内容提要
工业环境中使用的测量器件往往需要进行隔离以确保用户和系统**，同时也是为了保证在高共模电压下获得准确的测量结果。数字隔离器为光耦合器一类的较老技术提供了一种可靠、易用的替代方案。利用数字隔离器，工程师们可以优化隔离系统设计，以降低功耗、保证系统性，并对系统其余部分实施隔离串行链路，如图1所示。该链路可以是一个局部总线（如SPI），也可以是工业协议（如RS-485），用以将测量数据长距离传输至控制器单元。
图1. 用隔离前端测量高压电池组中单个电池的电压
可靠性设计
直到大约10年前，光耦合器仍然是隔离数字信号的少数可行解决方案之一。然而，如果问一问不得不用光耦合器进行设计的工程师，您就会了解到，用光耦合器开发高效、可靠的系统是多么的困难，尤其是需要将成本降至*低时。光耦合器使用LED来产生跨越隔离栅的光，以接通和关闭光电晶体管。在用光耦合器进行设计时，必须保证LED。CTR是光电晶体管上出现的集电极电流与通过LED的电流的比值。
光耦合器 CTR不但拥有极宽的容差，而且性和巨磁阻 （GMR）耦合。
表1.ADI公司ADuM140x系列数字隔离器的监管机构认证。
由于磁性数字隔离器大部分功率消耗于从一个状态切换至另一状态时，故功耗与工作频率呈比例关系。因此，处于空闲状态或者开关速度极低的通道功耗非常小。一旦已确定应用的*大串行时钟速率，即可设计电，则专门针对数字隔离器制定了具体标准。例如，表1展示了ADuM140x系列隔离器的机构认证。
其他问题涉及数字隔离器承受过压浪涌的。例如，典型高速光耦合器的CMTI规格为1至10 kV/μs，而磁性数字隔离器可抑制35 kV/μs以上的共模瞬变。
乍一看，对磁场干扰的担心似乎非常合理，因为采用微变压器的隔离器利用磁场来横跨隔离栅发射脉冲。有人可的电流才可，整个隔离系统成为带四个数据通道和隔离电源的单个集成电路。与使用分立隔离器和隔离电源相比，这种方式提高了可靠性，节省了大量电路板空间，降低了成本。
许多仪器内置隔离式RS-485端口，用于远程监控或控制。几年前，实现这样的隔离端口不但需要为数据线路配置隔离器，而且需要兼容RS-485差分信号和电源的收发器。图 3显示了像 ADM2682E这样的单个 IC如何将所有功能集成到单个封装之中。
总结
过去，设计隔离式测量设备是一种昂贵、困难、有时甚至令人沮丧的任务，因为光耦合器存在诸多的技术问题。在过去几年中，数字隔离技术的进步大大简化了这一任务。数字隔离技术具有成本低、性能高、易用、集成度高的特点，有助于工程师按时完成开发进度。另外，监管机构认证以及承受高干扰水平的能力使其非常适合工业测量系统中常见的长寿命产品。
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