最近買了一個隔離的線性采集電路的圖紙，將其主要電路分享與各位道友，電路采用線性光耦和運算放大器做的隔離采集電路，可以將信號通過運算放大器+線性光耦隔離后傳遞給后級電路。電路圖大致如下：

從上圖可以看到，R6和R8為電流采樣電阻將輸入電流轉化為0.6V~3V電壓信號（因為輸入為4~20mA電流信號），然后電路采用了線性光耦HCNR200加兩顆運算放大器將采樣電阻上的電壓轉化為隔離電壓輸出給MCU的ADC端口采集。下圖是主要的電流路徑：

光耦HCNR200中包含一顆發光二極管，以及兩顆接收二極管，其中一顆接收二極管作為隔離后的接收管，一顆二極管作為隔離前的反饋（這兩顆接收管的參數一致性很好），即發光管發出的光會同時被兩顆接收管接收，下圖截取字HCNR200的數據手冊：

下圖是對電路進行的仿真（為了仿真方便沒有進行電源和地隔離），可以看到輸入為1V輸出也為1V，通過仿真的電流也可以看出剛剛分析的電流流向是正確的：

輸出公式為Vout = K3*Vin*R3/R2，其中K3為光耦內接收二極管光電流一致性系數，例如HCNR200的K3典型值為1，公差±15%。也就是說最終的輸出Vout可能會有15%的公差（還是蠻大的）。另外可以看到HCNR201的K3是更好的，有5%。

如果不想用這種集成型的線性光耦，也可以使用兩顆分立的光耦，將發光管串聯（保證發光二極管電流IF一樣），這樣也可以實現這一電路（不過效果肯定會差一些，除非兩顆光耦的CTR一致性很好），大致電路圖如下：

總結：實用價值不如隔離運放，算是提供一種額外的思路給大家吧。

本文轉載自24c01硬件電子公眾號