【在线研讨会讲义PPT下载】恶劣环境下，为何要使用开关键控数字隔离器

为什么需要隔离？数据传输如何影响隔离器性能？不同架构的利弊是什么？恶劣环境下，为何要使用开关键控数字隔离器……

你有以上疑问吗？前不久ADI举办了一场主题为【在恶劣环境下使用开关键控数字隔离器】的在线研讨会。在讨会中ADI接口与 i Coupler Registered 数字隔离器部门应用工程师与大家探讨了ADI公司鲁棒的新型iCouplerRegistered数字隔离器系列，它们采用了开关键控(OOK)架构。同时讨论隔离的重要性以及不同的数据传输选项，并重点讨论ADI这些数字隔离器如何实现高级性能。最后还说明了鲁棒性标准（CMTI、DPI、EMI等），并列出低传播延迟和高鲁棒性对哪些应用有利。

研讨会主要议题包括：

有兴趣的小伙伴可点击链接观看回放：/external-link.jspa?url=http%3A%2F%2Fwebinar.eccn.com%2Fdetails%2F2016042010007471.htmlhttp://webinar.eccn.com/details/2016051110009229.html

在这里，版主分享下此次研讨会的讲义，供大家参考学习~

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  • 在此次研讨会上，工程师朋友就会议中ADI专家讲解的内容提出了不少问题，ADI亚洲技术支持中心的专家团队均提供了专业解答。这里我们整理其中部分技术问答分享给大家，供参考学习哦

    Question

    Answer

    请问工业和消费电子领域为什么需要隔离？

    两个主要原因，一是不同的功能模块之间隔离噪声，二是出于安全的需要

    来学习学习，隔离器的四个特性是如何定义的？

    四个特性分别是绝缘材料，耦合原件，数据传输和封装

    单端和差分的可靠性有什么区别？

    差分抗共模干扰能力更强

    目前光耦比较应用的多，数字耦合还有优势吗？

    数字耦合集成度高，延时小，功耗低，优势明显。

    差分脉冲编码与单端相比较的特性？

    差分抗共模干扰能力更强。

    问下单端脉冲编码与光耦合器相比较的特性？

    功耗低，集成度高，速度快。

    想知道数据传输对隔离器性能有哪些影响？

    可依据系统设计的需求选择相应的数据的通讯速率，以及传输延时，skew等指标

    在恶劣环境下使用开关键控数字隔离器需要注意什么？

    bias电压的bypass一定要做好，layout时要注意bypass 电容的位置。

    ADuM1xx产品需要外接隔离变压器不？

    不需要

    哪些因素决定隔离器的电气性能？

    隔离的四个特性：绝缘材料，耦合元件，数据传输，封装

    脉冲编码隔离器会不会出现误传输呀？

    不会的。芯片内部是有glitch filter的。

    隔离器可承受的最大功率是多少？？？

    可承受的功率主要是考虑junction温度，可以根据热阻系数计算得到。

    鲁棒性标准，是国际上的标准，还是专门针对隔离的标准啊？

    鲁棒性是一个统称，具体有IEC，VDE等国际安规标准

    iCoupler架构是怎么实现的？

    输入信号编码，编码后的pulse传过磁隔离器，然后解码，从而恢复数据。

    在高噪音的恶劣环境下，采用变压器磁耦合隔离传送信号，虽然解决了隔离和延时问题，但是变压器本身也是辐射源，以及容易受到外界干扰，会不会造成EMI问题或者传输信号受到干扰呢？那么应该怎么应对呢？

    icoupler的变压器体积小，而且电流也很小，另外我们在电路上也做了设计抑止辐射。

    数字隔离器的耐压是多少？EMC等级多少？

    不同型号的隔离器耐压不同，如Adum142 3000Vrms , EMC 辐射符合 EN55022 Class B

    隔离器能够承受多大的耐受电压

    目前我们有2500V，3000V和5000V的产品。

    请问 什么样的恶劣环境 有具体说明指标吗 谢谢

    具体可以从CMTI，抗扰度，EMI辐射等几个方面考量

    数字隔离器最高支持多大MHzSPI时钟速率？

    OOK可以支持150Mbps

    请问 隔离器的绝缘材质是什么？ 谢谢

    聚酰亚胺

    数字隔离以前只是理解成简单的隔离，没想到还有什么OOK架构，算开眼了

    不同的架构具备各自的优势，谢谢关注

    开关键控数字隔离器响应速度为多少？

    延时基本上在7-8nS

    这个恶略环境是指多少温度下，最好高温和最低低温是多少？

    datasheet上有工作温度范围，相比光耦的105C，甚至85C，icoupler基本上都能做到125C

    像档次高一些的4轴飞行器，需要用到隔离器件吗？

    视产品设计需求而定。隔离器的两大功能，一是隔离噪声，二是提供安全保护。

    开关键的可靠性如何？

    OOK是最新一代的技术，可靠性更好。

    对于恶劣的工业环境器件有什么保护措施？

    OOK架构提供优异的抗扰度，CMTI和EMI指标

    请问这种开关编码方式与基于边沿的编码方式相比，优势在哪？劣势在哪？

    速度快，鲁棒性好，EMI特性也好。

    光电耦合是更普遍，数字隔离解决了数据干扰问题，但是电磁耦合干扰的安全问题如何解决？

    icoupler隔离器经过严格的安规测试，提供了EMI辐射，抗扰度和CMTI等相关测试指标

    开关键控的说法是否有点欠妥，开关不也就是脉冲吗，从PDF中展示的波形来看，差分和脉冲都是矩形波，开关是非标准矩形，讲起来应该是传播过程中要比矩形的所谓脉冲波少些谐波，如果开关键控用类似正选波，传输延时是否会更低？

    OOK是通信里的一种编码调制方式，驱动变压器的不是方波，而是高频正弦波。

    出于隔离噪声的目的，在A/D转换器和CPU间加隔离，选型时都考虑哪些参数？

    速率，VDD电平范围，延时

    在粉尘条件下可以使用吗？

    icoupler器件本身并不受粉尘条件影响，若您的系统暴露在粉尘环境中，请考虑在不同污染等级下相应的安规爬电距离

    专家好 请问按键开关的型号和耐压情况？

    目前有adum110，adum14x，adum22x，adum13x。耐压等级有3000V和5000V

    ADI实现高速的SPI是采用双立元件实现的吗？

    隔离SPI请参考ADuM315x和adum415x系列

    请问：最高隔离能力是多少伏电压？

    5000V

    这个是不是比较适合防爆产品啊？

    OOK架构抗扰度强，使用范围更广，在噪声环境较恶劣的环境具备优势

    icoupler能否支持12V的信号流？

    只能支持1.8V-5.0V

    用一个隔离器最多可以维护多少个从机器件？

    取决于通道数，1-6通道的产品我们都有

    开关键控数字隔离器兼有滤波功能吧？

    有一定的滤除毛刺的能力，但不建议做为滤波器使用

    开关键控数字隔离器与传统的光耦隔离器各有什么优势？

    优势很多，尺寸小，功耗低，高速率，不存在传统光耦的老化问题

    看门狗检测到问题后，是报警还是屏蔽处理？

    看门狗检测到问题，会将输出信号设置在默认电平，有H, L两种选择

    请问DPI是什么意思？

    直接功率注入

    隔离电压/漏电指数多少？与光耦比优势在哪里？

    隔离电压可以做到5000V

    隔离器工作的湿度范围是多大，能不能在高湿度环境下使用？

    湿度通常为系统考量指标

    请问OOK编码方式的正弦波产生原理？

    芯片内部有相应的脉冲产生机制

    使用数字隔离器的最大好处是什麽？

    好处很多，集成度高，高速率，低功耗，不存在传统光耦的老化问题

    可以作为RS485传输隔离吗？

    完全可以，ADI还有专门的隔离485器件

    与光耦隔离相比，这种隔离器有价格优势吗？

    有优势，尤其是在高速应用场合

    icoupler ook是否抗电磁干扰？可用于强电设备中吗？

    可以

    隔离的速率可以达到多少

    最高150Mbps

    对供电需有严格要求吧？

    从1.8V-5V,具体可参考数据手册

    开关键控的相应时间是多少？

    OOK架构的延迟时间在10ns左右

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  • 在此次研讨会上，工程师朋友就会议中ADI专家讲解的内容提出了不少问题，ADI亚洲技术支持中心的专家团队均提供了专业解答。这里我们整理其中部分技术问答分享给大家，供参考学习哦

    Question

    Answer

    请问工业和消费电子领域为什么需要隔离？

    两个主要原因，一是不同的功能模块之间隔离噪声，二是出于安全的需要

    来学习学习，隔离器的四个特性是如何定义的？

    四个特性分别是绝缘材料，耦合原件，数据传输和封装

    单端和差分的可靠性有什么区别？

    差分抗共模干扰能力更强

    目前光耦比较应用的多，数字耦合还有优势吗？

    数字耦合集成度高，延时小，功耗低，优势明显。

    差分脉冲编码与单端相比较的特性？

    差分抗共模干扰能力更强。

    问下单端脉冲编码与光耦合器相比较的特性？

    功耗低，集成度高，速度快。

    想知道数据传输对隔离器性能有哪些影响？

    可依据系统设计的需求选择相应的数据的通讯速率，以及传输延时，skew等指标

    在恶劣环境下使用开关键控数字隔离器需要注意什么？

    bias电压的bypass一定要做好，layout时要注意bypass 电容的位置。

    ADuM1xx产品需要外接隔离变压器不？

    不需要

    哪些因素决定隔离器的电气性能？

    隔离的四个特性：绝缘材料，耦合元件，数据传输，封装

    脉冲编码隔离器会不会出现误传输呀？

    不会的。芯片内部是有glitch filter的。

    隔离器可承受的最大功率是多少？？？

    可承受的功率主要是考虑junction温度，可以根据热阻系数计算得到。

    鲁棒性标准，是国际上的标准，还是专门针对隔离的标准啊？

    鲁棒性是一个统称，具体有IEC，VDE等国际安规标准

    iCoupler架构是怎么实现的？

    输入信号编码，编码后的pulse传过磁隔离器，然后解码，从而恢复数据。

    在高噪音的恶劣环境下，采用变压器磁耦合隔离传送信号，虽然解决了隔离和延时问题，但是变压器本身也是辐射源，以及容易受到外界干扰，会不会造成EMI问题或者传输信号受到干扰呢？那么应该怎么应对呢？

    icoupler的变压器体积小，而且电流也很小，另外我们在电路上也做了设计抑止辐射。

    数字隔离器的耐压是多少？EMC等级多少？

    不同型号的隔离器耐压不同，如Adum142 3000Vrms , EMC 辐射符合 EN55022 Class B

    隔离器能够承受多大的耐受电压

    目前我们有2500V，3000V和5000V的产品。

    请问 什么样的恶劣环境 有具体说明指标吗 谢谢

    具体可以从CMTI，抗扰度，EMI辐射等几个方面考量

    数字隔离器最高支持多大MHzSPI时钟速率？

    OOK可以支持150Mbps

    请问 隔离器的绝缘材质是什么？ 谢谢

    聚酰亚胺

    数字隔离以前只是理解成简单的隔离，没想到还有什么OOK架构，算开眼了

    不同的架构具备各自的优势，谢谢关注

    开关键控数字隔离器响应速度为多少？

    延时基本上在7-8nS

    这个恶略环境是指多少温度下，最好高温和最低低温是多少？

    datasheet上有工作温度范围，相比光耦的105C，甚至85C，icoupler基本上都能做到125C

    像档次高一些的4轴飞行器，需要用到隔离器件吗？

    视产品设计需求而定。隔离器的两大功能，一是隔离噪声，二是提供安全保护。

    开关键的可靠性如何？

    OOK是最新一代的技术，可靠性更好。

    对于恶劣的工业环境器件有什么保护措施？

    OOK架构提供优异的抗扰度，CMTI和EMI指标

    请问这种开关编码方式与基于边沿的编码方式相比，优势在哪？劣势在哪？

    速度快，鲁棒性好，EMI特性也好。

    光电耦合是更普遍，数字隔离解决了数据干扰问题，但是电磁耦合干扰的安全问题如何解决？

    icoupler隔离器经过严格的安规测试，提供了EMI辐射，抗扰度和CMTI等相关测试指标

    开关键控的说法是否有点欠妥，开关不也就是脉冲吗，从PDF中展示的波形来看，差分和脉冲都是矩形波，开关是非标准矩形，讲起来应该是传播过程中要比矩形的所谓脉冲波少些谐波，如果开关键控用类似正选波，传输延时是否会更低？

    OOK是通信里的一种编码调制方式，驱动变压器的不是方波，而是高频正弦波。

    出于隔离噪声的目的，在A/D转换器和CPU间加隔离，选型时都考虑哪些参数？

    速率，VDD电平范围，延时

    在粉尘条件下可以使用吗？

    icoupler器件本身并不受粉尘条件影响，若您的系统暴露在粉尘环境中，请考虑在不同污染等级下相应的安规爬电距离

    专家好 请问按键开关的型号和耐压情况？

    目前有adum110，adum14x，adum22x，adum13x。耐压等级有3000V和5000V

    ADI实现高速的SPI是采用双立元件实现的吗？

    隔离SPI请参考ADuM315x和adum415x系列

    请问：最高隔离能力是多少伏电压？

    5000V

    这个是不是比较适合防爆产品啊？

    OOK架构抗扰度强，使用范围更广，在噪声环境较恶劣的环境具备优势

    icoupler能否支持12V的信号流？

    只能支持1.8V-5.0V

    用一个隔离器最多可以维护多少个从机器件？

    取决于通道数，1-6通道的产品我们都有

    开关键控数字隔离器兼有滤波功能吧？

    有一定的滤除毛刺的能力，但不建议做为滤波器使用

    开关键控数字隔离器与传统的光耦隔离器各有什么优势？

    优势很多，尺寸小，功耗低，高速率，不存在传统光耦的老化问题

    看门狗检测到问题后，是报警还是屏蔽处理？

    看门狗检测到问题，会将输出信号设置在默认电平，有H, L两种选择

    请问DPI是什么意思？

    直接功率注入

    隔离电压/漏电指数多少？与光耦比优势在哪里？

    隔离电压可以做到5000V

    隔离器工作的湿度范围是多大，能不能在高湿度环境下使用？

    湿度通常为系统考量指标

    请问OOK编码方式的正弦波产生原理？

    芯片内部有相应的脉冲产生机制

    使用数字隔离器的最大好处是什麽？

    好处很多，集成度高，高速率，低功耗，不存在传统光耦的老化问题

    可以作为RS485传输隔离吗？

    完全可以，ADI还有专门的隔离485器件

    与光耦隔离相比，这种隔离器有价格优势吗？

    有优势，尤其是在高速应用场合

    icoupler ook是否抗电磁干扰？可用于强电设备中吗？

    可以

    隔离的速率可以达到多少

    最高150Mbps

    对供电需有严格要求吧？

    从1.8V-5V,具体可参考数据手册

    开关键控的相应时间是多少？

    OOK架构的延迟时间在10ns左右

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