PCB信号隔离技术介绍

        1 隔离串行数据流
    隔离数字信号有很大选择范围。假若数据流是位串行的，则选择方案范围从简单光耦合
    器到隔离收发器IC。主要设计考虑包括：
    （1）所需的数据速率；
    （2）系统隔离端的电源要求；
    （3）数据通道是否必须为双向。
    基于LED的光耦合器是用于隔离设计问题的第一种技术。现在有基于LED IC可用，其数据速率为10Mb/s及以上。一个重要的设计考虑是LEC光输出随时间减小。所以在早期必须为LED提供过量电流，以使随时间推移仍能提供足够的输出光强。因为在隔离端可能提供电很有限，所以需要提供过量电流是一个严重的问题。因为LED需要的驱动电流可以大于从简单逻辑输出级可获得的电流，所以往往需要特殊的驱动电路。
    2  隔离并行数据总线系统
    并行数字数据总线的隔离主要有六个设计参数，在串行的隔离的基础上，将增加三个更主
    要的设计参量：
    （1）总线的位宽度；
    （2）容许的偏移度；
    （3）时钟速度要求。
    用一排光耦合器可完成这种任务，但支持电路可能很庞杂。光耦合器之间的传播时间失配将导致数据偏移，从而引起在接收端的数据误差。为使这种问题减至最小，采用隔离数字耦合器，支持在输入和输出端的双缓冲数据缓存。
    3 模拟信号隔离
    在很多系统中，模拟信号必须隔离。模拟信号所考虑的电路参量完全不同于数字信号。
    模拟信号通常先要考虑：
    （1）隔离精度；
    （2）线性度；
    （3）频率响应；
    （4）噪声考虑；
    （5）隔离电源。
    对电源、地要求高，特别是对输入级，要求输入级的电源、地不受到电路其他部分的干扰，即采用隔离电源。也应该关注隔离放大器的基本精度或线性度不能依靠相应的应用电路来改善，但这些电路可降低噪声和降低输入级电源要求。
    4 隔离用的多功能IC
    带有隔离功能的多功能数据采集IC，使设计人员有机会在跨越隔离屏时完成多个任务。一个完整的数据采集器件可包含多路模拟开关、采样保持电路、可编程增益仪表放大器、A/D转换器和一个或多个数字I/O通道。所有这些功能都是过一个串行数据口进行控制的。
    有很多器件可供设计人员选用，并使用在系统中地电位有很大差别的设计中。每一种器件都是针对独特系统要求而设计的。新器件性能集成的高水平，使得跨越隔离屏障能实现从前做不到的更复杂的操作。