• Пример: Siemens ILQ-1 Quad (http://www.siemens.com)
Рис. 10.26
Более быстродействующая архитектура показана на рис. 10.27, она основана на применении светодиода (LED) и фотодиода. LED и здесь управляется током величиной приблизительно 10 мА. Это обеспечивает выход света, генерирующий ток в получающем фотодиоде, достаточный для образования достоверно высокого логического уровня на выходе усилителя. Скорость может сильно отличаться у различных оптопар, самые быстрые обычно имеют типичную задержку на прохождение 20 нс (максимум 40 нс) и могут обеспечивать скорость данных до 25 MBd. Это соответствует рабочей частоте 12.5 МГц для прямоугольных колебаний и длительности минимально возможного проходящего импульса 40 нс.
ИЗОЛЯЦИЯ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА С ПОМОЩЬЮ СВЕТОДИОДНО-ФОТОДИОДНОЙ ОПТОПАРЫ
• Напряжение питания +5 В
• Допустимое напряжение между входом и выходом 2500 В
• Частота цифрового сигнала: максимум 12.5 МГц
• Максимальная скорость данных 25 MBd
• Максимальная задержка на прохождение 40 не
• Типичное время нарастания/спада 9 нс
• Пример: Agilent HCPL-7720
Рис. 10.27
Микросхемы ADuM1100А и ADuM1100В — это цифровые изоляторы, работа которых основана на технологии изоляции Analog Devices ///«Isolation™. Сочетая в себе высокоскоростную КМОП-схему и монолитный трансформатор без сердечника, эти изолирующие компоненты обеспечивают более высокие рабочие характеристики, чем обычные оптопары, описанные выше.
ИС ADuM1100А и ADuM1100В, выпускающиеся совместимыми по выводам с существующими высокоскоростными оптопарами для обеспечения возможной замены, поддерживают скорость данных 25 MBd и 100 MBd соответственно. Функциональная схема этих устройств показана на рис. 10.28.
ADuM1100А и ADuM1100В работают при напряжении питания либо 3.3 В, либо 5 В, имеют задержку на прохождение меньше 10 нс, асимметрию фронта импульса меньше 2 нс, время нарастания/спада меньше 2 нс. Они работают при очень низком энергопотреблении, ток покоя составляет менее 600 мкА (сумма с излучающей и приемной сторон) и динамическом токе менее 230 мкА на 1 MBd скорости передачи данных. В отличии от обычного трансформатора эти устройства обеспечивают корректную передачу постоянного тока с помощью патентованной схемы обновления, которая постоянно корректирует выходной сигнал.
ЦИФРОВЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ ADuM1100A/ADuM1100B
• Напряжение питания +5 В/+3.3 В
• Допустимое напряжение между входом и выходом 2500 В
• Максимальная скорость данных 25 MBd (ADuM1100A)
• Максимальная скорость данных 100 MBd (ADuM1100B)
• Максимальная задержка на прохождение 10 нс
• Типичное время нарастания/спада 2 нс
• Совместимость по выводам с наиболее популярными оптопарами
Рис. 10.28
Микросхемы цифровых изоляторов семейства AD260/AD261 могут пропускать пять цифровых сигналов от/к высокоскоростным процессорам обработки сигналов (DSP), микроконтроллерам или микропроцессорам. Микросхема AD260, кроме того, содержит 1.5-ваттный трансформатор для внешней схемы преобразования постоянного тока; изоляция трансформатора рассчитана на 3.5 кВ.
Каждая канал AD260 может передавать цифровые сигналы с частотой до 20 МГц (40 MBd) с задержкой распространения всего 14 нс, что обеспечивает очень высокую скорость передачи данных. Симметрия выходных импульсов обеспечивается в пределах ±1 нс относительно входных, так что ИС AD260 может быть использована для изоляции сигнала широтно-импульсного модулятора (ITТИМ).
Упрощенная схема одного канала ИС AD260/AD261 показана на рис. 10.29.
Входной сигнал проходит через триггер Шмитта, через D-триггер ("защелку") и специальную преобразующую схему, которая дифференцирует фронты цифрового входного сигнала и управляет первичной обмоткой соответствующего трансформатора сигналом "установить высокий/установить низкий". Вторичная обмотка изолирующего трансформатора управляет приемником с помощью того же сигнала "установить высокий/установить низкий", а приемник восстанавливает исходную форму логического сигнала. Внутренняя схема опрашивает все входы приблизительно каждые 5 мкс и при отсутствии изменений логических уровней передает соответствующие сигналы "установить высокий/установить низкий" через интерфейс. Таким образом, время восстановления из состояния сбоя или при включении питания составляет 5-10 мкс.