高速數(shù)字電路中電子隔離應用
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討論了在一個隔離層上進行光、磁(電感)和電氣(電容)信號傳輸?shù)膬?yōu)點和缺點，并對ISO72x系列數(shù)字隔離器中使用的電容耦合技術(shù)作了特別的重點闡述。
1. 引言
隔離就是將一部分與其他部分中的非理想影響分離開來。在電子電路中，電介質(zhì)通過阻斷直流電(DC)實現(xiàn)電路隔離。那么被隔離的電路如何在一個更大的電氣系統(tǒng)中運行呢?這個問題的答案便是本應用報告的主題。
隨著德州儀器(TI)和其他供應商推出的產(chǎn)品數(shù)量不斷增加，隔離信號的傳輸選項也隨之增加，從而使設計人員在產(chǎn)品選擇上變得更加復雜。本報告闡述了隔離器的重要特性，并說明了各產(chǎn)品之間的差異和相似之處。
在對電路隔離的必要性進行回顧之后，我們對電介質(zhì)信號傳輸?shù)娜N方法以及模擬對數(shù)字隔離器進行了討論，并對每一類型數(shù)字隔離器的實例進行了描述和對比。
2. 電路隔離的必要性
隔離電路的主要原因是保護電路不受危險電壓和電流的損壞。在圖1的醫(yī)療應用實例中，即使是小量的AC電流也有可能造成致命的傷害，因此需要采用一個隔離層來保護病人。隔離還可對敏感電路進行保護，使其免于受到工業(yè)應用中出現(xiàn)的高壓損壞。圖2的工業(yè)實例僅為一個高壓測量法。將傳感器與實際高壓相隔離使得對低壓電路的測量成為可能。
圖1：電源和病人之間可能的電路通路。
圖2：高壓和低壓電路之間的隔離。
保護原理是將高電壓電位(potential)隔離，其可能出現(xiàn)在各系統(tǒng)或電路中，如圖3中的線纜應用所示，其中的長距離可以將一個驅(qū)動器和接收機隔離。經(jīng)過如此的長距離，接地可能處在不同電壓中。通過隔離，在隔離器而非敏感電路中形成電壓差。
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