一种具有隔离功能的线性检测电路

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反之，当输入电压Ui降低时，运放输出端电压降低，通过发光二极管的电流I1也随之减小，与上类似，输出电压UO=R2I2也随输入电压Ui的降低成比例地减小。

光耦的选择对电路的影响非常大，当光耦选择不适当时，k2与k3之间的差别比较大，但若此时k2与k3的变化是随着通过光耦电流的大小变化成比例的，即：k2=αk3，如果α为常量，输出电压与输入电压仍然保持线性关系，检测电路仍然能正常工作。但在一般情况下，α不是常量，导致检测电路的输出与输入电压不是线性关系，输出电压不会随着输入电压的变化而线性变化[2]。此时检测电路就不能正常工作。为了避免这种情况，应尽量选用特性一致的光耦。

4实验结果及其分析

根据所设计的检测电路进行实验，实验时，调节输入电压Ui的大小，并检测与之对应的输出电压UO的大小，实验结果如表1（a）所示。为了进行对比，同时测出没有反馈的光耦的输入与输出电压关系，并列在表1(b)。根据表1中(a)、(b)的数据分别绘出检测电路与单个光耦的传输特性，分别如图3(a)、(b)所示。

表1检测电路与单个光耦的传输特性

（a）检测电路的传输特性			（b）单个光耦的传输特性
输入电压（V）	输出电压（V）	比例（输出/输入）	输入电压（V）	输出电压（V）	比例（输出/输入）
0.621	0.624	1.034	0.038	0.001	0.026
1.053	1.084	1.030	0.092	0.022	0.293
1.976	2.030	1.030	0.227	0.161	0.709
3.051	3.151	1.033	0.455	0.584	1.284
4.010	4.153	1.035	0.701	1.180	1.683
5.182	5.368	1.037	0.864	1.622	1.877
6.019	6.232	1.035	1.113	2.330	2.093
7.030	7.291	1.037	1.420	3.260	2.956
8.138	8.450	1.038	1.620	3.830	2.364
9.260	9.578	1.035	1.830	4.230	2.311
10.33	10.69	1.035	2.001	4.320	2.159
11.37	11.47	1.008	2.140	4.360	2.037

由表1可知，在一定范围内，检测电路的输出电压与输入电压是成正比地变化的。输出与输入电压的比例系数几乎保持不变。表1（a）中最后一行的比例变化比较大，之所以有如此大的变化，是因为此时光耦的输出电流已经达到了饱和值，无论怎样增加输入电流，输出电流都不会有大的改变[3]。图3（a）也能

图2检测电路构成

图3检测电路与单个光耦的输入输出特性

(a)检测电路的传输特性（b）单个光耦的传输特性

很清楚地看出检测电路中输出与输入电压的比例关系是线性的。而表1(b)中的数据则表明单个光耦隔离时输出电压与输入电压之间的关系比较复杂，只有在中间一部分有近似的线性关系。图3（b）也表明了单个光耦的输出输入关系是非线性的。

由图3(a)和表1(a)可知，检测电路的输出可以很好地跟随输入电压的变化，并且实现了输入与输出之间的隔离，精度较高，线性度较好（1％ )， 在 要 求 不 是 很 精 确 的 情 况 下 ， 可 以 选 用 此 检 测 电 路 来 检 测 、 反 馈 主 电 路 的 电 压 、 电 流 信 号 。

5结语

根据目前电子产品市场的变动，本文提出了一种检测电路，此电路具有隔离功能，并且隔离后的输出电压与输入电压成正比。因此这种检测电路可用于检测需要隔离的电压、电流信号。此电路可代替原有的TIL300。实验结果证明该检测电路的可行性。此电路具有结构简单、价格便宜、精度高、线性度好的特点，可广泛用于对精度要求不是很高、需要隔离并检测、反馈电压、电流信号的领域，如电力、化工、通信、冶金等行业。