内容提要
工业环境中运用的丈量器材往往需求进行阻隔以确保用户和体系安全，一起也是为了确保在高共模电压下取得准确的丈量成果。数字阻隔器为光耦合器一类的较老技能供给了一种靠、易用的代替计划。运用数字阻隔器，工程师们能够优化阻隔体系规划，以下降功耗、确保体系功能，一起无需凭借额定的规划裕量来补偿缺失或不完好的器材规范。
简介
规划阻隔丈量仪器颇具挑战性，有时甚至会令人懊丧不已。阻隔前端能够维护用户免受丈量体系中或许存在的丧命电压的损伤，一起答应工程师在高共模电压下进行准确的丈量。图1所示为此类丈量的一个典型示例。在高压燃料电池或电池组中，了解单个电池的电压有助于确保体系的安全运转，一起能够最大极限地延伸电池寿数。在确认单个电池的电压时，咱们有必要在高达数百伏特的共模电压下进行丈量。在用热电偶丈量载流导体的温度时，会呈现相似的状况。在本例中，体系有必要具有丈量毫伏级信号分辨率的才能，一起按捺高电平的60 Hz共模噪声，并维护操作员不受任何风险电压的损伤。
开始人们用阻隔放大器来处理这个问题，但跟着丈量带宽和分辨率的添加，这种处理计划现已过期。现在，履行此类丈量的最准确、最经济、最高效技能是阻隔整个丈量前端(包括模数转换器(ADC))，并对体系其余部分施行阻隔串行链路，如图1所示。该链路能够是一个部分总线(如SPI)，也能够是工业协议(如RS-485)，用以将丈量数据长距离传输至控制器单元。
牢靠性规划
直到大约10年前，光耦合器仍然是阻隔数字信号的少量可行处理计划之一。但是，假如问一问不得不用光耦合器进行规划的工程师，您就会了解到，用光耦合器开发高效、牢靠的体系是多么的困难，尤其是需求将本钱降至最低时。光耦合器运用LED来产生跨过阻隔栅的光，以接通和封闭光电晶体管。在用光耦合器进行规划时，有必要确保LED能产生满足的光来接通接纳光电晶体管，一起，输出上升和下降时刻也要满足快，以支撑方针频率下的操作。光耦合器最重要的一个规范是电流传输比(CTR)。CTR是光电晶体管上呈现的集电极电流与经过LED的电流的比值。
光耦合器CTR不光拥有极宽的容差，并且功能会跟着时刻和温度而下降。为了确保光耦合器能在高温下运用数年之后持续作业，工程师有必要假定最差状况下的CTR，这自身就极具挑战性，由于光耦合器数据手册只列出了室温下的CTR规范。例如，典型光耦合器的规范表列出了25°C下50%–600%的确保CTR。别的，大多数数据手册都包括典型图表，显现80°C时的CTR仅为20°C时的CTR的大约50%。事实上，没有数据手册会列出85°C时的最小CRT，因而，您有必要对该值做出假定。别的，有些研讨对CTR随时刻产生的下降进行了模仿，但该规范相同未列于数据手册中，因而，您有必要决议添加多少额定的规划裕量，以确保终究产品能在预期寿数规模内牢靠地运转。规划一个鲁棒的阻隔器电路意味着，您有必要
做出许多工程规划假定，需求在添加的功耗和下降的作业速度之间取舍，留出满足的裕量以便产品在整个寿数期间牢靠运转。
数字阻隔器运用非光学方法来横跨阻隔栅发送数据。例如，ADI公司的阻隔器选用微变压器技能来横跨阻隔栅发送脉冲，不存在与光耦合器相关联的时刻和温度下降效应。这样，能够针对器材的整个作业温度规模发布确保最低和最大功耗、传达推迟和脉冲失真规范。有了完好的规范，就不需求在您的作业条件下对光耦合器进行广泛的特性测验，能够直接运用数据手册中的数据来核算最差状况下的体系功能。您只用看看数字阻隔器的确保传达推迟、偏斜和功耗，即可运用这些数据来核算顶层体系时序规范，就像任何规范数字%&&&&&%相同。也可运用其他非光学技能，例如容性、射频(RF)和巨磁阻(GMR)耦合。
