Penguat Isolasi : Prinsip Kerja Dan Aplikasi

Sebuah penguat isolasi atau unity gain amplifier menawarkan isolasi dari satu fraksi rangkaian ke fraksi lain. Jadi, daya tidak sanggup ditarik, digunakan, dan terbuang dalam rangkaian. Fungsi utama penguat (amplifier) ini yakni untuk mengembangkan sinyal.

Sinyal input yang serupa dari Op-amp (penguat operasional) dikeluarkan persis dari Op-amp selaku sinyal output. Penguat ini dipakai untuk memamerkan battier keselamatan listrik serta isolasi. Penguat ini melindungi pasien dari arus yang keluar.

Mereka memecahkan kontinuitas ohmik sinyal listrik antara input & output dan catu daya terisolasi sanggup ditawarkan untuk input dan output. Jadi, sinyal tingkat rendah sanggup diperkuat.

Apa itu Penguat Isolasi?

Penguat isolasi sanggup didefinisikan sebagai, penguat yang tidak mempunyai kontak konduktif antara penggalan input dan output. Akibatnya, penguat ini memamerkan isolasi ohmik di antara terminal input daya & output daya dari penguat.

Isolasi ini mesti mempunyai lebih minim kebocoran serta sejumlah besar tegangan gangguan dielektrik. Nilai-nilai Resistor dan Kapasitor khas penguat di antara terminal input & output yakni resistor mesti mempunyai 10 Tera Ohm dan kapasitor mesti mempunyai 10 picofarad.

Sebuah penguat isolasi atau unity gain amplifier menawarkan isolasi dari satu fraksi rang Penguat Isolasi : Prinsip Kerja dan Aplikasi

Penguat isolasi sering dipakai di saat ada perbedaan tegangan mode-umum yang sungguh besar antara segi input & output. Dalam penguat ini, rangkaian ohmik tidak ada dari input ground ke output ground.

Metode Desain Penguat Isolasi

Ada tiga jenis metode rancangan yang dipakai dalam penguat isolasi yang meliputi berikut ini.
  • Isolasi Transformator
  • Isolasi Optik
  • Isolasi Kapasitif

Isolasi Transformator

Jenis isolasi ini menggunakan dua sinyal menyerupai PWM (modulasi lebar pulsa) atau frekuensi yang dimodulasi. Secara internal, penguat ini meliputi 20 KHz Penyearah, Filter, dan Transformator untuk memamerkan supply ke setiap tahap yang terisolasi.
  • Penyearah dipakai selaku input ke Op-amp utama.
  • Transformator menautkan persediaan (supply).
  • Osilator dipakai selaku input ke Op-amp sekunder.
  • LPF (low pass filter) dipakai untuk melepaskan unsur frekuensi lain.
Kelebihan isolasi transformator khususnya meliputi CMRR tinggi, linieritas, dan akurasi. Aplikasi isolasi transformator khususnya meliputi medis, nuklir, dan industri.

Isolasi Optik

Dalam isolasi ini, sinyal l sanggup diubah dari sinyal biologis ke sinyal cahaya dengan LED untuk proses lebih lanjut. Dalam hal ini, rangkaian pasien yakni rangkaian input sedangkan rangkaian output sanggup dibikin oleh photo transistor. Rangkaian ini dioperasikan dengan baterai. Rangkaian input daya merubah sinyal menjadi cahaya dan juga rangkaian output daya merubah cahaya kembali ke sinyal.

Kelebihan isolasi optik khususnya meliputi;
  • Dengan menggunakan ini kita sanggup mendapatkan amplitudo dan frekuensi asli.
  • Menghubungkan secara optik tanpa perlu modulator atau demodulator.
  • Ini mengembangkan keselamatan pasien.
Aplikasi isolasi transformator khususnya meliputi kendali proses dalam industri, akuisisi data, pengukuran biomedis, pemantauan pasien, komponen antarmuka, perlengkapan uji, pengendalian SCR , dll.

Isolasi Kapasitif

  • Ini menggunakan modulasi frekuensi dan pengkodean digital tegangan input.
  • Tegangan input sanggup diubah menjadi muatan relatif di atas kapasitor yang diaktifkan.
  • Ini tergolong rangkaian menyerupai modulator serta demodulator.
  • Sinyal dikirim lewat penghalang kapasitif diferensial.
  • Untuk kedua belah pihak, diberikan secara terpisah.
Kelebihan dari isolasi kapasitif khususnya meliputi;
  • Isolasi ini sanggup dipakai untuk menetralisir bunyi riak
  • Ini dipakai untuk tata cara analog
  • Ini tergolong linearitas dan stabilitas gain tinggi.
  • Ini memamerkan kekebalan tinggi kepada bunyi magnetik
  • Dengan menggunakan ini, kegaduhan sanggup dihindari.
Aplikasi isolasi kapasitif khususnya meliputi akuisisi data, komponen antarmuka, pemantauan pasien, EEG, dan EKG.

Fitur Penguat Isolasi

Fitur utama dari penguat isolasi khususnya meliputi yang berikut.
  • Sumber tegangan
  • Supply arus
  • Suhu Operasional
Supply tegangan penguat khususnya mengacu pada kisaran sumber tegangan. Supply arus yakni jumlah arus yang diambil dari sumber catu daya lantaran dihubungkan dengan penguat. Suhu operasi penguat yakni nilai khusus suhu sekitar.

Penguat isolasi ini menggunakan metode yang berlainan untuk meminimalkan distorsi & non-linearitas sinyal besar menyerupai menggunakan LOC (linear optocoupler ) untuk mengembangkan linearitas penguat pada rentang sinyal yang tepat. LOC ini meliputi LED input yang terhubung ke 2 - photodioda. Photodioda ini mengumpankan rangkaian input dan output.

Ketika merancang penguat isolasi ini yakni kiprah utama untuk meminimalkan penyimpangan sinyal dan penguat isolasi sering memanas selama bekerja, maka supply arus dengan rangkaian akan berkurang.

Penguat isolasi ini lazimnya dievaluasi menurut ukuran, kinerja, dan ongkos dengan keperluan teknis stabilitas, linieritas dan respon frekuensi tinggi dari sinyal. Perhatian utama di saat merancang penguat isolasi ini tergolong tegangan tembus dan mengorganisir kebocoran.

Bagaimana Cara Mencapai Isolasi?

Ketika impedansi input Op-amp sungguh tinggi maka isolasi sanggup terjadi. Karena rangkaian ini tergolong impedansi input yang tinggi, maka arus menit sanggup diambil dari rangkaian penguat. Menurut aturan Ohm, di saat resistansi tinggi, maka arus akan ditarik lebih minim dari catu daya.

Sebuah penguat isolasi atau unity gain amplifier menawarkan isolasi dari satu fraksi rang Penguat Isolasi : Prinsip Kerja dan Aplikasi

Oleh lantaran itu, Op-amp tidak memukau arus yang signifikan dari sumber listrik. Makara dalam prakteknya, tidak ada arus yang mau ditarik serta ditransfer dari satu penggalan ke penggalan lain dari rangkaian. Oleh lantaran itu, penguat ini berfungsi selaku perangkat isolasi.

Ketika impedansi input Op-amp rendah maka ia memukau sejumlah besar arus. Hukum Ohm menyatakan bahwa, kalau impedansi beban kurang mempunyai resistansi, maka ia memukau arus besar oleh sumber daya sehingga gangguan tinggi sanggup disebabkan, dan ini sungguh bertentangan dengan isolasi. Di sini, penguat isolasi melakukan pekerjaan menyerupai penyangga dan mereka tidak memperkuat sinyal walaupun menawarkan untuk mengisolasi divisi rangkaian.

Aplikasi Penguat Isolasi

Penguat isolasi ini lazimnya dipakai dalam aplikasi menyerupai pengkondisian sinyal. Ini sanggup menggunakan aneka macam penguat bipolar, CMOS, & penguat bipolar komplementer yang meliputi penguat, isolasi, penguat instrumentasi.

Karena beberapa perangkat melakukan pekerjaan dengan menggunakan sumber daya rendah, maka baterai. Memilih penguat isolasi untuk aplikasi yang berlainan khususnya tergantung pada karakteristik tegangan supply penguat.

Jadi, ini semua wacana penguat Isolasi yang sanggup dipakai untuk mengisolasi sinyal menyerupai input & output secara elektrik dengan kopling induktif. Penguat isolasi ini melindungi unsur listrik dan elektronik dari tegangan lebih pada aplikasi yang berlainan menggunakan banyak saluran.