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陜西航晶微電子有限公司

                    

                

            

        

    



 

    





    

    

    


        
            

                

    

    
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2021-10



    

    
2021-10-29

    

        
    HJ5B40隔離放大器
        


        
    　　在現(xiàn)代電子測(cè)量中，工程師往往需要從一個(gè)極端復(fù)雜的電磁環(huán)境（例如通過大電流時(shí)的線纜產(chǎn)生的磁場(chǎng)）中高可靠、高保真地采集某一個(gè)物理量，比如電流、電壓和它們的變化情況。而被測(cè)量的物理量通常很小，而且常伴隨著較大的干擾。例如很高的共模電壓（CMV）、很強(qiáng)的電磁干擾（EMI），以及快速瞬變干擾（dV/dt或dI/dt）。這些干擾問題若得不到有效的處理，就會(huì)使采集的物理量精度下降，甚至?xí)?duì)系統(tǒng)的可靠性、安全性造成很大隱患。

　　可以用以下干擾剖析圖來(lái)描述：

　　干擾剖析圖



　　要想解決以上問題，工程師們理所應(yīng)當(dāng)?shù)剡x擇隔離放大調(diào)理回路。這個(gè)回路必須具備良好的電磁兼容（EMC）性能、抗高共模電壓（CMV）擊穿性能以及共模瞬變免疫（CMTI）性能，否則就是一個(gè)不完善的處理。

　　EMC：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。包括電磁干擾（EMI）（電子元件對(duì)外界的干擾）和電磁耐受性（EMS）（電磁波與電子元件作用）兩部分。

　　CMV：每一導(dǎo)體和所規(guī)定的參照點(diǎn)之間出現(xiàn)的相量電壓的平均值。

　　CMTI：瞬態(tài)穿過隔離層以破壞驅(qū)動(dòng)器輸出狀態(tài)所需的最低上升或下降dV/dt。

　　隔離放大調(diào)理回路的設(shè)計(jì)理念及組成不盡相同。對(duì)上述三要素的處理也各有側(cè)重，因此就造成了產(chǎn)品的適應(yīng)性受限。航晶微電子在充分認(rèn)識(shí)隔離放大器應(yīng)用背景的前提下，參照國(guó)外較為成熟的設(shè)計(jì)理念，依靠團(tuán)隊(duì)在電源變換、調(diào)制解調(diào)、模擬PID等方面的工程經(jīng)驗(yàn)，將微電子隔離技術(shù)進(jìn)一步融會(huì)貫通，成功研制出了仿進(jìn)口5B40的隔離放大器模組HJ5B40。其管腳完全兼容國(guó)外同類產(chǎn)品；體積為國(guó)外同類產(chǎn)品的二分之一；隔離耐壓為3800V，高于國(guó)外同類產(chǎn)品；CMTI參數(shù)也優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品。

HJ5B40隔離放大器

　 1、 概述

　　HJ5B40隔離放大器是一種通過斷開接地環(huán)路將供電電路、輸入電路和輸出電路隔離開的具有特殊用處的運(yùn)算放大器。該產(chǎn)品是為了在復(fù)雜電磁環(huán)境下隔離、放大微弱信號(hào)而設(shè)計(jì)，可在復(fù)雜電磁環(huán)境下高可靠、高保真地將-100mV～+100mV的信號(hào)，隔離放大調(diào)理成-5V～+5V輸出。環(huán)路增益由內(nèi)部精密電阻器設(shè)定為50倍（可根據(jù)客戶要求定制環(huán)路增益）。后續(xù)還可根據(jù)客戶需要開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。

　　特點(diǎn)：

　　1.電隔離放大被檢測(cè)的微弱信號(hào)

　　2.單數(shù)字5V供電

　　3.三地系統(tǒng)：供電地PGND，信號(hào)地SGND，輸出地OGND

　　4.共模瞬變抑制能力強(qiáng)（CMTI≥50kV/μs）

　　5.隔離電壓（CMV≥3800V）

　　6.具備浪涌吸收、保護(hù)及濾波功能

　　7.10kHz的測(cè)量帶寬

　　8.體積小、重量輕

　　9.可選通輸出



2、? ?隔離放大器原理

　　HJ5B40隔離放大器提供一個(gè)模擬輸入通道，該通道被放大、隔離，并轉(zhuǎn)換為高電平模擬電壓輸出，電壓輸出受邏輯開關(guān)控制，允許模塊共享一個(gè)模擬總線，不需要外接多路復(fù)用器。該模塊的供電電路、輸入電路和輸出電路三端完全隔離，完全隔離意味著在輸入、輸出和電源公共之間不需要任何連接來(lái)正確操作輸出。如果需要輸出，將使能端接電源地即可。輸入端特殊的阻容回路可以正確采樣±100mV的交/直流輸入信號(hào)且不用考慮極性，輸入信號(hào)通過一個(gè)寬帶的前置放大器處理后隔離在屏障磁場(chǎng)的一側(cè)。輸入信號(hào)放大后，通過結(jié)合一個(gè)高頻載波信號(hào)通過隔離，隔離由變壓器耦合，再次使用陜西航晶微電子有限公司專有技術(shù)來(lái)抑制共模尖峰或噪聲波的傳輸，隔離后的信號(hào)通過濾波器將高頻載波信號(hào)濾除，同時(shí)模擬PID的引入會(huì)使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

電原理圖



3、封裝形式及引出端功能



引出端功能如下表1所示





4、相關(guān)應(yīng)用

　　HJ5B40適合于放置在遠(yuǎn)離被測(cè)目標(biāo)處。但若現(xiàn)場(chǎng)電磁環(huán)境較為惡劣時(shí)，建議客戶使用帶屏蔽的雙絞線連接，可將外屏蔽層接PGND。

　　若HJ5B40放置在遠(yuǎn)離采集板時(shí)，為了保證信噪比，建議用戶使用標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流發(fā)送環(huán)，在遠(yuǎn)端完成I/V轉(zhuǎn)換。航晶微電子相關(guān)產(chǎn)品有HJU126B電流環(huán)發(fā)送器、HJU0420三線制高溫精密4-20mA/0-20mA電流環(huán)發(fā)送器。

　　相關(guān)產(chǎn)品

　　HJ278三端隔離放大器

　　HJU126B電流環(huán)發(fā)送器

　　HJU0420三線制高溫精密4-20mA/0-20mA電流環(huán)發(fā)送器

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2021-09



    

    
2021-09-30

    

        
    國(guó)產(chǎn)LVDT信號(hào)調(diào)理電路-HJG598
        


        
    隨著國(guó)際環(huán)境的不確定性和中美摩擦不斷升級(jí)，美國(guó)等針對(duì)中國(guó)集成電路行業(yè)的打壓呈逐步擴(kuò)大化趨勢(shì)，采購(gòu)進(jìn)口集成電路越發(fā)困難，價(jià)格成百倍千倍飛漲，嚴(yán)重影響中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及國(guó)家安全，集成電路產(chǎn)業(yè)走國(guó)產(chǎn)化道路必然是大勢(shì)所趨。鑒于國(guó)家對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)的政策支持力度進(jìn)一步加大，逐步將集成電路產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代，我公司在推出的200余種國(guó)產(chǎn)化集成電路的基礎(chǔ)上，經(jīng)過前期市場(chǎng)調(diào)研、方案論證和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及自身的技術(shù)積累與研究，推出了航晶微電子自產(chǎn)的LVDT信號(hào)調(diào)理電路，可功能替代進(jìn)口AD598。

?

概述

　　HJG598是采用厚膜集成工藝設(shè)計(jì)完成的LVDT信號(hào)調(diào)理電路，包含正旋波振蕩器和功率驅(qū)動(dòng)，用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)原邊LVDT的激磁信號(hào)，同時(shí)HJG598將旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的調(diào)幅波（AM)信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換為直流電壓，輸出可調(diào)節(jié)的和值輸出（A+B)與差值輸出（A-B)，沒有做與AD598一樣在芯片內(nèi)部進(jìn)行比例相除運(yùn)算，方便客戶可以根據(jù)和值輸出（A+B)直接判斷激磁與旋變的電氣連接是否正常，用戶可以在DSP或帶運(yùn)算功能的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算，量化計(jì)算角度。HJG598 LVDT信號(hào)調(diào)理電路非常適合精密工業(yè)位置和計(jì)量應(yīng)用，具有溫漂小、檢測(cè)精度高、可靠性高、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于伺服控制系統(tǒng)、航空航天、電子等領(lǐng)域的角度位置檢測(cè)系統(tǒng)中。綜上所述，HJG598真正意義上實(shí)現(xiàn)了AD598的國(guó)產(chǎn)化替代。國(guó)產(chǎn)HJG598與進(jìn)口AD598特性對(duì)比如表1。



　　電原理圖



　　封裝形式及引出端功能

　　1．封裝形式

　　采用陶瓷雙列直插外殼HD14-02B和HD14-02C陶瓷表貼無(wú)引線外殼封裝，外形尺寸如下圖2:



　　2．引出端功能



　　表2封裝引出端功能表



電特性

?

除非另有說明，VCC=+15V,VEE=-15V,TA=25℃。



典型應(yīng)用圖



注：

1.改變RSCL可以改變EXC的幅度；

2.電容CT1與CT2必須配對(duì)，且必須選用NPO/COG介質(zhì)的電容；

?3.REF端可以對(duì)輸出電壓VA-B的零位進(jìn)行調(diào)節(jié)。
        








            

            

                
        

        
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