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訊號隔離 防止s 數位或類比 s我gn一l公司公司公司公司s 來自p一ss穿過 s終端和接收終端s 當他們是 s通過電流連接的ent. Th我公司公司s 允許s 地面或參攷標高之間的差值s石斑魚類 tran公司s收發終端s 成為一名s 高as s每一個你s和伏特s, 並防止s 回路電流，回路電流s 不同地電位之間s 可能會損壞 s我gnal. Noi公司se在街上 s訊號接地會損壞 signal. 我solation公司罐 s分離 s忽視清潔 signal s烏蘭巴托system接地. 在其他應用程序中, 參攷電平之間的電力連接s 可以創建當前路徑s 聯合國s操作員或患者的afe. 的性質 s訊號可訓示電路 設計呃 tho公司se正確的ICs 那個 system can 騙局sid呃公司.
第一種類型的隔離裝置不依賴發射機和接收機穿過隔離屏障。 這種設備用於數位信號，但線性化問題迫使使用變壓器隔離類比信號，並使用調製載波使類比信號穿過此屏障。 變壓器總是很難說，而且通常不可能製作出IC，所以我設計了一個電容電路來耦合調製訊號以穿過屏障。 由於作用在隔離柵上的高轉換率瞬態電壓可以作為單個電容器栅器件的訊號，囙此開發了一種雙電容器差動電路來减小誤差。 現時，電容栅科技已應用於數位和類比隔離器件中。
1、隔離串列資料流程
隔離數位信號有多種選擇。 如果資料流程是比特串列的，則選項範圍從簡單的光耦合器到隔離的收發器IC。 主要設計考慮因素包括：
–所需資料速率
系統隔離端的電源要求
數據通道是否必須是雙向的
LED based光耦s 是冷杉嗎st科技used to is奧萊特 設計 issue公司s. 多個LED based ICs 現在提供資料速率s 10個基點s 及以上. 重要的 設計 cons構思is LED燈輸出降低ses 隨著時間的推移. 因此, EXE公司ssive電流must在早期提供給LED s塔吉 s哦，那個 s足够的輸出光强度sity can s直到隨時間提供. 由於i上的可用電源可能有限s奧列德 side, 需要提供EXEssive電流is a s埃裏歐s 問題. 貝考se LED所需的驅動電流可以大於 simple邏輯輸出 s塔吉, a s專用驅動電路is 經常需要.
對於高速應用和邏輯訊號控制下的資料流程反向傳輸，可以使用Burr Brown的ISO 150數位耦合器。 圖1顯示了ISO150雙向應用電路。 通道1控制通道2.的傳輸方向，並配寘為從A.端傳輸到B端。應用於DIA引脚的訊號確定訊號流的方向。 發送到B端的高電平將通道2端置於接收模式。 應用於通道2A端的模式引脚的低電平使通道進入發送模式。 方向訊號的狀態位於隔離柵的兩側。 該電路可以以80MHz的資料速率工作。
比特串列通信的第二種變體是正在開發的差分匯流排系統設備。 這些系統由RS-422、RS-485和CAN匯流排標準描述。 一些系統幸運地擁有共同點，許多系統具有具有不同電位的節點。 當兩個節點相隔一定距離時尤其如此。 Burr Brown的ISO 422是為可用於這些應用的集成全雙工隔離收發器而設計的。 該收發器可配置為半雙工和全雙工（見圖2）。 傳輸速率可達2.5Mbps。 該設備甚至包括一個迴圈（環回）測試功能，囙此每個節點都可以執行自檢功能。 在此模式下，忽略匯流排上的數據。
2. 類比信號隔離
在許多系統中，類比信號必須隔離。 類比信號所考慮的電路參數與數位信號完全不同。 通常需要首先考慮類比信號：
精度或線性
–頻率回應
雜訊考慮因素
功率要求，尤其是輸入級的功率要求，還應注意隔離放大器的基本精度或線性度不能通過相應的應用電路來提高，但這些電路可以降低雜訊並降低輸入級的功率要求。
Burr Brown的ISO124簡化了類比隔離。 輸入信號經過占空比調製，並以數位管道發送到整個安全栅。 輸出部分接收調製訊號，將其轉換回類比電壓，並在調製/解調過程中去除固有的紋波分量。 由於輸入信號的調製和解調，採樣數據系統應遵循一些限制。 調製器工作在500kHz的基頻，囙此高於250kHz Ngquist頻率的輸入信號在輸出中呈現較低的頻率分量。
雖然輸出級去除了輸出信號中的大部分載波頻率，但仍然存在一定量的載波訊號。 圖4顯示了一種組合過濾方法，以减少系統其餘部分的高頻雜訊污染。 電源濾波器可以顯著降低從電源引脚進入的雜訊。 輸出濾波器為雙極Sallen鍵級，Q為I，3dB頻率為50kHz。 這將輸出紋波降低5倍。
隔離電壓的另一個問題是輸入級所需的功率。 輸出級通常基於主機殼或接地，輸入通常浮動在另一個電位上。 囙此，輸入級的電源也必須隔離。 通常使用單個電源，而不是理想的+15V和-15V電源。
圖5顯示，ISO124輸入級中的單電壓電源與1NA2132雙差分放大器相結合，可以將擺幅提高到輸入信號電平的全範圍。 唯一的要求是輸入電源電壓保持在9V以上，這是ISO124輸入電壓所需的。
INA2132的下半部分產生VS+電源一半的輸出電壓。 該電壓用作INA2132另一半的REF引脚和ISO124的GND輸入的偽接地。 INA2132差分輸入信號的擺幅可以高於或低於新的參攷電平。 ISO124的輸出與輸入一樣，將是完全雙極的。
3、隔離並聯數据總線系統
並行數位數据總線的隔離將新增3個更重要的設計參數：
–匯流排的比特寬度
–允許偏差
時鐘速度要求
這項任務可以用一排光耦合器來完成，但支持電路可能非常複雜。 光耦合器之間的傳播時間不匹配將導致數據偏移，這將導致接收端的數據錯誤。 為了儘量減少這個問題，ISO508隔離數位耦合器（圖3）支持在輸入和輸出端進行雙緩衝數據緩衝。 此配寘將以2MBps的速率傳輸數據。
ISO508有兩種工作模式。 當CONT引脚設定為低狀態時，在LE1訊號的控制下，數據以同步模式通過屏障傳輸。 當LE1處於高電平狀態時，數據從輸入引脚傳輸到輸入鎖存器。 當LE1變低時，數據位元組開始穿過屏障。 此時，輸入引脚可用於下一代數據位元組。 在此模式下，可傳輸資料速率可達到2MBps。
當CONT引脚設定為高狀態時，數據在設備內部20MHz時鐘的控制下通過屏障發送。 資料傳輸與外部鎖存啟用訊號非同步。 數據以串列形式從輸入鎖存器選通到輸出鎖存器。 傳輸一個位元組後，整個位元組將移動到輸出鎖存器中，輸出鎖存器將偏移傳輸的數據位元組。 對於完整的8比特位元組，傳播延遲將小於1ms。
4、多功能隔離IC
新的多功能資料獲取IC使設計師有機會在跨越隔離荧幕的同時完成多項任務。 一個完整的資料獲取設備可以包括多個類比開關、可程式設計增益儀錶放大器、A/D轉換器和一個或多個數位I/O通道。 所有這些功能都是通過串列數據埠控制的。 伯爾·布朗的ADS7870就是這樣一種設備。 ADS7870與ISO150配合得很好，如圖6所示。
在此應用中，ADS7870的每個可程式設計功能都置於主微處理器的控制下，微處理器本身的控制通過串列通信埠向寄存器寫入命令來實現。 控制功能包括：
–多工器的選擇
–4個差分通道或8個單端通道
儀錶放大器的可程式設計增益設定，1 20
–初始化12比特A/D轉換
該設備的4條數位輸入/輸出線也很有用，可以單獨指定以報告數位信號的狀態或輸出數位信號。 這允許通過相同的ISO150擴展訊號多工器隔離某些支持功能，例如電平或錯誤標誌讀出。
結束語
這個re 是 many devices 可用於 設計ers 要選擇se和use英寸 設計s 其中 system is 非常不同. 每個設備is 設計ed表示唯一 system要求s. 這個 high level of performance integration of the new devices 使可能s 更複雜的操作s 那是以前的sly impo公司ss能够實現across is隔離柵.
