数字隔离技术

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1、数字隔离技术与电平转换DigitalIsolationTechnologyandElectricalLevelShift讲授人：江文亮0803120100242014.20.27主要内容数字隔离技术概述数字隔离技术分类数字隔离实例4123测试与结果45电平转换技术电平标准介绍一、数字隔离技术概述数字隔离技术概述45数字隔离技术常用于工业网络环境的现场总线、军用电子系统和航空航天电子设备中，尤其是一些应用环境比较恶劣的场合。数字隔离电路主要用于数字信号和开关量信号的传输。使用隔离电路的一个首要原因是为了消除噪声。另一个重要原因是保护器件(或人)免受高电

2、压的危害。电磁兼容性（EMC）：设备或者系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。二、数字隔离技术分类数字隔离技术概述数字隔离电路主要分为（按生产工艺、电气结构和传输原理划分）：光电隔离器（光耦）电感式隔离器（磁耦，数字隔离器）电容隔离器（数字隔离器）测试与结果45电平转换技术光耦数字隔离技术概述数字隔离技术分类测试与结果45小结电平转换技术TLP521：低速光耦，最大传输速率约200KHZ。采用砷化镓发光二极管发出红外光，当光敏二极管受到光线照射时导通，否则断开。数字隔离技术概述数字隔离技术分类456N136

3、/6N137:高速光耦，6N136最大传输速率1MHZ,6N137最大传输速率10MHZ数字隔离技术概述45光耦是一种传统隔离器，在各个领域有着广泛的运用，也是传统数字隔离的唯一合理选择。但是随着对数字隔离技术需求的发展，光耦的局限性逐渐显露：功耗极高（相比其他隔离技术），传输速率低（通常低于1MHZ），LED老化。虽然存在效率更高和传输更快的光耦，但是成本很高。电感式隔离器测试与结果45小结电平转换技术SI844X数字隔离技术概述4545ICOUPLER专利技术数字隔离技术概述45优点：功耗低，比光耦低10-100倍缺点：易受外部磁场（噪声）的干扰

4、如果1ms左右没有检测到信号边缘，发送刷新脉冲信号给变压器来保证直流的正确性(直流校正功能)。如果输入为高电平，就产生两个连续的短脉冲作为刷新脉冲，如果输入为低电平，就产生单个短脉冲刷新。这对于上电状态和具有低数据速率的输入波形或恒定的直流输入是很重要的。为了补充驱动器端的刷新电路，在接收器端采用了一个监视定时器来保证在没有检测到刷新脉冲时，输出处于一种故障安全状态。数字隔离技术概述45电容式隔离器45电容式隔离器数字隔离技术概述45电容式隔离器采用差分信号传输的优点是可以抑制接收器的共模噪声。共模抑制与耦合介质（对噪声呈现高阻，对高频信号呈现低阻）

5、共同实现了瞬态干扰能力通过电路分析可以得知，100KHZ以下的噪声将会被滤除，这是采用高频信号经电容隔离传输的好处。具有很强的抗电磁干扰能力（依靠电场的变化进行传播）和瞬变电压的能力。电容式隔离器在体积、能量转换和抗磁场干扰方面体现出很强的优势。数字隔离技术概述45各类数字隔离器件对比数字隔离技术概述45数字隔离的实际应用45电平标准介绍1、TTL（Transistor-Transistor Logic）5VVcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V3.3VLVCMOS：Vcc：3.3V；VOH>=2.4

6、V；VOL<=0.4V；VIH>=2.0V；VIL<=0.8V2.5VLVCMOS：Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V2、CMOS逻辑：5VVcc：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V3.3VLVCMOS：Vcc：3.3V；VOH>=3.2V；VOL<=0.1V；VIH>=2.0V；VIL<=0.7V2.5VLVCMOS：Vcc：2.5V；VOH>=2V；VOL<=0.1V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V45电平标准介绍从上面可以看

7、出:1)在同样5V电源电压情况下，COMS电路可以直接驱动TTL，因为CMOS的输出高电平大于2.0V,输出低电平小于0.8V；而TTL电路则不能直接驱动CMOS电路，TTL的输出高电平为大于2.4V，如果落在2.4V～3.5V之间，则CMOS电路就不能检测到高电平，低电平小于0.4V满足要求，所以在TTL电路驱动COMS电路时需要加上拉电阻2)3.3VCMOS可以直接驱动5V的TTL电路3)74系列简介：74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片，74系列中分为很多种，而我们平时用得最多的应该是以下几种：74LS，74HC，74HCT这三种，这三种系

8、列在电平方面的区别如下：74LS：TTL电平，74HC：COMS电平，74HCT：TTL电平和COMS电平4