Di luar Optocoupler: Memahami Isolator Digital

#VLOG Belanja barang dari aliexpress buat next project (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Di luar Optocoupler: Memahami Isolator Digital


Optocouplers sudah pasti berkesan, tetapi teknologi pengasingan alternatif mungkin menjadi pilihan yang lebih baik untuk permohonan anda.

Maklumat Berkaitan

  • Pengasingan Galvanik: Tujuan dan Kaedah

Mencapai pengasingan galvanik agak mudah apabila kita berhadapan dengan isyarat AC. Voltan dan arus yang berubah-ubah sangat bersemangat untuk bergerak melampaui batas-batas sambungan konduktif yang secara semulajadi membenarkan tiga jenis penghantaran terpencil: ia menjana medan magnet yang boleh ditambah melalui gegelung pengubah, medan elektrik yang boleh digabungkan melalui plat kapasitor, dan radiasi elektromagnet yang boleh dipindahkan melalui antena.

Masalahnya ialah, kita sering memerlukan elektrik mengasingkan isyarat yang tidak mempunyai bentuk gelombang yang sentiasa berubah-ubah. Biasanya ini adalah isyarat digital yang mungkin kekal rendah logik atau logik tinggi untuk jangka masa yang panjang. Penyelesaian standard untuk masalah ini ialah menggunakan cahaya, yang mempunyai keupayaan mudah untuk menyediakan komunikasi frekuensi rendah atau bahkan mantap antara pemancar dan penerima tanpa mewujudkan sambungan elektrik langsung.

Apa itu Optocoupler "" src = "// www.allaboutcircuits.com/uploads/articles/TechA_DigIso_image.JPG" />

Imej sinar X dari optocoupler, diambil dari dokumen Silicon Labs berjudul "Isolators Digital CMOS Supersede Optocouplers dalam Aplikasi Industri."

Kelemahan Optocoupler dalam Amalan

Optocouplers memadai dalam banyak sistem, tetapi mereka mempunyai kelemahan yang signifikan:

  • Dalam konteks elektronik berkuasa rendah moden, keperluan semasa LED adalah agak tinggi, dan LED optocoupler mestilah apabila setiap isyarat input adalah tinggi logik. Dalam sesetengah sistem, kuasa penggunaan yang tidak cekap ini tidak dapat diterima.
  • Optocouplers mempunyai masalah kebolehpercayaan. Mungkin kebimbangan utama adalah kegagalan LED, tetapi abstrak untuk kertas penyelidikan ini menyebutkan, antara lain, pencemaran antara muka dan tekanan thermo-mekanikal yang berkaitan dengan penyerapan kelembapan.
  • Kelewatan penyebaran yang terlibat dalam operasi optocoupler mengenakan sekatan kadar data yang rumit. Saya tidak tahu sama ada wajar untuk mengatakan bahawa optocouplers sememangnya "lambat, " tetapi mereka memang perlahan berbanding peranti alternatif.
  • Input dan output optocoupler bukan pintu logik biasa dan, oleh itu, antara muka antara optocoupler dan seluruh sistem mungkin memerlukan komponen atau usaha reka bentuk yang boleh dihapuskan apabila pengasingan digital digunakan.
  • Teknik pembuatan Optocoupler menjadikannya sukar untuk mengintegrasikan pelbagai saluran ke dalam pakej yang sama.

Pendekatan RF

Kami biasanya mengaitkan komunikasi frekuensi radio dengan sistem jarak jauh, tetapi tidak ada sebab mengapa anda tidak boleh menggunakannya untuk (sangat) aplikasi jarak jauh seperti pengasingan isyarat digital. Idea di sini adalah untuk memodulasi sebuah pembawa mengikut isyarat input digital, menghantar isyarat termodulat ke seluruh penghalang pengasingan, dan kemudian demodulate isyarat.

Penerangan bahagian di halaman salah satu datasheet Si864x menunjukkan bahawa peranti ini lebih baik daripada optocouplers dalam hampir setiap cara. Satu-satunya kelemahan yang boleh saya fikirkan berkaitan dengan peningkatan generasi atau kecenderungan terhadap gangguan elektromagnetik. Walau bagaimanapun, dokumen ini (halaman 10) mendakwa bahawa pengasing ini direka sedemikian rupa untuk memastikan operasi EMI yang rendah dan rintangan yang tinggi terhadap gangguan RF.

Sebelum kita bergerak, sangat menarik perhatian bahawa pengasing RF ini memberikan penambahbaikan utama ke atas optocouplers walaupun pada hakikatnya perbezaan asas antara kedua-dua teknologi adalah panjang gelombang sahaja: optocoupler membolehkan isyarat digital untuk membolehkan dan melumpuhkan sumber elektromagnetik panjang gelombang yang lebih pendek sinaran (iaitu cahaya), dan peranti SiLabs membolehkan isyarat digital untuk membolehkan dan melumpuhkan sumber sinaran elektromagnetik panjang gelombang (iaitu, isyarat RF).

Pengasingan Magnetik

Peranti analog menggunakan gandingan magnetik untuk mengatasi batasan optocouplers. Teknologi coupler i mereka menggabungkan transformer kecil dengan litar kawalan sedemikian sehingga isyarat digital frekuensi rendah boleh dipindahkan, walaupun pada kenyataannya anda memerlukan medan magnet yang berubah untuk menginduksi arus. Gambar rajah berikut memberikan ringkasan yang baik tentang teknik mereka: