益复杂，从简单的对联电路、串并联变换电路、三岔形三角形变换电路到超级复杂的电路，从单端口电路网络、双端口电路网络到多端口电路网络，从单相电路、两相电路、三相电路到多相电路，从静态电路、稳态电路到暂态电路，从普联电路、耦合电路或传输电路到控制电路，电路正在飞速发展，但同时带来电路分析计算与设计上的巨大困难，电路如何模型化、又如何分析电路、简化电路的表达并降低电路设计的难度、降低电路的复杂度其研究具有重大的意义。

构建电路网络需要用到电路元件和组件，电路常用元件和组件理想电压表或电压讯播器、理想电流表或电流讯播器、电阻元件或电导元件、电抗或电纳、阻抗或导纳的图形符号如图1a、1b、1c、1d、1e所示，其中阻抗或导纳由电阻或电导元件与电抗或电纳构成。电路常用元件和组件理想独立电压源、理想独立电流源、实际电压源、实际电流源、实际电源的图形符号如图2a、2b、2c、2d、2e所示，其中实际电压源的参数采用开路输出电压和电阻或阻抗描述，实际电流源的参数采用短路输出电流和电导或导纳描述，实际电源的参数则采用开路输出电压和短路输出电流描述，实际电源的开路输出电压和短路输出电流可以通过实际电压源或实际电流源参数的计算得到。

由于电路抗干扰和电路构建灵活性的要求，在电路模型和信号变换与运算中需要用到隔离放大器、比例受控源和积分受控源与互耦器。

隔离放大器常见有电流隔离放大器和电压隔离放大器两种，要求输入输出之间电隔离。

受控源有比例受控源和积分受控源两类。

比例受控源，简称受控源，其框架图形符号如图3所示；比例受控源有电压控制电压源、电流控制电流源、电流控制电压源和电压控制电流源四种。

电压控制电压源VCVS的输入输出关系：u_s＝αu_c，图形符号如图4a所示；

电流控制电流源CCCS的输入输出关系：i_s＝βi_c，图形符号如图4b所示；

电流控制电压源CCVS的输入输出关系：u_s＝ri_c，图形符号如图4c所示；

电压控制电流源VCCS的输入输出关系：i_s＝gu_c，图形符号如图4d所示。

积分受控源，简称积分源，框架图形符号如图5所示；积分受控源有电压积分电压源、电流积分电流源、电流积分电压源和电压积分电流源四种。

电压积分电压源VIVS的输入输出关系：图形符号如图6a所示；

电流积分电流源CICS的输入输出关系：图形符号如图6b所示；

电流积分电压源CIVS的输入输出关系：图形符号如图6c所示；