Ud over Optocoupler: Forståelse af digitale isolatorer

REPARAR REGULADOR forza de voltage PARTE 1 (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Ud over Optocoupler: Forståelse af digitale isolatorer


Optokoblere er utvivlsomt effektive, men alternative isolationsteknologier kan være et bedre valg til din applikation.

Relateret information

  • Galvanisk Isolation: Formål og Metoder

At opnå galvanisk isolering er ret nemt, når vi beskæftiger os med AC-signaler. Smidigt varierende spændinger og strømme er så ivrige efter at bevæge sig ud over de ledende sammenkoblinger, at de naturligvis tillader tre typer af isoleret transmission: de frembringer magnetiske felter, der kan kobles via transformatorspoler, elektriske felter, som kan kobles via kondensatorplader og elektromagnetisk stråling, som kan overføres via antenner.

Problemet er, at vi ofte skal isolere signaler, der ikke har konstant varierende bølgeformer. Typisk er disse digitale signaler, der kan forblive logiske lave eller logiske høje i længere tid. En standard løsning på dette problem er at bruge lys, som har den praktiske evne til at tilvejebringe lavfrekvent eller endog stabil kommunikation mellem sender og modtager uden at etablere en direkte elektrisk forbindelse.

Hvad er en Optocoupler? "Src =" // www.allaboutcircuits.com/uploads/articles/TechA_DigIso_image.JPG "/>

Et røntgenbillede af en optocoupler, taget fra et Silicon Labs-dokument med titlen "CMOS Digital Isolators Supersede Optocouplers i Industrial Applications."

Ulempe ved Optocoupler i praksis

Optokoblere er tilstrækkelige i mange systemer, men de har betydelige ulemper:

  • I lyset af moderne lav-effekt elektronik er en LEDs nuværende krav ret høje, og en optokoblings LED skal være tændt, når indgangssignalet er logisk højt. I nogle systemer er denne ineffektive brug af magt simpelthen uacceptabel.
  • Optokoblere har pålidelighedsproblemer. Måske er det primære problem, at LED'en går i stykker, men abstraktet for dette forskningspapir nævner blandt andet grænseforurening og termomekanisk stress forbundet med fugtabsorption.
  • Forplantningsforsinkelserne involveret i optocoupler-operationer pålægger irske datahastighedsbegrænsninger. Jeg ved ikke, om det er rimeligt at sige, at optokoblere er iboende "langsom", men de er faktisk langsomme i forhold til alternative enheder.
  • En optokoblerens indgang og udgang er ikke typiske logiske porte, og derfor kan grænsefladen mellem optokoblet og resten af ​​systemet kræve komponenter eller designindsats, der kan elimineres, når digitale isolatorer anvendes.
  • Optocoupler-fremstillingsteknikker gør det vanskeligt at integrere flere kanaler i samme pakke.

RF-tilgangen

Vi forbinder normalt radiofrekvenskommunikation med fjerndistributionssystemer, men der er ingen grund til, at du ikke kan bruge den til (meget) kortvarige applikationer som f.eks. Digital-signalisolering. Ideen her er at modulere en bærer ifølge det digitale indgangssignal, transmittere det modulerede signal over en isoleringsbarriere og demodulere derefter signalet.

Før vi går videre, er det interessant at bemærke, at disse RF isolatorer giver store forbedringer over optocouplers, på trods af at den grundlæggende forskel mellem de to teknologier simpelthen er bølgelængde: en optokobler muliggør et digitalt signal til at aktivere og deaktivere en kilde til elektromagnetisk kortere bølgelængde stråling (dvs. lys), og SiLabs-enheden tillader et digitalt signal til at aktivere og deaktivere en kilde til elektromagnetisk stråling med længere bølgelængder (dvs. et RF-signal).

Magnetisk isolering

Analog Devices bruger magnetisk kobling til at overvinde begrænsningerne af optokoblere. Deres I Coupler-teknologi kombinerer små transformatorer med styringskredsløb på en sådan måde, at lavfrekvente digitale signaler kan overføres, på trods af at du har brug for et skiftende magnetfelt for at fremkalde strøm. Følgende diagram giver et godt resumé af deres teknik: