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	 > 模擬技術(shù) > 設(shè)計應(yīng)用 > 新型數(shù)字電容隔離器提升了高性能標(biāo)準(zhǔn)
          
    
          

          

          


	
	
	

          
	
          
		
          
			
          新型數(shù)字電容隔離器提升了高性能標(biāo)準(zhǔn)
          
						
          —— New digital, capacitive isolators raise the bar in high-performance
          
						
          
				作者：Thomas Kugelstadt 德州儀器 (TI) 高級應(yīng)用工程師
				時間：2011-02-21
				來源：電子產(chǎn)品世界
				
				
				
				
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			        盡管數(shù)字隔離器已經(jīng)代替了模擬隔離器，從而簡化了隔離接口的設(shè)計，但廣大設(shè)計人員現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是日益增長的高系統(tǒng)性能需求。這里所說的高性能不僅僅指高數(shù)據(jù)速率和/或低功耗，而且還指高可靠性。一方面，在惡劣的工業(yè)環(huán)境中通過穩(wěn)健的數(shù)據(jù)傳輸來滿足這一需求。另一方面，特別是對隔離器而言，通過長使用壽命來解決這個問題。最近在芯片設(shè)計和制造方面的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)成就了第二代數(shù)字電容隔離器，其高性能給低功耗和高可靠性定義了新的標(biāo)準(zhǔn)。

          　　功能原理
          

          本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/117023.htm

          

          　　圖1顯示了一款數(shù)字電容隔離器 (DCI) 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。該隔離器輸入分為兩個差分信號路徑：一條為高數(shù)據(jù)速率通道(稱作 AC-通道)，另一條為低數(shù)據(jù)速率通道(稱作 DC-通道)。AC-通道傳輸介于 100 kbps 和 100 Mbps 之間的信號，而DC-通道則涵蓋了從 100 kbps 到 DC 的范圍。
          

          　　高速信號由 AC 通道來處理，信號在通道中首先從單端模式轉(zhuǎn)換為差分模式，然后被隔離層的電容-電阻網(wǎng)絡(luò)差分為許多瞬態(tài)。后面的比較器再將這些瞬態(tài)轉(zhuǎn)換為差分脈沖，從而設(shè)置和重置一個“或非”門觸發(fā)器。相當(dāng)于原始輸入信號的觸發(fā)器輸出饋至判定邏輯 (DCL) 和輸出多路復(fù)用器。DCL 包括一個看門狗定時器，該定時器用于測量信號轉(zhuǎn)換之間的持續(xù)時間。如果兩個連續(xù)轉(zhuǎn)換之間的持續(xù)時間超出定時窗口(如低頻信號的情況下)，則 DCL 則指示輸出多路復(fù)用器從 AC-通道切換到 DC-通道。
          

          　　由于低頻信號要求大容量電容器，而這種電容器使片上集成變得很困難，因此DC-通道的輸入要有脈寬調(diào)制器 (PWM)。該調(diào)制器利用一個內(nèi)部振蕩器 (OSC) 的高頻載波對低頻輸入信號進(jìn)行調(diào)制。在 AC-通道中對調(diào)制后信號的處理過程與高頻信號相同。然而，在向輸出多路復(fù)用器提交該信號以前，需通過一個最終低通濾波器 (LPF) 濾除高頻 PWM 載波，以恢復(fù)原始、低頻輸入信號。
          

          　　相比其他隔離器技術(shù)，電容隔離器的一個主要優(yōu)點(diǎn)是其 DC-通道在上電和信號丟失 (LOS) 事件期間隔離器輸出端擁有正確的輸入極性。缺少這些特性的其他隔離器技術(shù)通常會在上電期間出現(xiàn)輸出突波，或者在信號丟失以前一直保持在最后一個輸入極性。
          
				
            
                
			
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