Mikrokontroler.pl – portal dla elektroników » Analog Devices iCoupler – niesamowita technologia izolowania sygnałów cyfrowych

Artykuły

13.09.2012

Analog Devices iCoupler – niesamowita technologia izolowania sygnałów cyfrowych

Rys. 5. Schemat wyjaśniający drogę sygnału cyfrowego w układzie iCoupler

Użycie transformatorów może wzbudzać jednak pewną wątpliwość dotyczącą zakłóceń EMC, zarówno pod względem generacji, jak i odporności na nie. Rozpatrując stosunek wymiarów transformatorów do długości fali wynikającej z częstotliwości przełączania (300 MHz) okazuje się, że jest on bardzo mały, przez co emitowana moc w zasięgu bliskich pól jest w zasadzie zaniedbywalna (wynosi zaledwie 500 pW), a dodatkowo natężenie pola bardzo szybko maleje w funkcji odległości od źródła.

Zgodnie z danymi udostępnionymi przez firmę Analog Devices zakłócenia w transmisji danych przez transformatory wbudowane w układy iCoupler mogą wystąpić w przypadku umieszczenia w odległości 5 mm od układu przewodnika, przez który płynie prąd o natężeniu 500 A (1MHz)!

Implementacja interfejsów na płytce ewaluacyjnej

Na płytce ewaluacyjnej ezLINX umieszczono 8 izolowanych interfejsów komunikacyjnych. Zbudowano je w oparciu o elementy iCoupler produkowane przez Analog Devices:

USB – ADuM3160,
CAN – ADM3053,
RS485/RS422 – ADM2587E,
RS232 – ADM3252E,
I²C – ADuM1250 i ADuM5000,
SPI – ADuM3401, ADuM3402, ADuM5000,
LVDS – ADuM3442, ADN4663 i ADN4664.

Wygląd zestawu ezLINX

ADuM3160 – kompletny izolator USB Full Speed (rys. 6). Jedną stronę połączono z USB PHY procesora ADSP-BF548 i jest ona zasilana z napięcia 3V3 dostępnego na płytce, druga strona jest zasilana z napięcia +5V_USB. Układ może pracować z prędkością do 12 Mb/s.

Rys. 6. Schemat blokowy układu ADuM3160

ADM3053 – transceiver z izolacją sygnałów i napięcia zasilającego dla interfejsu CAN (rys. 7). Układ ma wbudowaną przetwornicę DC-DC. Na płytce ezLINX jest ona zasilana napięciem +5V pochodzącym z zasilacza i wytwarza napięcie dla izolowanej strony interfejsu. W celu zapewnienia kompatybilności z mikroprocesorem konieczne jest też doprowadzenie do układu ADM3053 napięcia 3V3. Interfejs pracuje z maksymalną szybkością 1 Mb/s.

Rys. 7. Schemat blokowy układu ADM3053

ADM2587E – transceiver RS485 z 2,5 kV izolacją dla sygnałów i zasilania, ±15 kV zabezpieczeniem ESD, z wbudowaną przetwornicą DC-DC, pracujący w trybach Full/Half Duplex (rys. 8). Układ ma. Układ zastosowany na płytce ezLINX współpracuje bezpośrednio z portem mikroprocesora. Ta strona interfejsu jest zasilana napięciem 3V3 z zasilacza, wytwarzane zaś w przetwornicy układu napięcie 3,3 V jest wykorzystywane do zasilania strony izolowanej. Zastosowane na płytce zworki są wykorzystywane do ustawiania trybu pracy interfejsu (Half Duplex, Full Duplex) lub do terminacji linii. Maksymalna szybkość interfejsu jest równa 500 kb/s.

Rys. 8. Schemat blokowy układu ADM2587E

Autor: Jarosław Doliński

Jarosław Doliński jest absolwentem Wydziału Elektroniki na Politechnice Warszawskiej. Pracował w Przemysłowymi Instytucie Telekomunikacji oraz Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, gdzie zajmował się konstruowaniem urządzeń transmisji danych. Współpracował z Zakładem Urządzeń Teatralnych m.in. w zakresie konstrukcji interkomów teatralnych i urządzeń dla inspicjentów. Brał także udział w pracach projektowych rejestratorów urządzeń wiertniczych i elektroniki montowanej na żurawiach mobilnych. Obecnie prowadzi firmę zajmująca się konstruowaniem i produkcją urządzeń elektronicznych dla rehabilitacji i wspomagania treningu sportowego. Jest autorem czterech książek poświęconych elektronice i mikrokontrolerom, współpracuje ponadto z miesięcznikami „Elektronika Praktyczna”, „Elektronik” oraz „Świat Radio”.