Do oferty produkcyjnej firmy Analog Devices trafia coraz większa liczba układów wykonanych w technologii iCoupler, przeznaczonych do stosowania w systemach i urządzeniach wymagających zapewnienia separacji galwanicznej pomiędzy fragmentami urządzeń cyfrowych.

Układ ADuM3160 jest zaawansowanym separatorem galwanicznym wykonanym w technologii iCoupler, przeznaczonym do stosowania w separatorach magistrali USB. Parametry układu ADuM3160 umożliwiają stosowanie go w aplikacjach USB2.0 z prędkością transferu danych 1,5 Mb/s lub 12 Mb/s.

Schemat blokowy układu ADuM3160 pokazano na rysunku 1. Zintegrowano w nim wszystkie elementy separatorów, łącznie ze stabilizatorami napięć zasilających. Po stronie użytkownika pozostaje zapewnienie zasilania od strony downstream, którego napięcie może mieć wartość 3,3 lub 5 VDC.

Poza dwukierunkowymi liniami danych, układ ADuM3160 wyposażono w cztery cyfrowe wejścia konfigurujące, po dwa dla separowanych galwanicznie stron: upstream (PDEN, SPU) i downstream (SPD, PIN).

Zadaniem tych wejść jest:

• ustalenie maksymalnej prędkości transmisji danych via USB – służą do tego wejścia SPU i SPD, które powinny być jednocześnie dołączane do „0” lub „1” logicznych dla transmisji (odpowiednio) 1,5 Mb/s lub 12 Mb/s,
• PDEN – umożliwienie wykonania testowych pomiarów impedancji buforów I/O (po dołączeniu do „0” i wyzerowaniu układu) lub jego normalnej pracy (po dołączeniu tej linii do „1” i wyzerowaniu układu),
• PIN – służy do wyznaczania momentu dołączania rezystorów pull-up na liniach I/O w kierunku upsetram – podczas normalnej pracy należy na tym wejściu ustawić „1”.

  Uwaga: w powyższym opisie stany „0” i „1” oznaczają napięcia po wybranej stronie galwanicznej zasilania układu ADuM3160:

• linie PDEN i SPU odnoszą się do GND1, VBUS1 i VDD1,
• linie PIN i SPD odnoszą się do GND2, VBUS2 i VDD2.

Rys. 1. Schemat blokowy układu ADuM3160

Schemat elektryczny proponowanego zestawu referencyjnego, o pełnych walorach użytkowych, pokazano na rysunku 2. Układ ADuM3160 pracuje w konfiguracji pozwalającej przetestować wszystkie jego możliwości. Ze względów praktycznych testy funkcjonalne i elektryczne układy przeprowadzono przy następujących ustawieniach zworek:
JP1, JP2 (PDEN, PIN) = „11”, czyli linie I/O pracują normalnie,
JP3, JP4 (SPU, SPD) = „11”, czyli 12 Mb/s.

Rys. 2. Schemat elektryczny projektu referencyjnego z układem ADuM3160

W przykładowej konfiguracji strona upstream układu ADuM3160 jest zasilania bezpośrednio z magistrali USB (z komputera), natomoiast zasilanie dla strony downstream (urządzenia współpracującego z komputerem) zapewnia wbudowana w moduł przetwornica DC/DC (5V/5V z separacją galwaniczną) o mocy 1 W (Cnv1). W przypadku współpracy separatora galwanicznego z urządzeniem o poborze prądu z USB powyżej 200 mA konieczne jest zastosowanie przetwornicy o większej mocy wyjściowej.

Fot. 3. Wygląd zmontowanej płytki drukowanej separatora galwanicznego z układem ADuM3160

Zworka JP5 umożliwia wybranie alternatywnego źródła zasilania strony downstream (poprzez złącze Zl2), przetwornicę Cnv1 można zastosować także do zasilania urządzenia dołączanego do separatora, co wymaga połączenia ze sobą styków 1-2-3 zworki JP5.
Na fotografii 3 pokazano widok zmontowanej płytki drukowanej separatora, której projekt (wykonany za pomocą Altium Designer 10) jest dostępny do bezpłatnego pobrania poniżej dla zarejestrowanych użytkowników portalu.