PCB科技 - 電路板工廠中的差异資料傳輸：有什麼區別？

隔離器的主要功能是通過電力隔離柵傳輸某種形式的資訊，同時阻斷電流。 隔離器由能够阻擋電流的絕緣材料製成，在隔離柵的兩端有耦合元件。 資訊通常在通過隔離柵傳輸之前由耦合元件進行編碼。

來自 電路板製造商 ADI使用晶片級微型變壓器作為耦合元件，通過高品質聚醯亞胺隔離柵傳輸數據. I耦合器隔離器中使用兩種主要的資料傳輸方法：單端和差分. 選擇資料傳輸機制時, 需要進行工程設計選擇，以優化所需的終端產品特性.

在單端資料傳輸中，我們使用變壓器，一次繞組的一端接地。 輸入信號中的邏輯轉換碼是一個脈衝，相對於地始終為正，位於變送器晶片上。 這也稱為“一個脈衝，兩個脈衝”，因為上升沿被編碼為兩個連續的脈衝，而下降沿被表示為單個脈衝（見圖1頂部）。 隔離柵另一端的接收器接收訊號並確定是否發送了一個或兩個脈衝； 然後，它將相應地重構輸出。

差分資料傳輸使用真正的差分變壓器。 在這種情況下，當檢測到輸入邊緣時，始終發送單個脈衝，但脈衝的極性决定了躍遷是上升還是下降（圖1底部）。 接收器是真正的差分結構，輸出根據脈衝極性進行更新。

單端和差分資料傳輸

單端方法的主要優點之一是在低資料速率下降低功耗。 這是因為差分接收機比單端接收機中使用的CMOS施密特觸發器需要更多的直流偏置電流。 然而，由於兩個原因，差分方法在較高輸送量下具有較低的功耗：驅動電平和脈衝數。 可以降低變壓器的驅動電平，因為接收器只需要確定極性，而不需要確定是有一個脈衝還是兩個脈衝。 平均而言，單端系統每邊需要1.5個脈衝，而差分傳輸每邊需要1個脈衝（减少33%）。

降低驅動電平和更少的脈衝也可以减少射頻輻射。 輻射的原因是電源中的電流脈衝導致印刷電路板結構的輻射。 由於脈衝較少且每個脈衝的能量較低，囙此產生的射頻輻射顯著减少。

與單端系統相比，差分傳輸還有兩個優點：傳播延遲和抗擾性。 在單端方法中，當創建一個或兩個脈衝時，必須有特定的定時關係，並且接收器必須在特定的時間視窗內分析脈衝。 這些要求限制了編碼和解碼，並最終限制了通過設備的傳播延遲。 這反過來又限制了設備可以實現的總輸送量。 差分方法的限制較小，因為它總是使用單個脈衝，囙此傳播延遲較低，輸送量較高。

差分接收機能够可靠地檢測到發射機發送的差分訊號，並抑制隔離系統中普遍存在的無用共模雜訊，從而顯著提高共模瞬態抗擾度（CMTI）。 差分接收機對電源雜訊不太敏感，囙此具有較高的抗擾度。 光耦中使用的LED基本上是單端的，這也是光耦CMTI效能通常較差的原因之一。 與光耦合器相比，差分資料傳輸使得i耦合器數位隔離器的效能得到顯著改善。

資料傳輸方法也是設計師優化數位隔離器效能的一種選擇。 使用真正的差分耦合元件作為i耦合器科技的基礎可以在這方面提供很高的靈活性，這通常是光耦合器和電容耦合設備無法實現的。