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基于STM32的多功能模拟量输入输出系统设计夏好广【摘要】为满足列车网络中信号采集及控制的需求,设计了一种基于STM32微控制器的多通道、多功能的模拟量输入输出系统,其中输入通道可采集电流或电压信号,并由STM32微控制器控制高精度采样芯片AD7606对模拟输入信号进行转换.另外,模拟输出信号通过STM32微控制器控制精密电压/电流输出驱动器AD5750输出.每个输出通道可通过编程实现-10 V至+10 V的电压连续输出或-20 mA至+20 mA的电流连续输出.该系统还集成了INTERBUS模块,可通过INTERBUS总线进行远程通信.实验结果表明,该系统具有精度高、体积小的优点,有广阔的应用前景.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2018(038)001【总页数】4页(P19-22)【关键词】STM32;输入输出;电压源;电流源【作者】夏好广【作者单位】中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U266.2现代化高速动车组普遍采用列车网络控制管理系统对车辆进行检测、控制和诊断，其中，网络系统中经常会用到模拟量输入输出模块，如一些温度传感器需要模拟输入模块来采集电压信号或电流信号。
然而，对车辆侧的一些控制则需要模拟输出模块来实现，即通过将中央控制器或司机室指令转换为模拟信号来对一些传感器进行控制。
模拟信号可以是电压信号也可以是电流信号，其中，电压信号一般应用于短距离传输，电流信号用于远距离传输(常用4～20 mA的电流环[1-2])。
目前，大多数模块或系统只针对某一种信号类型进行了设计，而现场设备往往具有多种需求，特别需要通用性更强的模拟量模块。
针对模拟量模块多功能化的需求，设计了一种基于STM32的便携式、多功能模拟量模块。
该模块可提供两通道输入信号采集(电流电压模式可切换)，四通道输出(电流电压模式可切换)，电流范围-20～20 mA连续可调，电压范围-10～10 V可调。
模拟量采集模块4通道 0-10v的电路原理一、概述1. 介绍模拟量采集模块的作用和应用场景模拟量采集模块是指通过电路和传感器将实际的模拟信号转换成数字信号，以便计算机或控制器进行采集和处理。
在工业自动化控制系统中，模拟量采集模块广泛应用于温度、压力、流量等参数的实时监测和反馈控制。
2. 模拟量采集模块的基本结构和特点模拟量采集模块通常由传感器、信号调理电路、A/D转换器和数据接口等部分组成。
其特点是能够实时高精度地采集和转换模拟信号，并通过数字接口将数据传输给上位机或控制器。
3. 本文要讨论的主题和目的本文将重点介绍模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理，包括信号调理电路的设计原理和A/D转换原理，以帮助读者更好地理解和应用模拟量采集模块。
二、模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理4. 信号调理电路的设计原理模拟量采集模块的信号调理电路是将传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和隔离处理，以适应A/D转换器的输入范围，并提高信噪比和抗干扰能力。
对于4通道0-10v的模拟信号，信号调理电路需要对每个通道的信号进行单独处理，以保证采集的准确性和稳定性。
5. A/D转换原理A/D转换器是模拟量采集模块的核心部件，其作用是将模拟信号转换成相应的数字信号，并输出给上位机或控制器进行处理。
在4通道0-10v的电路中，A/D转换器需要具备较高的分辨率和采样率，以保证准确地采集和转换模拟信号。
6. 0-10v的电路原理设计在设计4通道0-10v的电路原理时，需要考虑信号调理电路和A/D转换器的匹配性和稳定性，以及整体电路的抗干扰能力和可靠性。
还需要注意功耗和成本的控制，以满足实际应用的需求。
7. 结论模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理设计涉及到信号调理电路和A/D转换器的匹配和稳定性，需要综合考虑多种因素，以保证采集的准确性和稳定性。
还需要根据实际应用的需求进行功耗和成本的控制，以提高整体电路的性能和实用性。
模拟量隔离电路模拟量隔离电路是一种常用的电路设计，在工业自动化控制系统和电子设备中被广泛应用。
它的主要作用是实现输入信号和输出信号之间的电气隔离，以保证系统的稳定性和安全性。
本文将介绍模拟量隔离电路的工作原理、常见的隔离电路形式以及应用案例。
一、工作原理模拟量隔离电路通过电气隔离的方式，将输入信号和输出信号之间的直流电气隔离开，从而避免了信号互相干扰和传输时的电气噪声。
它采用了光电耦合器、变压器和差动放大器等元件来实现电气隔离。
光电耦合器是模拟量隔离电路中最常用的元件之一。
它由一个发光二极管和一个光敏三极管组成。
输入信号通过发光二极管转换为光信号，然后光敏三极管将光信号转换为输出电压信号。
由于光信号不受电气干扰的影响，因此能够实现输入信号和输出信号的电气隔离。
二、常见的隔离电路形式1. 光耦合隔离电路光耦合隔离电路是一种基于光电耦合器的隔离电路。
它通过光电耦合器将输入信号和输出信号之间隔离开，从而实现电气隔离。
该电路结构简单、成本较低，因此被广泛应用于工业控制系统和电子仪器仪表中。
2. 变压器隔离电路变压器隔离电路是一种基于变压器的隔离电路。
它通过变压器将输入信号和输出信号之间的电气隔离开，从而实现隔离。
该电路具有高隔离效果和较低的传输损耗，适用于一些对信号传输质量要求较高的场合。
3. 差动放大器隔离电路差动放大器隔离电路是一种基于差动放大器的隔离电路。
它通过差动放大器将输入信号和输出信号之间的电气隔离开，从而实现隔离。
该电路具有良好的信号传输特性和较低的传输损耗，适用于一些对信号传输精度要求较高的场合。
三、应用案例1. 工业自动化控制系统模拟量隔离电路在工业自动化控制系统中起到了重要的作用。
它能够将传感器采集到的模拟量信号与控制系统之间进行电气隔离，从而保证了控制系统的稳定性和可靠性。
例如，在温度控制系统中，通过模拟量隔离电路将温度传感器采集到的模拟信号与控制系统之间隔离开，可以防止传感器信号对控制系统的干扰，确保温度控制的精度和稳定性。
1. 线形光耦介绍光隔离是一种很常用的信号隔离形式。
常用光耦器件及其外围电路组成。
由于光耦电路简单，在数字隔离电路或数据传输电路中常常用到，如UART协议的20mA电流环。
对于模拟信号，光耦因为输入输出的线形较差，并且随温度变化较大，限制了其在模拟信号隔离的应用。
对于高频交流模拟信号，变压器隔离是最常见的选择，但对于支流信号却不适用。
一些厂家提供隔离放大器作为模拟信号隔离的解决方案，如ADI的AD202，能够提供从直流到几K的频率内提供0.025%的线性度，但这种隔离器件内部先进行电压-频率转换，对产生的交流信号进行变压器隔离，然后进行频率-电压转换得到隔离效果。
集成的隔离放大器内部电路复杂，体积大，成本高，不适合大规模应用。
模拟信号隔离的一个比较好的选择是使用线形光耦。
线性光耦的隔离原理与普通光耦没有差别，只是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈。
这样，虽然两个光接受电路都是非线性的，但两个光接受电路的非线性特性都是一样的，这样，就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。
市场上的线性光耦有几中可选择的芯片，如Agilent公司的HCNR200/201，TI子公司TOAS的TIL300，CLARE的LOC111等。
这里以HCNR200/201为例介绍2. 芯片介绍与原理说明HCNR200/201的内部框图如下所示其中1、2引作为隔离信号的输入，3、4引脚用于反馈，5、6引脚用于输出。
1、2引脚之间的电流记作IF，3、4引脚之间和5、6引脚之间的电流分别记作IPD1和IPD2。
输入信号经过电压-电流转化，电压的变化体现在电流IF上，IPD1和IPD2基本与IF成线性关系，线性系数分别记为K1和 K2,即K1与K2一般很小（HCNR200是0.50%），并且随温度变化较大（HCNR200的变化范围在0.25%到0.75%之间），但芯片的设计使得 K1和K2相等。
4~20mA电流环工作原理2008-04-07 22:40在工业现场，用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；第二，传输线的分布电阻会产生电压降；第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。
为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。
4～20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。
4～20mA电流环有两种类型：二线制和三线制。
当监控系统需要通过长线驱动现场的驱动器件如阀门等时，一般采用三线制变送器，这里XTR位于监控的系统端，由系统直接向XTR供电，供电电源是二根电流传输线以外的第三根线。
二线系统是XTR和传感器位于现场端，由于现场供电问题的存在，一般是接收端利用4～20mA的电流环向远端的XTR供电，通过4～20mA来反映信号的大小。
4～20mA产品的典型应用是传感和测量应用，见图1。
在工业现场有许多种类的传感器可以被转换成4～20mA的电流信号，TI拥有一些很方便的用于RTD和电桥的变送器芯片。
由于TI的变送器芯片含有通用的功能电路比如电压激励源、电流激励流、稳压电路、仪表放大器等，所以可以很方便地把许多传感器的信号转化为4～20mA的信号。
图1 (略)电桥传感器的大多数应用是用于测量压力。
在一个实际电路中，如果惠斯登电桥每条臂上的电阻为2k ，那么无论从激励电压端或差分输出端看进去，它的等效电阻都是2k 。
在没有压力的时候，它的电桥是平衡的，输出电压为0。
当施加压力时，由于电桥失衡，会产生一个差分电压，差分电压便会反映这个压力的大小。
满度和色调是压力传感器的两个主要技术指标，现实世界里使用着的传感器都存在着一定的非线性，它的输出电压会随着温度的变化而变化。
输出电压随温度的变化不是线性的，满度和色调都具有这种性质。
第二章变电站综合自动化系统间隔层装置第一节间隔层装置简述一、间隔层装置配置间隔层装置在设计和配置方面，原则上与电气间隔之间存在密切关系。
根据间隔层装置按电气间隔配置的原则和站内一次设备规模,可以方便地确定变电站综合自动化系统所需间隔层装置的数量.电气间隔是一个强电即一次接线系统的概念，通常把断路器或电气元件(如主变压器、母线等）作为电气间隔划分的依据.一个典型高压变电站内主要包括线路间隔、母联（分段)间隔、主变压器间隔、电容（电抗)间隔、站用变压器间隔、母线间隔等.其中，主变压器按其绕组涉及的电压等级可分为高、中、低压间隔和本体间隔.一般认为，间隔层装置是指按变电站内电气间隔配置，实现对相应电气间隔的测量、监视、控制、保护及其他一些辅助功能的自动化装置.间隔层装置直接采集和处理现场的原始数据，通过网络传送给站控级计算机,同时接收站控层发出的控制操作命令,经过有效性判断、闭锁检测和同步检测后，实现对装置的操作控制.间隔层也可独立完成对断路器和隔离开关的控制操作。
间隔层装置通常安装在各继电器小室，测控装置按电气设备间隔配置,各测控装置相对独立，通过通信网互联.间隔层装置具有以下优点：按电气间隔配置的原则使得因间隔层装置故障产生的影响被限定在本间隔范围内，不会波及其他电气间隔；监控对象由整个变电站缩小为某个电气间隔，单个装置所需配备的I／O点数量较少，减小了装置体积的同时也使装置安装方式更加灵活；间隔层装置除具备传统的输入输出功能外,还集成了同期合闸、防误联锁等高级功能，保护测控综合装置更是把监控功能和微机保护功能合而为一，降低了装置成本.二、间隔层装置分类在分层分布式变电站综合自动化系统中，间隔层装置（或称为间隔层单元），即前面所说的IED，大致可分成以下几类:（1）保护测控综合装置。
也可简称为保护测控装置,一般用于中低压（110Kv以下)系统中，例如输电线路保护测控装置、变压器后备保护测控装置、站用变压器保护测控装置、电容器保护测控装置、电抗器保护测控装置等等，它们主要用于完成相应的电气间隔中设备的保护、测量及断路器、隔离开关等的控制以及其它与其对应的电气间隔相关的任务，降低了装置成本并减少了二次电缆使用数量.对于110kV及以上电压等级的高压和超高压间隔,为避免可能受到的干扰，保证保护功能的可靠性，目前仍采用保护和测控功能各自独立配置的模式。
HXD1型机车电机温度传感器故障分析与优化摘要：本文以HXD1型机车电机温度传感器故障入手，通过对电机温度传感器的工作原理及故障机理进行分析，查出故障发生的根本原因。
并结合HXD1机车实际运用情况，提出引起故障的单相隔离逆变器的优化方案，在保证逆变器正常工作的情况下，解决电机温度传感器的故障，保证HXD1机车运用的稳定性。
关键词：电机温度传感器单相隔离逆变器电磁干扰控制逻辑0前言HXD1型机车在担当牵引任务过程中发生“电机1温度传感器故障”，通过对电机温度传感器的工作原理分析、硬线排查、软件监控、正线添乘测试等措施最终锁定故障原因为DZT110V-220V单相隔离逆变器输出端N线上存在直接接地（保护接零），此时温度传感器在车辆上受N线传导的电磁干扰及其他辅助逆变器等叠加电磁干扰，导致机车报电机温度传感器故障。
通过对逆变器输出端进行优化，滤除共模干扰，消除电机温度传感器故障，提升电力机车运用的稳定性。
一、功能原理介绍1、温度传感器信号采集原理温度传感器信号采集如下图一所示，外部110V控制电进入电源插件（PWU）后，经电源插件处理输出15V直流电，为模拟量采集插件供电，模拟量采集插件输出的恒流源作为温度传感器的电源，并采集温度传感器返回的温度信号。
图一 TCU信号采集框图2、温度传感器工作原理及故障判断逻辑2.1温度传感器工作原理温度传感器基于PT100热敏电阻测温，其原理框图如图二所示。
图二温度传感器测温原理框图系统给温度传感器提供恒流源，当被测位置的环境温度发生变化时，PT100电阻的阻值也会相应发生变化，系统采集PT100电阻两端的电压值，通过欧姆定律（R=U/I），换算出PT100电阻此时的电阻值，根据PT100电阻阻值与环境温度的对照表，即可知道被测位置的温度。
当PT100电阻本身异常，或者恒流源发生波动，系统采集到的温度曲线会发生波动。
2.2电机温度传感器故障判断逻辑：①采集的电机温度原始温度超过221℃或者低于-50℃持续超过 1s；②采集的原始温度单个周期内波动超过30℃持续 1s。
15v模拟量隔离芯片15V模拟量隔离芯片是一种常见的电子元件，用于将输入信号进行隔离和放大处理。
它的主要功能是将输入信号与输出信号之间实现电气隔离，以防止信号干扰和保护设备。
隔离是指在两个电路之间使用隔离器件进行物理或电气隔离，使得两个电路之间没有直接的物理连接或电气连接。
在实际应用中，由于各种原因，例如地线干扰、电流回路干扰等，信号可能会产生干扰，导致系统工作不稳定。
而隔离芯片的作用就是通过隔离电路，将输入信号与输出信号之间隔离开，使得输入信号的干扰不会传递到输出信号中，从而保证了系统的稳定性和可靠性。
15V模拟量隔离芯片通常由输入端、输出端和电源端组成。
输入端负责接收外部的模拟量信号，经过隔离放大电路进行放大处理后，通过输出端输出到外部设备。
电源端则提供芯片所需的电源电压，一般为15V。
在实际应用中，15V模拟量隔离芯片具有以下几个优点：它可以有效地隔离输入信号和输出信号，避免了信号干扰的问题。
通过隔离电路的设计，输入信号的干扰不会传递到输出信号中，从而保证了输出信号的准确性和稳定性。
15V模拟量隔离芯片具有较高的放大倍数。
通过放大电路的设计，输入信号可以被放大到较大的幅度，从而提高了信号的灵敏度和可控性。
15V模拟量隔离芯片还具有较低的功耗和较小的体积。
由于其设计精巧，芯片的功耗较低，可以减少能源的消耗。
同时，芯片的体积较小，可以方便地嵌入到各种设备中，提高了系统的整体集成度。
总结起来，15V模拟量隔离芯片是一种常见且重要的电子元件，具有隔离输入信号和输出信号、提高信号灵敏度和可控性、低功耗和小体积等优点。
在各种电子设备和系统中广泛应用，为保证系统的稳定性和可靠性发挥着重要的作用。
模拟量隔离模块模拟量隔离模块是一种常见的工业自动化设备，用于将输入信号与输出信号进行隔离，以保证系统的稳定性和安全性。
它在工业控制系统中起到了至关重要的作用。
模拟量隔离模块通常由输入端、输出端和隔离电路组成。
输入端接收来自传感器或其他设备的模拟量信号，经过隔离电路处理后，输出端再将信号传递给控制系统或其他设备。
通过隔离电路的作用，模拟量隔离模块能够有效地防止输入信号的干扰和噪声对输出信号的影响，提高系统的抗干扰能力和稳定性。
模拟量隔离模块具有多种功能和特点。
首先，它能够实现输入信号与输出信号之间的电气隔离，避免了由于接地问题或电位差引起的干扰。
其次，它能够将输入信号进行放大、滤波和线性化处理，提高信号的精度和稳定性。
此外，模拟量隔离模块还具有高速响应、宽工作温度范围和抗电磁干扰等特点，适用于各种恶劣的工业环境。
模拟量隔离模块广泛应用于工业自动化领域。
例如，在化工生产过程中，模拟量隔离模块可以将传感器采集到的温度、压力、流量等模拟量信号隔离并传递给控制系统，实现对生产过程的监测和控制。
在电力系统中，模拟量隔离模块可以将发电机、变压器等设备的模拟量信号隔离并传递给监控系统，实现对电力设备的远程监测和故障诊断。
随着工业自动化技术的不断发展，模拟量隔离模块也在不断创新和改进。
目前，一些先进的模拟量隔离模块已经具备了更高的精度、更快的响应速度和更强的抗干扰能力。
同时，一些模拟量隔离模块还具备了通信接口，可以与上位机或其他设备进行数据交换和远程控制。
总之，模拟量隔离模块是工业自动化领域中不可或缺的设备之一。
它通过隔离电路的作用，保证了输入信号与输出信号之间的稳定传输，提高了系统的可靠性和安全性。
随着技术的不断进步，模拟量隔离模块将会在更多的领域得到应用，并发挥更大的作用。
模数隔离方法
模数隔离方法是一种将模拟信号转换为数字信号的技术。
在模拟信号处理中，信号的幅度是连续变化的，而在数字信号处理中，信号的幅度是离散的，只具有有限个可能值。
模数隔离方法通过将模拟信号转换为数字信号，使得信号处理更加方便、可靠和易于实现。
模数隔离方法通常包括以下步骤：
1. 采样：将模拟信号转换为一系列离散的样本。
采样频率决定了离散化后的数字信号与原模拟信号的相似程度。
2. 量化：将采样得到的离散样本的幅度进行数字化。
量化是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
3. 编码：将量化后的数字信号转换为二进制或其他数字格式的信号。
编码后的信号可以进行数字传输或存储。
模数隔离方法的应用非常广泛，例如在音频处理、图像处理、通信和控制系统等领域都有应用。
在具体应用中，需要根据不同的需求和场景选择合适的模数隔离方法，以保证转换的质量和效率。
4-20ma隔离变送模块
4-20mA隔离变送模块是一种常见的工业控制设备，它通常用于
将传感器测量到的信号转换成标准的4-20mA电流信号，并且具有隔
离功能，可以有效地隔离输入和输出信号，保护控制系统不受外部
干扰影响。
这种模块通常被广泛应用于工业自动化领域，例如压力、温度、液位等参数的测量和控制过程中。
在工业控制系统中，4-20mA电流信号是一种常见的标准信号类型，它具有很好的抗干扰能力和远距离传输能力。
隔离变送模块的
作用是将传感器产生的信号进行放大、滤波和隔离处理，然后输出
标准的4-20mA电流信号给控制系统，从而实现对被测参数的准确测
量和控制。
这种模块通常具有输入端和输出端的隔离功能，可以有效地防
止由于接地环路、电磁干扰等原因引起的测量误差和系统故障。
此外，一些4-20mA隔离变送模块还具有多种保护功能，如过载保护、
短路保护等，可以提高系统的稳定性和可靠性。
在选择4-20mA隔离变送模块时，需要考虑输入信号类型、量程
范围、精度要求、安装方式等因素，并且需要根据实际的控制系统
要求进行合理的配置和安装。
总的来说，4-20mA隔离变送模块在工业控制领域扮演着重要的角色，它的应用可以提高系统的稳定性、精度和可靠性，从而实现工业过程的自动化和智能化控制。
3.3v模拟量隔离
3.3V模拟量隔离是指对3.3V模拟信号进行隔离处理的技术。
在工业控制和电子设备中，模拟量隔离通常用于隔离传感器、测量仪器和控制系统之间的模拟信号，以确保信号传输的稳定性和安全性。
从技术角度来看，3.3V模拟量隔离可以采用多种方法实现，其中包括光耦隔离、变压器隔离和差分放大器隔离等。
光耦隔离利用光电器件将输入和输出电路隔离开来，能够有效地消除地线干扰和提高系统的抗干扰能力；变压器隔离则通过磁性耦合来实现信号隔离，具有良好的线性特性和高频响应；差分放大器隔离则利用差分输入来抵消噪声和干扰，提高了信号的传输质量。
另外，从应用角度来看，3.3V模拟量隔离广泛应用于工业自动化、电力电子、通信设备等领域。
在工业控制系统中，3.3V模拟量隔离可以帮助实现信号的隔离放大和滤波处理，提高系统的抗干扰能力和稳定性；在电力电子设备中，隔离技术可以有效地保护控制系统和操作人员的安全；在通信设备中，模拟量隔离可以帮助提高信号的传输质量和系统的可靠性。
总的来说，3.3V模拟量隔离是一项重要的电子技术，它不仅可以帮助解决模拟信号传输中的干扰和安全隐患问题，还可以提高系统的稳定性和可靠性，促进工业和电子设备的发展和应用。
模拟量隔离电路模拟量隔离电路是一种常用的电路设计方案，用于解决信号传输中的隔离和抗干扰问题。
本文将从模拟量隔离电路的原理、应用场景以及常见的设计方法等方面进行介绍。
一、模拟量隔离电路的原理模拟量隔离电路的设计目的是实现输入信号和输出信号之间的完全电气隔离，避免信号传输过程中的干扰。
其基本原理是通过光电耦合器或变压器等元器件，将输入信号和输出信号通过光电转换或电磁感应实现隔离。
光电耦合器是一种常用的隔离元件，其内部包含一个发光二极管和一个光敏三极管。
输入信号经过放大和调整后驱动发光二极管，发光二极管产生光信号，经过光敏三极管接收后再转换为输出信号。
这样，输入信号和输出信号之间就实现了电气隔离。
模拟量隔离电路广泛应用于工业自动化、仪器仪表、医疗设备等领域。
在这些场景中，输入信号往往来自于各种传感器或测量设备，输出信号需要传输到控制系统或显示设备中。
通过使用模拟量隔离电路，可以实现输入信号和输出信号的隔离，避免由于信号传输过程中的干扰导致的误差。
以工业自动化为例，生产现场中存在大量的电磁干扰源，如电机、高压设备等。
如果直接将传感器采集到的模拟量信号传输到控制系统中，很容易受到干扰影响，导致信号失真或误差较大。
而通过使用模拟量隔离电路，可以将输入信号和输出信号之间隔离开来，使得输入信号受到的干扰不会传播到输出信号中，从而保证了信号的准确性和稳定性。
三、模拟量隔离电路的设计方法在实际设计中，模拟量隔离电路的设计需要考虑多个因素，如输入信号范围、输出信号范围、隔离电压等。
根据具体的应用需求，可以选择不同的设计方案和元器件。
常见的模拟量隔离电路设计方案包括光电耦合器隔离、变压器隔离和隔离放大器等。
其中，光电耦合器隔离是最常用的方案之一，具有隔离效果好、传输带宽高等优点。
但是在实际应用中，还需要根据具体的输入输出信号范围选择合适的光电耦合器型号，并进行合理的电路布局和线路阻抗匹配，以保证信号传输的稳定性和准确性。
1. 线形光耦介绍光隔离是一种很常用的信号隔离形式。
常用光耦器件及其外围电路组成。
由于光耦电路简单，在数字隔离电路或数据传输电路中常常用到，如UART协议的20mA电流环。
对于模拟信号，光耦因为输入输出的线形较差，并且随温度变化较大，限制了其在模拟信号隔离的应用。
对于高频交流模拟信号，变压器隔离是最常见的选择，但对于支流信号却不适用。
一些厂家提供隔离放大器作为模拟信号隔离的解决方案，如ADI的AD202，能够提供从直流到几K的频率内提供0.025%的线性度，但这种隔离器件内部先进行电压-频率转换，对产生的交流信号进行变压器隔离，然后进行频率-电压转换得到隔离效果。
集成的隔离放大器内部电路复杂，体积大，成本高，不适合大规模应用。
模拟信号隔离的一个比较好的选择是使用线形光耦。
线性光耦的隔离原理与普通光耦没有差别，只是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈。
这样，虽然两个光接受电路都是非线性的，但两个光接受电路的非线性特性都是一样的，这样，就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。
市场上的线性光耦有几中可选择的芯片，如Agilent公司的HCNR200/201，TI子公司TOAS的TIL300，CLARE的LOC111等。
这里以HCNR200/201为例介绍2. 芯片介绍与原理说明HCNR200/201的内部框图如下所示其中1、2引作为隔离信号的输入，3、4引脚用于反馈，5、6引脚用于输出。
1、2引脚之间的电流记作IF，3、4引脚之间和5、6引脚之间的电流分别记作IPD1和IPD2。
输入信号经过电压-电流转化，电压的变化体现在电流IF上，IPD1和IPD2基本与IF成线性关系，线性系数分别记为K1和 K2,即K1与K2一般很小（HCNR200是0.50%），并且随温度变化较大（HCNR200的变化范围在0.25%到0.75%之间），但芯片的设计使得 K1和K2相等。
故障注入技术在机载计算机模拟量采集中的应用索晓杰;康晓东;周青;张锐;都云【摘要】近年来航空武器的功能性能快速提高,机载计算机处理能力也越来越强;接口模块作为处理多种接口信号的重要部件,在机载计算机中起着至关重要的作用;文中结合故障注入技术,在以往常用模拟量采集电路基础上,设计了模拟量激励产生电路,实现模拟量采集电路的故障注入,结合测试软件完成模拟量采集电路的检测,达到提高机载计算机的测试性的目标.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2016(024)001【总页数】3页(P308-309,312)【关键词】模拟量;故障注入;接口模块;机载计算机【作者】索晓杰;康晓东;周青;张锐;都云【作者单位】中航工业西安航空计算技术研究所,西安710065;中航工业西安航空计算技术研究所,西安710065;中航工业西安航空计算技术研究所,西安710065;中航工业西安航空计算技术研究所,西安710065;西安翻译学院,西安710105【正文语种】中文【中图分类】TP391随着航空武器功能性能的提高，机载计算机前端输入信号种类越来越多，机载计算机的测试性、故障检测率越来越受到设计人员重视。
航空接口模块作为处理多种接口信号的重要部件，在机载计算机中起着至关重要的作用。
模拟量采集在航空接口模块中使用较为广泛，采集电路设计比较成熟。
然而模拟量采集电路的测试逐渐受到广大设计人员的关注。
文中分析了模拟量采集电路工作原理及故障注入技术，通过设计模拟量产生电路，实现故障注入的硬件环境，结合测试软件完成模拟量采集电路的检测。
提高系统的自检测率。
故障是指系统因设计缺陷或部件失效而导致系统无法正常工作。
为了及时发现并隔离机载计算机的故障，机载计算机设计了机内测试BIT(Built-in-Test)实现故障检测和隔离，因此要求BIT有较高的检测覆盖率和正确性[1]。
故障注入是指按照事先选定的故障模型，采用某种策略人为地将故障引入目标系统中，通过观察和分析系统在被注入故障情况下的行为，可以为试验者提供所需的定性、定量的评价结果[2]。
