模擬信號(hào)隔離是電動(dòng)汽車、工業(yè)控制、PLC、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源、逆變器等領(lǐng)域的常用技術(shù)，常規(guī)的解決方案有線性光耦、隔離運(yùn)放等，不過(guò)價(jià)格上略偏高昂、電路也較為復(fù)雜，有些精度也不夠，總體來(lái)說(shuō)，應(yīng)用中不算太友好。

為了獲得更低成本的解決方案，大多數(shù)工程師會(huì)選擇PWM來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的隔離傳輸。比如下圖：

這種解決方案分為三步：

第一、將PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦隔離后輸出PWM_ISO信號(hào)。其中PWM_ISO信號(hào)的高電平為基準(zhǔn)電壓VREF。第二步用二階RC濾波電路過(guò)濾PWM_ISO信號(hào)輸出電壓信號(hào)VLPF。第三步，VLPF信號(hào)經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)運(yùn)放放大后輸出目標(biāo)電壓VOUT。這是一個(gè)非常容理解和實(shí)現(xiàn)的方案，也被廣泛的使用，不過(guò)此電路也有其短板。

缺點(diǎn)一，光耦傳輸PWM信號(hào)會(huì)引入失真，尤其光耦對(duì)溫度敏感，對(duì)策有兩個(gè)，使用高速光耦或者將輸入PWM的頻率盡可能的變低，前者價(jià)格較高而后者會(huì)極大的增加傳輸時(shí)延。

缺點(diǎn)二，第二步中為了獲得干凈的VLPF電壓，需要較大的RC值來(lái)進(jìn)行濾波，PWM頻率越低，需要的RC越大，信號(hào)的傳輸速度也就越慢。

缺點(diǎn)三，假設(shè)PWM的占空比為Duty，則最終輸出的VOUT=VREF*Duty*(R1+R2)/R2，上式可以得出VOUT的精度決定于VREF、（R1+R2）/R2、Duty三者，假設(shè)Duty精度可以通過(guò)高速光耦來(lái)實(shí)現(xiàn)，那么高精度的輸出還需要高精度的VREF和電阻才能實(shí)現(xiàn)，所以當(dāng)用這個(gè)電路實(shí)現(xiàn)高精度的PWM轉(zhuǎn)電壓時(shí)，對(duì)各個(gè)器件的要求較高，成本也較高。

客益電子推出的模擬信號(hào)隔離方案是基于APC芯片和PAC芯片技術(shù)。所謂APC芯片是將模擬信號(hào)線性轉(zhuǎn)換成PWM信號(hào)，相對(duì)的，所謂PAC芯片是將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。

下圖為APC芯片GP9303：

APC芯片GP9303的輸入端VIN的電壓范圍是0-5V，其輸出的PWM信號(hào)的占空比為Duty=VIN/5V。將0-5V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為0%-100%的PWM信號(hào)輸出。

下圖為PAC芯片GP8101：

PAC芯片GP8101的輸入端PWM信號(hào)的占空比范圍為0%-100%，其輸出電壓信號(hào)VOUT=Duty*5V。將0%-100%的PWM輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為0-5V電壓輸出。

通過(guò)APC和PAC芯片的組合可以非常容易的實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)隔離，包括PWM與模擬信號(hào)隔隔離轉(zhuǎn)換。通常工程師經(jīng)常會(huì)遇到三類功能需求：

隔離ADC功能

隔離DAC功能

模擬信號(hào)隔離功能

第一種隔離ADC功能可以通過(guò)下圖方式實(shí)現(xiàn)，通過(guò)APC芯片GP9303將模擬信號(hào)0-5V轉(zhuǎn)換成0%-100%的PWM信號(hào)，輸出的PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦隔離后被MCU采集，從而實(shí)現(xiàn)隔離ADC的作用。

第二種隔離DAC的功能可以通過(guò)下圖方式實(shí)現(xiàn)，MCU輸出PWM信號(hào)，經(jīng)過(guò)光耦隔離后輸出給PAC芯片GP8101或者GP8102等，PAC芯片直接輸出0-10V、4-20mA等模擬量，其中輸出值與PWM占空比呈線性關(guān)系。

第三種模擬信號(hào)隔離功能有兩種方法實(shí)現(xiàn)，一種使用光耦作為隔離媒介，APC芯片GP9303將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成PWM，PAC芯片GP8101將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，中間通過(guò)光耦隔離。另一種方法是APC芯片GP9303M將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成PWM高頻調(diào)制信號(hào)，PAC芯片GP8101M將高頻調(diào)制PWM信號(hào)解調(diào)后還原成模擬信號(hào)輸出，中間用電容來(lái)隔離。

下圖為光耦隔離方案

下圖為電容隔離方案，電容隔離方案電路簡(jiǎn)單，成本低廉，是非常有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。