Data PCB - Teknologi pengasingan isyarat papan PCB

The Papan PCB teknologi pengasingan isyarat adalah untuk membuat isyarat digital atau analog tidak mempunyai sambungan semasa yang menyeberangi halangan antara penghantaran dan penghantaran akhir semasa penghantaran. Ini membenarkan perbezaan antara aras tanah atau rujukan diluar penghantar dan penerima sehingga beberapa kilovolts, dan mencegah aliran gelung antara potensi tanah yang berbeza yang boleh merusak isyarat. Main applications are:
(1) The noise of the system ground is relatively large, yang mudah untuk merusak isyarat. Isolasi boleh memisahkan isyarat ke dalam subsistem isyarat bersih tanah dan bekalan kuasa untuk memastikan kepercayaan bahagian isyarat terpisah dan memenuhi keperluan desain sistem.
(2) The system voltage difference is very large. Contohnya, dalam sirkuit semasa tinggi, kita biasanya tukar tenaga kerja ke dalam julat kerja yang dibenarkan bagi IC melalui pengasingan.
(3) The electrical connection between the reference levels can create a current path yang unsafe for the operator. Simpan aliran semasa dalam had yang selamat melalui pengasingan.

Dalam teknologi pengasingan, 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. Semasa sistem diganggu oleh cahaya, dan kondensator juga menghindari gangguan elektrik. Peranti seperti ini digunakan untuk isyarat digital.
(2) Analog transformer, which couples the sending signal and the receiving signal through the electromagnetic induction of the transformer (Figure 4-19). Penukar sukar dibuat, dan parameter sukar untuk dikawal, dan biasanya mustahil membuat ICs, jadi ia tidak sesuai untuk digunakan. Tetapi masalah linearisasi memaksa penggunaan pengubah untuk isolasi isyarat analog.
(3) In order to overcome the inconvenience of using the transformer, jurutera menggunakan gelombang pembawa modulasi untuk membuat isyarat analog menyeberangi halangan ini. Jadi datang dengan sirkuit kondensator untuk pasang isyarat modulasi untuk menyeberangi halangan. Tengah sementara kadar kelemahan tinggi bertindak pada penghalang izolasi boleh digunakan sebagai isyarat untuk peranti penghalang kondensator tunggal, dan sirkuit perbezaan dua kondensator dikembangkan untuk membuat ralat. Teknologi penghalang kapasitif kini digunakan dalam peranti pengasingan digital dan analog.

1. Papan PCB signal isolation technology
1.1 Isolating Serial Data Streams
There is a wide range of options for isolating digital signals. If the data stream is bit-serial, julat pilihan dari optokoupler sederhana ke ICs penerima terpisah. 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.
Optokupler berasaskan LED adalah teknik yang digunakan untuk mengisolasi masalah desain. Sekarang ada ICs berasaskan LED yang tersedia dengan kadar data 10Mb/s dan atas. Pertimbangan rancangan penting ialah output cahaya LEC menurun dengan masa. Jadi pada tahap awal, LED mesti disediakan dengan arus berlebihan sehingga ia masih boleh menyediakan intensiti cahaya output yang cukup pada masa. Perlukan untuk menyediakan aliran semasa adalah masalah serius kerana mungkin ada bekalan kuasa terhad di sisi terpisah. Kerana LED boleh memerlukan aliran pemacu yang lebih besar daripada yang tersedia dari tahap output logik sederhana, sirkuit pemacu istimewa sering diperlukan.

1.2 Isolated Parallel Data Bus System
The isolation of parallel digital data bus mainly has six design parameters. Berdasarkan pengasingan berantai, three more main design parameters will be added:
(1) The bit width of the bus;
(2) allowable deviation;
(3) Clock speed requirements.
Serangan optokoupler boleh menyelesaikan tugas ini, tetapi litar sokongan boleh menjadi kompleks. Propagation time mismatch between optocouplers will cause data skew, menyebabkan ralat data pada akhir penerimaan. Untuk minimumkan masalah ini, pasangan digital terpisah digunakan untuk menyokong penimbal data berpasang ganda pada input dan output.

1.3 Analog Signal Isolation
In many systems, analog signals must be isolated. Parameter sirkuit dianggap untuk isyarat analog adalah sama sekali berbeza dari isyarat digital. Analog signals are usually first considered:
(1) isolation accuracy;
(2) Linearity;
(3) Frequency response;
(4) noise considerations;
(5) Isolated power supply.
Keperlukan tinggi untuk bekalan kuasa dan tanah, terutama untuk tahap input, memerlukan bahawa bekalan kuasa dan tanah tahap input tidak diganggu oleh bahagian lain sirkuit, that is, bekalan kuasa terpisah digunakan. Ia juga perlu dicatat bahawa akurasi asas atau lineariti penyampai izolasi tidak boleh diperbaiki oleh sirkuit aplikasi yang sepadan, tetapi litar-litar ini boleh mengurangi bunyi dan mengurangi keperluan kuasa tahap masukan.

1.4 Multifunctional IC for isolation
Versatile data acquisition ICs with isolation capabilities give designers the opportunity to accomplish multiple tasks across isolation screens. Peranti pencapaian data lengkap boleh termasuk pemindah analog berbilang, Sampel-dan-tahan sirkuit, penambah instrumentasi gaji boleh diprogramkan, A/Penukar D, dan satu atau lebih I digital/O channels. Semua fungsi ini dikawal melalui port data berantai. Terdapat banyak peranti yang seorang desainer boleh pilih dan guna dalam desain dimana potensi tanah dalam sistem sangat berbeza. Setiap peranti direka untuk keperluan sistem unik. The new device's high level of performance integration enables more complex operations across isolation barriers that were not previously possible.

2. PCB isolation signal layout and wiring
Signal isolation is not only electrically isolated, tetapi juga terisolasi sebanyak mungkin dalam bentangan dan kawat PCB. The following points are mainly noted:
(1) Pay attention to the layout of the isolated part of the circuit, cuba meletakkannya di bahagian tertentu papan sirkuit, dan mempunyai pemisahan tertentu dari litar lain. Cuba pastikan bahagian sirkuit ini kurang terganggu oleh isyarat lain.
(2) Pay attention to the isolation of part of the power supply and ground. Pastikan untuk mengisolasi bekalan kuasa dan kawat tanah, terutama untuk isyarat analog. Kebersihan bekalan kuasa dan tanah adalah tinggi. Ia diperlukan untuk mengisolasi bekalan kuasa dan tanah bahagian ini sirkuit melalui pengubah. . Bila menjalankan, juga membentuk dan mengalokasikan kuasa independen, jejak tanah atau rangkaian.
(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, perlindungan tenaga tinggi, perlindungan radiasi elektromagnetik, dll., perhatikan kedudukan pemasangan peralatan perlindungan aliran Papan PCB.