電容隔離技術

　　德州儀器提供了基于電容耦合的數(shù)字隔離組件。這些隔離裝置提供了高數(shù)據(jù)傳輸速率和瞬態(tài)信號的高抗干擾能力。與電容隔離方法和光學隔離方法相比，感應隔離消耗的功率更低。

　　感應隔離技術

　　由Analog公司在2001年引入的iCoupler技術(analog.com/iCoupler)，利用感應耦合 為高速率、高通道數(shù)應用提供了數(shù)字隔離功能。iCoupler設備可以為一個采樣率達到兆赫茲范圍的16-位模擬測量系統(tǒng)在耐2500 V隔離下提供100 Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。與光耦合器不同，iCoupler設備提供了其他的技術優(yōu)勢，如功耗降低、高達125℃的高工作溫度范圍和高達25 kV/ms的瞬態(tài)信號高抗干擾能力。

　　iCoupler技術基于小尺寸的、芯片大小的變壓器。一個iCoupler由三個主要部分組成——一個發(fā)射器、變壓器 和一個接收器。發(fā)射器電路利用邊緣觸發(fā)器編碼，并將數(shù)字線路上的上升沿和下降沿轉換為1 ns的脈沖。這些脈沖利用變壓器跨隔離層傳輸，并在另一側通過接收器電路解碼，如圖11所示。這些變壓器的小尺寸(約為1毫米的十分之三大小)使得它們幾 乎不受外部磁噪聲干擾。iCoupler設備還可以通過在每個集成電路(IC)上集成高達四路隔離式通道，降低測量硬件的成本，而且，與光耦合器相比，它 們所需的外部組件更少。

　　圖11  來自Analog公司的基于感應耦合的iCoupler技術

　　來源：模擬設備公司(analog.com/iCoupler)

　　測量硬件供應商們正使用由iCoupler 設備提供低成本高性能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。面向高速測量應用的NI工業(yè)數(shù)據(jù)采集(DAQ)設備，如工業(yè)M系列多功能DAQ設備，采用了如圖12所示的 iCoupler數(shù)字隔離裝置。這些設備在模擬通道和數(shù)字通道上提供60 VDC的連續(xù)隔離和長達5秒的1,400 Vrms/1,900 VDC通道與總線間隔離承受，并支持高達250 kS/s的采樣率。用于NI PAC平臺、NI CompactRIO、NI CompactDAQ以及其他高速NI USB設備的NI C系列模塊也采用了iCoupler技術。

　　圖12 工業(yè)NI M系列多功能DAQ采用數(shù)字隔離裝置

　　總結

　　帶隔離的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以在有危險電壓和瞬態(tài)信號存在的惡劣環(huán)境下保證其可靠測量。您對于隔離功能的需求取決于的測量應 用及其周圍環(huán)境的。那些需要利用單個通用數(shù)據(jù)采集設備與不同特性的傳感器相連的應用，可以得益于具有模擬隔離功能的外部信號調理電路;然而，低成本、高性 能模擬輸入的應用則可得益于具有數(shù)字隔離技術的測量系統(tǒng)。