PCB抄板信号隔离技术

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PCB抄板信号隔离技术

发表时间：2021-01-20 09:45:21 人气：1803

在隔离技术中，设计者根据被隔离信号种类的不同和隔离要求，来选择不同隔离器件是关键：

(1)第一类隔离器件依赖于光发送器和接收器来跨越隔离屏障。主要有光耦合器和隔离收发器IC。通过光来隔断系统的电流，电容也避免电气上的干扰。这类器件用于数字信号。

(2)模拟变压器，通过变压器的电磁感来耦合发送信号和接收信号。变压器比较难制作，参数也很难精确控制，而且通常不可能制成IC，所以使用不是很方便。但线性化问题迫使模拟信号隔离采用变压器。

(3)为了克服变压器使用的不方便，工程师采用调制载波使模拟信号跨越这个屏障。所以想出了用电容器电路来耦合调制信号以跨越屏障。作用在隔离屏障上的高转换率瞬态电压可作为单电容屏障器件的信号，开发出双电容差分电路以使误差最小。现在电容屏障技术已应用在数字和模拟隔离器件中。

一、PCB信号隔离技术

1 隔离串行数据流

隔离数字信号有很大选择范围。假若数据流是位串行的，则选择方案范围从简单光耦合

器到隔离收发器IC。主要设计考虑包括：

(1)所需的数据速率;

(2)系统隔离端的电源要求;

(3)数据通道是否必须为双向。

基于LED的光耦合器是用于隔离设计问题的第一种技术。现在有基于LED IC可用，其数据速率为10Mb/s及以上。一个重要的设计考虑是LEC光输出随时间减小。所以在早期必须为LED提供过量电流，以使随时间推移仍能提供足够的输出光强。因为在隔离端可能提供电很有限，所以需要提供过量电流是一个严重的问题。因为LED需要的驱动电流可以大于从简单逻辑输出级可获得的电流，所以往往需要特殊的驱动电路。

2 隔离并行数据总线系统

并行数字数据总线的隔离主要有六个设计参数，在串行的隔离的基础上，将增加三个更主

要的设计参量：

(1)总线的位宽度;

(2)容许的偏移度;

(3)时钟速度要求。

用一排光耦合器可完成这种任务，但支持电路可能很庞杂。光耦合器之间的传播时间失配将导致数据偏移，从而引起在接收端的数据误差。为使这种问题减至最小，采用隔离数字耦合器，支持在输入和输出端的双缓冲数据缓存。

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