信号隔离
模拟信号的隔离很头疼，有时需要隔离。大部分基于以下需要:
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1.隔离干扰源；
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2.分隔高压。
隔离数字信号的方法有很多，但隔离模拟信号的方法并不像预期的那么多。关键是隔离的成本远高于预期的成本。特别是在需要准确测量的情况下，模拟信号的隔离成本更高，更难以想象。我从事这个系统开发多年，并对我所知道的隔离方法做了一个小的总结：
数字隔离方法：
数字隔离方法一般实现单向数字信号的隔离。对于双向数字信号，需要两个隔离单元来实现，体积非常惊人；很难减少体积。 与速度相比，成本非常高，。一般Ps像2501这样的光耦隔离度00V/RMS以上。
但如果隔离数字信号的频率是，用Ps2501这样的光耦不好，要换高速数字光耦，价格成本也上去了，不划算。所以可以用。磁隔离芯片每个通道最便宜的价格是$0.7.人民币只有4元。~5元，选6元N137、6N136这样的高速光耦，没有性价比，浪费了很多PCB空间用于隔离。成本在4元左右甚至更高，主要取决于你的6元N137的采购量。 但ADuM该系列磁隔离芯片的尺寸要小得多，价格也很有优势。，这是一个令人头疼的问题。如果只是隔离干扰源，自然没问题。如果隔离高电压，应仔细考虑设计。
自己用隔离变压器来隔离的办法，一般人是用不到的，因为完全没有经济效益。它只有一点好处，，一般只有变频器、逆变器等IGBT驱动器需要隔离5000多个电压V；才使用。因为一般的芯片和光耦都实现不了了。
隔离模拟信号：
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1.线性光耦；
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- 隔离放大器；
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3.频压转换和压压转换 数字隔离；
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4.飞电容；
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5.采用DA/AD 数字隔离法实现模拟信号采样恢复，进而实现隔离法；
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6.普通光耦实现的线性隔离。
隔离过的朋友都知道。就像以前一样TIL300，但似乎已经不生产了。。线性隔离作为一般模拟信号，是不错的选择。(我不上传图片)，一般来说，。也只是。IL300元的价格在10元左右。如果你想获得更好的温度特性，你需要两个更好的交付方式，所以整个隔离的成本是每条路：。线性不理想，0.1%的精度很难保证；但手册上写着可以达到0.01%的伺服精度。实际上，因为温度的影响，线性度在 /-0.5%，所以隔离线性度较高的童鞋不能选择这种方法。但大多数场合都可以；
这是一个终极的宝贝，有很多厂家，中国小工厂生产这种东西。，比较上档次的是Ti和ADI隔离放大器，这些东西的成本很高。Ti世界上最低价格的隔离放大器之一， 。如果隔离放大器性能稳定，线性好，大部分都能达到或远远超过0.1%，都能达到0.01%；但价格至少是40RMB/Ch，ADI更离谱，大概40左右。dollar/Ch，对于做一般工业产品的厂家来说，真的是望而却步。
第三种方法与第五种方法相似，，因此，这也意味着这种电路非常复杂。但就隔离效果而言，应该是一种合理的隔离方式。。，因此，该设备不适合转换低带宽信号；压频和频压转换不需要单片机的参与，电路更简单，可靠性更高。如果使用AD/DA转换恢复需要单片机或FPGA从开发的角度来看，控制电路的参与需要更多的精力。与频压转换方法相比，更罗嗦，恢复信号带宽和AD/DA与带宽有关。，主要是隔离的线性能有很好的保证。
我没试过飞电容，但飞电容也是一种特殊的隔离方案。与其它隔离方案相比，一是不需要隔离电源；二是电路简单。飞行电容器是以模拟信号为源充电合适的电容器。充电后，将飞行电容器切换到测量电路的一侧，并完全断开向飞行电容器充电的电路。测量电路的电容放电。测量电路测量电容的电压。即实现电压信号的隔离。。最好使用继电器，但普通继电器的使用寿命有限，这种游戏必须报废。使用湿弹簧继电器；湿弹簧继电器不应该便宜，我没有尝试过，但理论上是完全可行的。。
普通的光耦只使用特殊的想法，用另一个光耦作为第一个光耦的反馈和补偿，如下图所示。
在这种方法中，隔离一般信号是可以的。事实上，大规模应用很难保证一致性和稳定性。只适用于线性要求很低的场合。在所有模拟信号隔离方案中，成本应该是最低的，可以达到5元/ch以下。
电源隔离
在为嵌入式系统设计电源电路或选择成品电源模块时，需要考虑的重要问题之一是使用隔离或非隔离电源方案。在讨论之前，我们首先了解了隔离和非隔离的概念以及两者的主要特征。
电源隔离和非隔离的概念
电源隔离与非隔离，主要针对开关电源，业内比较常见的观点是：
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1、隔离电源：输入电路与输出电路之间无直接电气连接，输入输出之间无高阻绝缘，无电流电路。
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2.非隔离电源:输入输出之间有直接的电流回路，如输入输出之间有共同的地方。
如图所示，隔离电源示意图。
隔离电源与非隔离电源的优缺点
从上述概念可以看出，非隔离电源主要包括：Buck、Boost、Buck-Boost等; 隔离电源主要包括各种反激、正激、半桥、LLC等拓扑。
结合常用的隔离和非隔离电源，我们可以直观地了解其优缺点，。
使用隔离或非隔离电源，需要了解实际项目对电源的需求，但在此之前，可以了解隔离和非隔离电源的主要区别：
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隔离模块可靠性高，但成本高，效率差。
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非隔离模块结构简单，成本低，效率高，安全性能差。
因此，建议在以下场合使用隔离电源：/p>
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1、涉及可能触电的场合，如从电网取电，转成低压直流的场合，需用隔离的AC-DC电源；
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2、串行通信总线通过RS-232、RS-485和控制器局域网(CAN)等物理网络传送数据，这些相互连接的系统每个都配备有自己的电源，而且各系统之间往往间隔较远，因此，我们通常需要隔离电源进行电气隔离来确保系统的物理安全，且通过隔离切断接地回路，来保护系统免受瞬态高电压冲击，同时减少信号失真；
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3、对外的I/O端口，为保证系统的可靠运行，也建议对I/O端口做电源隔离。
隔离与非隔离电源的应用场合
通过了解隔离与非隔离电源的优缺点可知，它们各有优势，对于一些常用的嵌入式供电选择，我们已可做成准确的判断：
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1、 系统前级的电源，为提高抗干扰性能，保证可靠性，一般用隔离电源。
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2、 电路板内的IC或部分电路供电，从性价比和体积出发，优先选用非隔离的方案。
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3、 对安全有要求的场合，如需接市电的AC-DC，或医疗用的电源，为保证人身的安全，必须用隔离电源，有些场合还必须用加强隔离的电源。
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4、 。
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5、 对于采用电池供电，对续航力要求严苛的场合，采用非隔离供电。
抗电强度
电源的隔离耐压在GB-4943国标中又叫抗电强度，这个GB-4943标准就是我们常说的信息类设备的安全标准，就是为了防止人员受到物理和电气伤害的国家标准，其中包括避免人受到电击伤害、物理伤害、爆炸等伤害。如下图为隔离电源结构图。
隔离电源结构图
作为模块电源的重要指标，标准中也规定了隔离耐压相关测试方法，简单的测试时一般采用等电位连接测试，连接示意图如下：
隔离耐压测试示意图
测试方法：
将耐压计的电压设为规定的耐压值，电流设为规定的漏电流值，时间设为规定的测试时间值；
操作耐压计开始测试，开始加压，在规定的测试时间内，模块应无击穿，无飞弧现象。
注意在测试时焊接电源模块要选取合适的温度，避免反复焊接，损坏电源模块。
那么隔离电源与非隔离电源比较有什么的优缺点呢?
隔离电源与非隔离电源优缺点
通过了解隔离与非隔离电源的优缺点可知，它们各有优势，对于一些常用的嵌入式供电选择，我们可遵循以下判断条件：
对安全有要求的场合，如需接市电的AC-DC，或医疗用的电源，为保证人身的安全，必须用隔离电源，有些场合还必须用加强隔离的电源。
一般场合使用对模块电源隔离电压要求不是很高，但是更高的隔离电压可以保证模块电源具有更小的漏电流，更高的安全性和可靠性，并且EMC特性也更好一些，因此目前业界普遍的隔离电压水平为1500VDC以上。
本文转自-------硬件十万个为什么