高速數(shù)字電路中電子隔離應(yīng)用
如圖4所示,通過(guò)相對(duì)于其他電路組件而言的高阻抗,隔離中斷了由電路通路形成的環(huán)路。通過(guò)中斷該環(huán)路,噪聲電壓出現(xiàn)在隔離層上,而非出現(xiàn)在接收機(jī)或更為敏感的組件上。噪聲電壓的高電平可以由外部電流或電壓源(例如:電感馬達(dá)和閃電(lightning))耦合。
圖4:各隔離中斷節(jié)點(diǎn)之間的接地環(huán)路。
3. 電路隔離器
在允許通過(guò)電磁或光鏈路進(jìn)行模擬或數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)耐瑫r(shí),電路隔離器阻礙了各電路之間的低頻電流。數(shù)字隔離器傳輸二進(jìn)制信號(hào),模擬隔離器則在隔離層上傳輸連續(xù)信號(hào)。在模擬和數(shù)字隔離器中,工作和峰值額定電壓以及共模瞬態(tài)抗擾度均為這種隔離層的重要特性。當(dāng)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行隔離時(shí),隔離電路的這些重要特性為輸入和輸出邏輯電壓電平、信號(hào)速率、數(shù)據(jù)運(yùn)行長(zhǎng)度以及自動(dòng)防護(hù)響應(yīng)。
傳統(tǒng)上而言,為滿足特殊需求時(shí),變壓器、電容器或光電二極管晶體管及分立電路以輸入和輸出信號(hào)為條件。這種方法是有效的,但卻不能將其從一種應(yīng)用轉(zhuǎn)移至另一種應(yīng)用中。盡管這樣可能會(huì)保持模擬隔離器的情況,但市場(chǎng)中已經(jīng)出現(xiàn)了新一代數(shù)字隔離器,其使用創(chuàng)新電路在超過(guò)100Mbps直流電信號(hào)速率的條件下對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行隔離。這些通用數(shù)字隔離器均具有其各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。以下幾段內(nèi)容將對(duì)各種不同技術(shù)進(jìn)行介紹,并將具體產(chǎn)品同TI推出的新型ISO72x系列產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比。
3.1 光耦合技術(shù)
光耦合技術(shù)是在透明絕緣隔離層(例如:空氣間隙)上的光傳輸,以達(dá)到隔離目的。圖5顯示了一款數(shù)字隔離器的主要組件。該電流驅(qū)動(dòng)器采用數(shù)字輸入,并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(LED)。輸出緩沖器將光電探測(cè)器的電流輸出轉(zhuǎn)換為一個(gè)數(shù)字輸出。
圖5:基本光耦合機(jī)制。
光耦合技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是,光具有對(duì)外部電子或磁場(chǎng)內(nèi)在的抗擾性,而且,光耦合技術(shù)允許使用恒定信息傳輸。光耦合器的不足之處主要體現(xiàn)在速度限制、功耗以及LED老化上。
一個(gè)光耦合器的最大信號(hào)速率取決于LED能夠開(kāi)啟和關(guān)閉的速度。從當(dāng)前
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