Erotusvahvistintekniikoiden nykytilakartoitus
Myllyoja, Ilmari (2018)
Kandidaatintyö
2018
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201803286240
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201803286240
Tiivistelmä
Kandidaatintyön tarkoituksena on selvittää kaupallisten erotusvahvistinten suorituskykyä ja niissä käytettyjä erilaisia toteutustapoja. Tavoitteena on antaa kuva siitä, mihin nykyinen laitekanta pystyy ja miten käytetty toteutustapa vaikuttaa laitteen ominaisuuksiin. Työ koostuu taustoja kartoittavasta kirjallisuusosiosta sekä valmistajien datalehtiin perustuvasta vertailuosiosta.
Kirjallisuuskatsauksessa löytyneet kolme menetelmää luoda komponentin galvaaninen erotus ovat kapasitiivinen erotus, induktiivinen erotus sekä optinen erotus. Kaikista näistä annetaan yleistason selitys ja tapausesimerkki. Vertaillut erotusvahvistimet edustavat kaikkia kolmea menetelmää, vaikkakaan optiset erotusvahvistimet eivät ole yhtä yleisiä markkinoilla kuin kapasitanssiin tai induktanssiin perustuvat.
Vertailun parametreiksi on valittu CMRR, epälineaarisuus, kaistanleveys, eristysjännite ja erotuspinnan kapasitanssi. Vertaillut kaupalliset erotusvahvistimet toimivat valittujen parametrien osalta hyvin yhteneväisellä suorituskyvyllä erotusmenetelmästä riippumatta ja erot ovat lähinnä mallikohtaisia. Näin on siitäkin huolimatta, että alan julkaisuista löytyy esimerkiksi kaistanleveydeltään huomattavasti korkeampiin lukemiin yltäviä, sovelluskohtaisesti suunniteltuja optisia erotusvahvistimia.
Kirjallisuuskatsauksessa löytyneet kolme menetelmää luoda komponentin galvaaninen erotus ovat kapasitiivinen erotus, induktiivinen erotus sekä optinen erotus. Kaikista näistä annetaan yleistason selitys ja tapausesimerkki. Vertaillut erotusvahvistimet edustavat kaikkia kolmea menetelmää, vaikkakaan optiset erotusvahvistimet eivät ole yhtä yleisiä markkinoilla kuin kapasitanssiin tai induktanssiin perustuvat.
Vertailun parametreiksi on valittu CMRR, epälineaarisuus, kaistanleveys, eristysjännite ja erotuspinnan kapasitanssi. Vertaillut kaupalliset erotusvahvistimet toimivat valittujen parametrien osalta hyvin yhteneväisellä suorituskyvyllä erotusmenetelmästä riippumatta ja erot ovat lähinnä mallikohtaisia. Näin on siitäkin huolimatta, että alan julkaisuista löytyy esimerkiksi kaistanleveydeltään huomattavasti korkeampiin lukemiin yltäviä, sovelluskohtaisesti suunniteltuja optisia erotusvahvistimia.