Blogue PCB - Technologie d'isolement des signaux des PCB

Celui - ci. PCB board La technologie d'isolement des signaux est une technique qui permet de transmettre des signaux numériques ou analogiques sans connexion actuelle à travers la barrière entre l'émetteur et le récepteur.. Cela permet une différence de plusieurs milliers de volts entre les niveaux de mise à la terre ou de référence à l'extérieur de l'émetteur et du récepteur., Et empêcher le courant de boucle entre les différents potentiels de mise à la terre d'endommager le signal. Main applications are:
(1....) The noise of the system ground is relatively large, Signal facilement endommagé. L'isolement peut diviser le signal en un sous - système de signalisation propre pour la mise à la terre et l'alimentation électrique afin d'assurer la fiabilité de la partie isolée du signal et de satisfaire aux exigences de conception du système..
(2.) The system voltage difference is very large. Par exemple:, Dans un circuit à courant élevé, Nous convertissons habituellement la tension de fonctionnement en une plage de fonctionnement admissible pour les circuits intégrés en isolant.
(3) The electrical connection between the reference levels can create a current path C'est ça. unsafe for the operator. Maintenir le courant en toute sécurité en isolant.

Techniques d'isolement, it is crucial for designers to select different isolation devices according to the different types of isolated signals and isolation requirements:
(1) isolation devices rely on optical transmitters and receivers to cross the isolation barrier. There are mainly optocouplers (Figure 4-18) and isolated transceiver ICs. Le courant du système est interrompu par la lumière, Les condensateurs évitent également les interférences électriques. Ces dispositifs sont utilisés pour les signaux numériques.
(2) A.nalog transformer, which couples the sending signal and the receiving signal through the electromagnetic induction of the transformer (Figure 4-19). Les transformateurs sont difficiles à fabriquer, Les paramètres sont difficiles à contrôler, Il n'est généralement pas possible de fabriquer des circuits intégrés, Donc ce n'est pas très pratique à utiliser. Mais le problème de linéarisation a forcé l'utilisation de transformateurs pour isoler les signaux analogiques.
(3) In order to overcome the inconvenience of using the transformer, L'ingénieur utilise un transporteur modulé pour faire passer le signal analogique à travers la barrière. Un circuit capacitif est donc proposé pour coupler les signaux modulés à travers les obstacles. La tension transitoire à haut taux de conversion agissant sur la barrière peut être utilisée comme signal pour les dispositifs à grille à condensateur unique, Un circuit différentiel à double capacité est développé pour éliminer les erreurs. La technologie des grilles de condensateur est maintenant utilisée dans les isolateurs numériques et analogiques.

1. PCB board signal isolation technology
1.1 Isolating Serial Data Streams
There is a wide range of options for isolating digital signals. Si le flux de données est bitserial, Les options vont des optocoupleurs simples aux circuits intégrés d'émetteurs - récepteurs isolés. Key design considerations include:
(1) the required data rate;
(2) The power requirements of the isolated end of the system;
(3) Whether the data channel must be bidirectional.
L'optocoupleur à LED est une technologie utilisée pour isoler les problèmes de conception. Des circuits intégrés à LED sont maintenant disponibles avec un débit de données de 10 mo/S et plus. Une considération de conception importante est que la sortie optique des leC diminue avec le temps.. Donc au début,, Les del doivent être surchargées afin qu'elles puissent encore fournir une intensité lumineuse de sortie suffisante pendant un certain temps.. La nécessité de fournir un courant excessif est un problème grave, car l'alimentation électrique du côté isolé peut être limitée.. Parce que les LED peuvent avoir besoin de plus de courant d'entraînement que le courant d'entraînement disponible dans les étapes de sortie logiques simples, Des circuits d'entraînement spéciaux sont généralement nécessaires.

1.2 Isolated Parallel Data Bus System
The isolation of parallel digital data bus mainly has six design parameters. Basé sur l'isolement en série, three more main design parameters will be added:
(1) The bit width of the bus;
(2) allowable deviation;
(3) Clock speed requirements.
Le tableau Optocoupler peut accomplir cette tâche, Mais les circuits de soutien peuvent être complexes. L'inadéquation du temps de propagation entre les optocoupleurs entraînera une inclinaison des données, Erreur de données au récepteur. Minimiser ce problème, Coupleur numérique isolé pour supporter le tampon de données à double tampon à l'entrée et à la sortie.

1.3 Analog Signal Isolation
In many systems, Les signaux analogiques doivent être isolés. Les paramètres de circuit considérés pour les signaux analogiques sont complètement différents des signaux numériques. Analog signals are usually first considered:
(1) isolation accuracy;
(2) Linearity;
(3) Frequency response;
(4) noise considerations;
(5) Isolated power supply.
Exigences élevées en matière d'alimentation électrique et de mise à la terre, En particulier pour la phase d'entrée, L'alimentation électrique et la mise à la terre du niveau d'entrée doivent être exemptes d'interférences d'autres parties du circuit., that is, Utilisation d'une alimentation électrique isolée. Il convient également de noter que la précision ou la linéarité de base de l'amplificateur d'isolement ne peut être améliorée par le circuit d'application correspondant., Mais ces circuits peuvent réduire le bruit et les exigences de puissance d'entrée.

1.4 Multifunctional IC for isolation
Versatile data acquisition ICs with isolation capabilities give designers the opportunity to accomplish multiple tasks across isolation screens. Un appareil complet d'acquisition de données peut comprendre plusieurs commutateurs analogiques, Circuit de retenue de l'échantillon, Amplificateur d'instruments à gain programmable, A/D convertisseur, Et un ou plusieurs chiffres I/O canal. Toutes ces fonctions sont contrôlées par le port de données série. Dans une conception très différente du potentiel au sol dans le système, le concepteur peut choisir et utiliser de nombreux équipements. Chaque appareil est conçu pour répondre aux exigences uniques du système. Le niveau élevé d'intégration des performances des nouveaux équipements a compliqué les opérations de franchissement des barrières d'isolement, ce qui n'était pas possible auparavant..

2. PCB isolation signal layout and wiring
Signal isolation is not only electrically isolated, Et aussi isolé que possible dans la disposition et le câblage des PCB. The following points are mainly noted:
(1) Pay attention to the layout of the isolated part of the circuit, Essayez de le placer dans une partie de la carte de circuit, Il y a une certaine séparation des autres circuits. Assurez - vous que cette partie du circuit est moins perturbée par d'autres signaux..
(2) Pay attention to the isolation of part of the power supply and ground. S'assurer que l'alimentation électrique et le sol sont isolés, En particulier les signaux analogiques. Haute propreté de l'alimentation électrique et de la mise à la terre. Il est nécessaire d'isoler l'alimentation électrique et la mise à la terre de cette partie du circuit par un transformateur. . Routage, Disposition et distribution simultanées d'une alimentation électrique indépendante, Piste ou réseau au sol.
(3) The layout of the isolation device should be placed reasonably to ensure the independence of the isolation part.
(4) Part of the isolation circuit needs electrostatic protection, Protection haute tension, Radioprotection électromagnétique, Attendez.., Noter la position d'installation de l'équipement de protection contre l'écoulement PCB board.