线性隔离器制造技术

本发明专利技术公开了一种线性隔离器，涉及信号处理领域。包括：依次连接的振荡电路、耦合传输电路、解调电路和三极管，其中：振荡电路用于将输入的模拟信号或数字信号转换成振荡信号；耦合传输电路用于隔离传输振荡信号；解调电路用于对振荡信号进行解调；三极管的基极与解调电路的输出端连接，发射极接地，集电极作为信号输出端，三极管用于根据解调后的振荡信号得到输出信号。本发明专利技术提供的线性隔离器，实现了对模拟信号或数字信号的隔离传输，该线性隔离器具有输入端口、输出端口、第一接地端和第二接地端共4个端口，能够1：1原位替换线性或非线性四端口光耦合器，实现隔离功能，并且具有芯片体积小、功耗低、性能好和可靠性高的优点。

Linear Isolator

The invention discloses a linear isolator, which relates to the field of signal processing. It includes: oscillating circuit, coupled transmission circuit, demodulating circuit and triode connected in turn, in which oscillating circuit is used to convert input analog or digital signals into oscillating signals; coupled transmission circuit is used to isolate and transmit oscillating signals; demodulating circuit is used to demodulate oscillating signals; the base of triode is connected with the output of demodulating circuit, and the emitter is grounded. The collector is used as the output terminal of the signal, and the triode is used to get the output signal according to the demodulated oscillation signal. The linear isolator provided by the invention realizes the isolation transmission of analog or digital signals. The linear isolator has four ports: input port, output port, first grounding terminal and second grounding terminal. It can replace linear or non-linear four-port optical coupler in situ with 1:1 to realize the isolation function, and has small chip size, low power consumption, good performance and high reliability. Advantages.

【技术实现步骤摘要】
线性隔离器
本专利技术涉及信号处理领域，尤其涉及一种能够兼容四端口光耦合器引脚的线性隔离器。
技术介绍
在军用电子系统、航空航天设备和医疗设备等电子设备中，为了消除信号的噪声，保护器件及使用者免受高压伤害，通常在电子设备中加入隔离器。而光耦合器一直是隔离器的主要选择，但是其存在易老化、功耗高、寿命短等缺点，限制了其使用场景。而使用集成电路工艺制造的隔离器在功耗、性能和可靠性等方面更具有优势，可以用于替换光耦合器。然而目前，用于替换光耦合器的集成电路隔离器只能传输数字信号，无法传输模拟信号，无法实现线性隔离。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够兼容四端口光耦合器引脚的线性隔离器，能够原位替换电子设备中的线性或非线性四端口光耦合器，隔离传输模拟信号或数字信号。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种线性隔离器，包括：依次连接的振荡电路、耦合传输电路、解调电路和三极管，其中：所述振荡电路用于将输入的模拟信号或数字信号转换成振荡信号；所述耦合传输电路用于隔离传输所述振荡信号；所述解调电路用于对所述振荡信号进行解调；所述三极管的基极与所述解调电路的输出端连接，发射极接地，集电极作为信号输出端，所述三极管用于根据解调后的所述振荡信号得到输出信号。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的线性隔离器，通过振荡电路对输入的模拟信号或数字信号进行转换，通过耦合传输电路隔离传输，然后通过解调电路进行解调，通过三极管输出信号，实现了对模拟信号或数字信号的隔离传输，该线性隔离器具有输入端口、输出端口、第一接地端和第二接地端共4个端口，能够1：1原位替换线性或非线性四端口光耦合器，实现隔离功能，并且具有芯片体积小、功耗低、性能好和可靠性高的优点。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种封装管壳，包括：第一芯片和第二芯片，其中：所述第一芯片由上述技术方案所述的振荡电路和耦合传输电路封装而成；所述第二芯片由上述技术方案所述的解调电路和三极管封装而成。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种电子设备，包括如上述技术方案所述的线性隔离器。本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。附图说明图1为本专利技术线性隔离器的实施例提供的结构框架示意图；图2为本专利技术线性隔离器的实施例提供的输入模拟信号时的波形示意图；图3为本专利技术线性隔离器的实施例提供的输入数字信号时的波形示意图；图4为本专利技术线性隔离器的其他实施例提供的电路结构示意图；图5为本专利技术线性隔离器的其他实施例提供的电路结构示意图；图6为本专利技术封装管壳的实施例提供的芯片封装示意图；图7为本专利技术线性隔离器的其他实施例提供的级联变压器结构示意图；图8为本专利技术线性隔离器的其他实施例提供的级联电容结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，为本专利技术线性隔离器的实施例提供的结构框架示意图，该线性隔离器包括：依次连接的振荡电路1、耦合传输电路2、解调电路3和三极管4，其中：振荡电路1用于将输入的模拟信号或数字信号转换成振荡信号；耦合传输电路2用于隔离传输振荡信号；解调电路3用于对振荡信号进行解调；三极管4的基极与解调电路3的输出端连接，发射极接地，集电极作为信号输出端，三极管4用于根据解调后的振荡信号得到输出信号。应理解，该线性隔离器具有4个端口，振荡电路1设置有信号输入端口和第一接地端，三极管4设置有信号输出端口和第二接地端，因此，该线性隔离器可以原位替换现有系统中的四端口光耦合器，与四端口光耦合器的引脚兼容。需要说明的是，振荡电路1可以采用互补交叉耦合结构、LC振荡电路1等实现对输入信号的振荡。耦合传输电路2可以采用变压器耦合传输电路2、电容耦合传输电路2等实现隔离传输振荡信号。其中，变压器耦合传输电路2中的变压器，电容耦合传输电路2中的电容可以采用级联的方式进行分压，从而实现隔离器耐压的需求。如图7所示，给出了一种示例性的级联变压器的结构示意图，图中虚线圈出的变压器构成了级联结构，如图8所示，给出了一种示例性的级联电容的结构示意图，图中虚线圈出的电容构成了级联结构。解调电路3可以采用全桥整流电路、RC滤波电路等实现信号解调功能。如图2、图3所示，分别为传输模拟信号和数字信号时的波形示意图，下面结合图2和图3对该线性隔离器的工作原理进行说明。如图2所示，当输入模拟信号时，振荡电路1将输入的模拟信号转换成较高频率的振荡信号，振荡信号的幅值随着模拟信号的幅值的增加而增加，通过耦合传输电路2将振荡信号隔离传输到解调电路3，解调电路3对接收到的振荡信号进行解调，产生与输入的模拟信号的幅值成比例关系的解调信号，三极管4的基极被解调信号驱动，使三极管4工作在放大区，此时，三极管4的集电极输出的电流为输出信号，输出信号与输入信号呈线性关系。如图3所示，当输入数字信号的高电平信号时，振荡电路1将输入的数字信号的高电平信号转换成较高频率的振荡信号，通过耦合传输电路2将振荡信号隔离传输到解调电路3，解调电路3对接收到的振荡信号进行解调，产生与输入的数字信号的频率相同的解调信号，三极管4的基极被解调信号驱动，使三极管4工作在饱和区，集电极输出低电平信号；当输入数字信号的低电平信号时，振荡电路1不工作，三极管4工作在截止区，集电极输出高电平信号。本实施例提供的线性隔离器，通过振荡电路1对输入的模拟信号或数字信号进行转换，通过耦合传输电路2隔离传输，然后通过解调电路3进行解调，通过三极管4输出信号，实现了对模拟信号或数字信号的隔离传输，当输入模拟信号时，三极管4工作在放大区，输出信号与输入信号呈线性关系；当输入数字信号时，三极晶体管工作在截止区(输入低电平)和饱和区(输入高电平)，输出信号与输入信号相位相反。该线性隔离器具有输入端口、输出端口、第一接地端和第二接地端共4个端口，能够1：1原位替换线性或非线性四端口光耦合器，实现隔离功能，并且具有芯片体积小、功耗低、性能好和可靠性高的优点。需要说明的是，本专利技术中，耦合传输电路2可以采用变压器耦合传输电路2或电容耦合传输电路2实现隔离传输振荡信号，下面在上述实施例的基础上，分别进行进一步说明。如图4所示，为当本专利技术提供的线性隔离器采用变压器耦合传输电路2时，一种示例性的电路结构示意图。振荡电路1可以包括：第一PMOS管11、第二PMOS管12、第一电容13、第一NMOS管14和第二NMOS管15，其中：第一PMOS管11的源极和第二PMOS管12的源极连接，作为信号输入端，第一PMOS管11的漏极分别与第二PMOS管12的栅极、第一电容13的一端、第一NMOS管14的漏极、第二NMOS管15的栅极和耦合传输电路2连接，第一PMOS管11的栅极分别与第二PMOS管12的漏极、第一电容13的另一端、第一NMOS管14的栅极、第二NMOS管15漏极和耦合传输电路2连接；第一NMOS管14的源极和第二NMOS管15的源极连接，作为第一接地端。应理解，振荡电路1为了实现振荡的作用，还应该包括变压器21的初级线圈，以实现LC振荡，本领域技术人员可以根据实际需求将变压器的初级线圈划分为振荡电路1的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性隔离器，其特征在于，包括：依次连接的振荡电路(1)、耦合传输电路(2)、解调电路(3)和三极管(4)，其中：所述振荡电路(1)用于将输入的模拟信号或数字信号转换成振荡信号；所述耦合传输电路(2)用于隔离传输所述振荡信号；所述解调电路(3)用于对所述振荡信号进行解调；所述三极管(4)的基极与所述解调电路(3)的输出端连接，发射极接地，集电极作为信号输出端，所述三极管(4)用于根据解调后的所述振荡信号得到输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种线性隔离器，其特征在于，包括：依次连接的振荡电路(1)、耦合传输电路(2)、解调电路(3)和三极管(4)，其中：所述振荡电路(1)用于将输入的模拟信号或数字信号转换成振荡信号；所述耦合传输电路(2)用于隔离传输所述振荡信号；所述解调电路(3)用于对所述振荡信号进行解调；所述三极管(4)的基极与所述解调电路(3)的输出端连接，发射极接地，集电极作为信号输出端，所述三极管(4)用于根据解调后的所述振荡信号得到输出信号。2.根据权利要求1所述的线性隔离器，其特征在于，所述振荡电路(1)包括：第一PMOS管(11)、第二PMOS管(12)、第一电容(13)、第一NMOS管(14)和第二NMOS管(15)，其中：所述第一PMOS管(11)的源极和所述第二PMOS管(12)的源极连接，作为信号输入端，所述第一PMOS管(11)的漏极分别与所述第二PMOS管(12)的栅极、所述第一电容(13)的一端、所述第一NMOS管(14)的漏极、所述第二NMOS管(15)的栅极和所述耦合传输电路(2)连接，所述第一PMOS管(11)的栅极分别与所述第二PMOS管(12)的漏极、所述第一电容(13)的另一端、所述第一NMOS管(14)的栅极、所述第二NMOS管(15)漏极和所述耦合传输电路(2)连接；所述第一NMOS管(14)的源极和所述第二NMOS管(15)的源极连接，作为第一接地端。3.根据权利要求2所述的线性隔离器，其特征在于，所述耦合传输电路(2)包括：变压器(21)，所述变压器(21)的初级线圈与所述振荡电路(1)连接，次级线圈与所述解调电路(3)连接。4.根据权利要求1所述的线性隔离器，其特征在于，所述振荡电路(1)包括：第一PMOS管(11)、第二PMOS管(12)、第一电容(13)、电感(16)、第一NMOS管(14)和第二NMOS管(15)，其中：所述第一PMOS管(11)的源极和所述第二PMOS管(12)的源极连接，作为信号输入端，所述第一PMOS管(11)的漏极分别与所述第二PMOS管(12)的栅极、所述第一电容(13)的一端、所述第一NMOS管(14)的漏极、所述第二NMOS管(15)的栅极和所述电感(16)的一端连接，所述第一PMOS管(11)的栅极分别与所述第二PMOS管(12)的漏极、所述第一电容(13)的另一端、所述第一NMOS管(14)的栅极、所述第二NMOS管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵婷，马春宇，李金良，刘姗姗，
申请(专利权)人：北京中科格励微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11