高速數字電路中電子隔離應用

　　如圖4所示，通過(guò)相對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，噪聲電壓出現在隔離層上，而非出現在接收機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：電感馬達和閃電(lightning))耦合。

　　圖4：各隔離中斷節點(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)行模擬或數字信號傳輸的同時(shí)，電路隔離器阻礙了各電路之間的低頻電流。數字隔離器傳輸二進(jìn)制信號，模擬隔離器則在隔離層上傳輸連續信號。在模擬和數字隔離器中，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。當對數字信號進(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、信號速率、數據運行長(cháng)度以及自動(dòng)防護響應。

　　傳統上而言，為滿(mǎn)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為條件。這種方法是有效的，但卻不能將其從一種應用轉移至另一種應用中。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)出現了新一代數字隔離器，其使用創(chuàng )新電路在超過(guò)100Mbps直流電信號速率的條件下對標準數字信號進(jìn)行隔離。這些通用數字隔離器均具有其各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。以下幾段內容將對各種不同技術(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，以達到隔離目的。圖5顯示了一款數字隔離器的主要組件。該電流驅動(dòng)器采用數字輸入，并將信號轉換為電流來(lái)驅動(dòng)發(fā)光二極管(LED)。輸出緩沖器將光電探測器的電流輸出轉換為一個(gè)數字輸出。

　　圖5：基本光耦合機制。

　　光耦合技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是，光具有對外部電子或磁場(chǎng)內在的抗擾性，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速率取決于LED能夠開(kāi)啟和關(guān)閉的速度。從當前