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數字隔離器在電子設計中運用
點擊次數：286 發布時間：2011/10/10 10:25:47
| 數字隔離器在電子設計中運用 |
| 發布者：http://www.jshkyb.com/ |
當前的電子系統中，往往有很多數字信號和模擬信號需要進行傳遞，同時要求有很高的電阻隔離特性，實現電子系統與用戶之間的隔離，多采用光耦、磁隔離和電容隔離來實現，但其功耗、速度、隔離電壓等方面往往不能達到*優。針對隔離產品市場，Silicon Labs公司推出以無線傳輸來實現信號的隔離和傳遞，同時在性能方面得到了很大的提升。 本文將重點對數字隔離器的工作原理，產品特點及性能等分別進行介紹，再講解數字隔離器在電子產品中的部分應用。 一、隔離產品的工作原理 1、按照隔離產品的傳播方式可以分為光耦隔離、磁隔離和電容隔離，以及Silicon Labs產品中采用的無線隔離。以光耦為例，其傳播原理如下： 輸入的電信號驅動發光二極管（LED），使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出，這就完成了電—光—電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。其優點是信號單向傳輸，隔離電壓高，抗干擾能力強；其缺點也比較明顯，速度不會特別快，50Mbps，LED 功耗較大，工作時間較長LED很容易老化。 2、Silicon Labs以無線的方式實現信號的隔離和傳播，下面以Si84xx為例說明其工作原理。 說明：左邊Input做為信號的輸入，將該信號轉換為無線射頻信號后，右邊進行RF接收和處理，并且通過Output將接收的信號進行輸出。無線信號的調制頻率為2.4GHz左右，不在通訊頻率范圍。其調制和解調信號如下圖： 因為采用了無線信號進行信號的傳遞，信號的轉換和傳遞速度快，數據傳遞速率可達到150Mbps，尺寸也可以做的很小，功耗非常低，傳播時間短，隔離電壓非常高。由于是無線進行信號傳遞，容易造成電磁干擾。 二、Silicon Labs隔離產品分類及特點 1， Silicon Labs隔離產品，大致可分為三類，數字隔離，隔離門級驅動，電流隔離傳感，如下： 2， 產品特點。Silicon Labs隔離產品具有功耗低、速度快、傳播延遲短等優點，是業界速度*快，集成度的隔離器。速度達到150Mbps，一個IC能集成6通道，隔離電壓可達到5KV，共模瞬態抗擾度（CMTI）高，大于25KV/uS；EMI方面，符合IEC 61000-4-8 和 IEC 61000-4-9標準。 3， 數字隔離可供選擇的產品非常多，有單向、雙向及混合型的隔離產品，單通道和多通道的產品均有，如下。 4， 產品的隔離性能很好，其參數如下。 三、Silicon Labs隔離產品的性能及應用 1， Silicon Labs隔離產品能消除地線回路的問題，實現不同電壓的傳送，增加共模抑制比等。 A， 消除地線回路應用 B， 實現電壓傳送應用 C， 增加共模抑制比應用 D， 使邏輯電平兼容應用 2， Silicon Labs隔離產品在工業領域中的應用 A，隔離ADC數據 特點是在高壓電路中傳送低壓信號，消除地線回路，抑制共模噪聲，低延時，高速度，可靠性高。 |
原創作者：江蘇金湖恒控儀表有限公司
