Analog Devices iCoupler – niesamowita technologia izolowania sygnałów cyfrowych

Bardzo ważnym aspektem pomiarów wykonywanych przyrządami elektronicznymi jest zapewnienie bezpieczeństwa użytkownikom. Zagrożenia są związane przede wszystkim z napięciami uznawanymi za niebezpieczne, z którymi człowiek mógłby mieć kontakt, choćby tylko hipotetycznie. Pewne grupy urządzeń nie mogłyby istnieć, gdyby nie stosowano w nich odpowiedniej izolacji dla sygnałów wejściowych i wyjściowych.

Technika pomiarowa z użyciem aparatury elektronicznej jest dla nas czymś tak powszechnym, że nawet nie zadajemy sobie pytania od jak dawna jest stosowana. Wraz z pojawieniem się pierwszych urządzeń, konstruktorów nurtował problem bezpiecznego łączenia ich ze sobą, a także dołączania do nich wszelkiego rodzaju zewnętrznych peryferiów.

Technika izolowanych połączeń jest szczególnie nieodzowna w aparaturze biomedycznej, miernikach energetycznych, wszelkiego rodzaju trenażerach sportowych itp. Zagrożeniem dla operatora jest niebezpieczne napięcie podawane z zewnątrz przyrządu, czy to poprzez źródła zasilania czy inne urządzenia dołączane do wejść (rys. 1a i 1b). Napięcia te są niebezpieczne nie tylko dla człowieka, mogą też powodować uszkodzenia innych przyrządów pracujących w systemie pomiarowym. Na porażenie prądem szczególnie narażeni są pacjenci poddawani pomiarom z wykorzystaniem czujników umieszczanych bezpośrednio na ich ciele. W tym przypadku pełnego zabezpieczenia nie daje nawet zasilanie bateryjne, gdyż w aparaturze mogą być stosowane wewnętrzne przetwornice wysokiego napięcia niezbędne do prawidłowej pracy systemu pomiarowego (rys. 1c). W praktyce konieczne jest więc stosowanie rozwiązań zapewniających odpowiednią izolację galwaniczną poszczególnych obwodów. Szczególną troską objęte są obwody we/wy oraz interfejsy komunikacyjne stosowane w elektronicznej aparaturze pomiarowej.

Rys. 1a. Różne zagrożenia porażenia człowieka lub uszkodzenia urządzeń wynikające ze stosowania bezpośrednich połączeń – napięcie pochodzące z sieci zasilającej

Rys. 1b. Różne zagrożenia porażenia człowieka lub uszkodzenia urządzeń wynikające ze stosowania bezpośrednich połączeń – napięcia pochodzące z urządzeń dołączonych do wejścia aparatury pomiarowej

Rys. 1c. Różne zagrożenia porażenia człowieka lub uszkodzenia urządzeń wynikające ze stosowania bezpośrednich połączeń – napięcia wytwarzane w urządzeniu pomiarowym