2019年高速PCB设计指南7.doc(8)

崗速PCB设计指南

当CONT引脚被置成高态时，数据在器件内部20MHz时钟的控制下被跨越屏障发送。数抵传输对外部锁存使能信号是异步的。数摇以串行形式从输入锁存被选通到输出锁存。在一个字节传输完成后，整个字节移入输出锁存，输出锁存将对已传输的数摇字节去偏移。对于完整的8位字节，传播延迟将小于1ms。

3、模拟信号隔离

在很多系统中，模拟信号必须隔离。模拟信号所考虑的电路参量完全不同于数字信号。模拟信号通常先要考虑：

•精度或线性度

.频率响应

•噪声考虑

电源要求，特别是对输入级，也应该关注隔离放大器的基本精度或线性度不能依靠相应的应用电路来改善，但这些电路可降低噪声和降低输入级电源要求。

Burr-Brown的ISO 124使模拟隔离简化。输入信号被占空度调制并以数字方式发送跨过屏障。输出部分接收被调制的信号，把它变换回模拟电压并去掉调制/解调过程中固有的纹波成分。由于对输入信号的调制与解调，所以应遵循采样数据系统的一些限制。调制器工作在500kHz的基频上，所以高于250kHz Ngquist频率的输入信号在输出中呈现较低的频率分

尽管输出级去掉了输出信号中载波频率的大多数，但仍然有一迫量的载波信号存在。图4示出了降低系统其余部分中高频噪声污染的组合滤波方法。电源滤波器能显著地降低从电源引脚窜入的噪声。输出滤波器是一个Q为I、3dB频率为50kHz的二极Sallen-key级。这使输出纹波降低5倍。

对隔离电压的另一问题是输入级所需的功率。输出级通常以机壳或地为基准，而输入通常浮动在列一个电位上。因此，输入级的电源也必须隔离。通常用一个单电源，而不是理想中使用的+15V和JSV 电源。

图5示出在ISO 124输入级的一个单电压电源结合使用1NA2132双差分放大器，可将摆幅提升到输入信号电平的全范用。唯一的要求是输入端电源电压保持大于9V,这是ISO 124输入电压所需要的。

INA2132的下半部产生一个VS十电源的一半的输出电压。此电压用作INA2132另一半的REF引脚和ISO 124的GND输入是伪地。INA2132的差分输入信号的摆幅可以高于或低于新参考电平O IS0124的输出与输入一样，将是完全双极性的。

4、隔离用的多功能IC

新的多功能数据采集IC使设计人员有机会在跨越隔离屏时完成多个任务。一个完整的数据采集器件可包含多路模拟开关，可编程増益仪表放大器、A/D转换器和一个或多个数字I/O通道。所有这些功能都是通过一个串行数据口进行控制的。Burr-Brown公司的ADS7870 就是这样的一种器件。ADS7870-*^IS0150-起工作得很好，并示于图6。

在此应用中，ADS7870的每个可编程功能都置于主微处理器的控制之下，而该微处理器本身的控制是通过串行通信口写命令到寄存器来实现的。控制特性包括：

•多路器的选择

■4个差分通道或8个单端通道

•可编程仪表放大器的增益设置，1〜20

•12位A/D转换的初始化

此器件的4条数？I/O线也是有用的，可被个别地规立为报告数字信号的状态或输出数字信号。