Цифровые изоляторы
Микросхемы цифровых изоляторов предназначены для реализации гальванически разделенных каналов передачи цифровых сигналов, согласования уровней логических сигналов или исключения паразитных контуров с замыканием через землю.
► другие Микросхемы для гальванической развязки
Каждый канал изоляторов производства Silicon Labs работает аналогично оптрону, но вместо модулированного светового потока передается модулированный радиосигнал. Цифровые изоляторы реализованы по КМОП-технологии и обеспечивают устойчивый изолированный канал передачи данных без необходимости инициализации радиочастотной части и подключения внешних элементов.
Основные особенности:
- малое энергопотребление;
- устойчивость работы в условиях мощных электромагнитных помех;
- малое энергопотребление.
Номенклатура цифровых изоляторов Silicon Labs включает несколько десятков микросхем, различающихся по количеству прямых и обратных каналов передачи данных, по скорости обмена данными, напряжению изоляции и другим характеристикам.
|
Серия микросхем |
Документация |
Описание |
Однонаправленных каналов |
Двунаправленных каналов |
Напряжение изоляции, кВ |
Входной сигнал |
Корпуса |
Максимальные скорости передачи данных, Мбит/с |
Время распространения сигнала, нс |
Напряжения питания на входе, В |
Напряжения питания на выходе, В |
Прямых каналов |
Обратных каналов |
|
Si86xx |
универсальные |
0 .. 6 |
0 .. 2 |
1, 2.5, 3.75, 5 |
цифровой |
узкий SOIC16, широкий SOIC8, QSOP16, широкий SOIC16 |
1.7, 150 |
13, 55 |
2.5 .. 5.5 |
2.5 .. 5.5 |
0 .. 6 |
0 .. 3 |
|
|
Si838x |
Si838x (вся серия) |
для подключения 24В датчиков с дискретными выходами |
8 |
0 |
2.5 |
эмуляция входа светодиода |
QSOP20 |
200, 2000 |
4 μs, 4 μs/100 ns |
|
2.25 .. 5.5 |
8 |
0 |
|
Si86xxT |
универсальные на 10кВ |
2 .. 4 |
0 |
5 |
цифровой |
широкий SOIC16 |
150 |
13 |
2.5 .. 5.5 |
2.5 .. 5.5 |
1 .. 4 |
0 .. 2 |
|
|
Si87xx |
для замены оптронов |
1 |
0 |
3.75, 5 |
эмуляция входа светодиода |
DIP8, узкий SOIC8, широкий SOIC6 |
1, 15 |
50, 60 |
|
2.25 .. 30 |
1 |
0 |
|
|
Si88xx |
Si88x2x(2-канальные) Si88x4x(4-канальные) |
со встроенным контроллером DC/DC |
2, 4 |
0 |
3.75, 5 |
цифровой |
широкий SOIC16, широкий SOIC20, широкий SOIC24 |
100 |
23 |
3 .. 5.5 |
3 .. 5.5 |
0 .. 4 |
0 .. 4 |
Технические характеристики и особенности работы
Вход цифрового изолятора модулирует входной сигнал несущей частотой радиочастотного генератора, используя метод амплитудной манипуляции (ООК, on/off-key), где сигнал «лог. 1» определяется наличием радиосигнала, а сигнал «лог. 0» — его отсутствием. В качестве изоляционного материала используется диоксид кремния, обеспечивающий изоляцию в 500 В действующего значения переменного напряжения на каждый микрон. В цифровых изоляторах Si80xx, Si84xx и Si86xx барьера настолько мала, что для передачи данных достаточно микромощного сигнала, который исключает взаимное влияние каналов между собой. По этой же причине использование цифровых изоляторов фирмы Silicon Labs не создается помех во внешний эфир, а влияние электромагнитных помех и синфазного шума не искажает передаваемый сигнал благодаря дифференциальной передаче радиосигнала. Схема включения цифрового изолятора включает в себя два источника питания, один из которых находится на стороне передатчика, а другой на стороне приемника. На рисунке представлена временная диаграмма состояний линий питания и выходного сигнала.
Ассортимент микросхем
В описанной линейке цифровых изоляторов отдельно выделяются серии Si840x и Si860x – изоляторы с двунаправленными каналами, совместимые с интерфейсами I2C, SMBus и PMBus. Подробнее...
Сравнение с аналогичными решениями
Цифровые изоляторы – одно из приоритетных направлений развития компании Silicon Labs, микросхемы Si86xx и Si84xx завоевали большую популярность на российском рынке, часто их используют в качестве замены аналогичным микросхемам Analog Devices и оптронам. По сравнению с оптронной развязкой цифровые изоляторы в несколько раз компактнее, меньше зависят от температуры окружающей среды и питающих напряжений. С переходом на микросхемы цифровых изоляторов исчезает необходимость учитывать деградацию светопропускающего слоя оптрона, увеличивается устойчивость к синфазным помехам.
Наиболее распространенный аналог цифровых изоляторов Si84xx и Si86xx - изоляторы ADUMxxx от Analog Devices. Архитектура изоляторов Silicon Labs проще и вместе с тем более надежна, на рынке изоляторы Silicon Labs предлагаются в среднем на 20% дешевле. Таблицу замен изоляторов ADUM на изоляторы фирмы Silicon Labs можно скачать отдельным документом в формате PDF.