•

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.

Трансформатор питания (присутствующий в ИС AD260) спроектирован для работы на частотах 150–250 кГц и без труда обеспечивает изолированное питание мощностью более 1 Вт при подключении к мостовой схеме (работающей при напряжении питания 5 В) на стороне передатчика. Различные отводы трансформатора, выпрямитель и схемы стабилизаторов обеспечивают комбинацию напряжений ±5, 15, 24 В или даже 30 В и выше. Если трансформатор управляется 5-вольтовой мостовой схемой с низким падением напряжения, то на всей вторичной обмотке размах напряжения будет составлять 37 В от пика до пика.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВЫХ ИЗОЛЯТОРОВ AD260/AD261

• Изоляция испытана на напряжение 3500 В (AD260B/AD261B)

• 5 изолированных цифровых линий в 6 конфигурациях входов/выходов

• Частота логического сигнала: 20 МГц макс

• Скорость передачи данных: 40 MBd макс

• Изолированный трансформатор питания: 37 в р-р, 1.5 Вт (AD260)

• Симметрия волны при передаче сигнала: ±1 не

• Задержка распространения: 14 нс

• Время нарастания/спада меньше 5 нс

Рис 10.30

Снижение шумов и фильтрация напряжения источника питания

Уолт Джанг, Уолт Кестер, Билл Честнат

Прецизионные аналоговые схемы обычно питаются от источника с хорошим линейным стабилизатором с низким уровнем шума. Однако за последние 10 лет в электронных схемах стали гораздо чаще использоваться импульсные источники (ИИП), и как следствие, они стали использоваться также для питания аналоговых схем. Причины их популярности — высокий КПД, малое повышение температуры, небольшой размер и вес.