Analog Devices iCoupler – niesamowita technologia izolowania sygnałów cyfrowych

ADM3252E – podwójny izolowany driver/receiver linii interfejsu RS232 (rys. 9). Jest on połączony z PORT3 procesora. Wewnętrzna przetwornica DC-DC wytwarza napięcie niezbędne do pracy izolowanej strony interfejsu. Zworka na płytce umożliwia realizację zamkniętej pętli. Interfejs może pracować z szybkością do 460 kb/s.

Rys. 9. Schemat blokowy układu ADM3252E

ADuM1250 – podwójny izolator I²C Hot Swapp (rys. 10). Układ nie ma wbudowanej przetwornicy DC-DC, więc w aplikacjach wymagających zastosowania źródła zasilającego stronę izolowaną konieczne jest uwzględnienie dodatkowego układu. Z oferty Analog Devices można wybrać układ ADuM5000 (rys. 11), który zastosowano na płytce ezLINX. Jest to przetwornica DC-DC wytwarzająca po stronie izolowanej napięcie 3,3 V lub 5 V. Interfejs pracuje z częstotliwością zegara do 1 MHz.

Rys. 10. Schemat blokowy układu ADuM1250

Rys. 11. Schemat blokowy układu ADuM5000

ADuM3401 – 4-kanałowy izolator sygnałów cyfrowych z podwyższoną odpornością na ESD (rys. 12a). Układ zapewnia dwukierunkową komunikację – zawiera trzy nadajniki i jeden odbiornik sygnału cyfrowego. Podobne parametry ma układ ADuM3402 (rys. 12b), który udostępnia dwa nadajniki i dwa odbiorniki. Oba układy zastosowano w interfejsie SPI zaimplementowanym na płytce ezLINX. Praca w trybie master i slave jest ustalana aż 16 zworkami. Układy interfejsowe umożliwiają transmisję do 90 Mb/s (NRZ), z tym że od szybkości dość silnie zależy prąd pobierany z zasilacza. Przy maksymalnej szybkości jest on równy 20 mA na kanał. 

Rys. 12. Schemat blokowy układów: a) ADuM3401, b) ADuM3402 i ADuM3442

ADuM3442 – to też 4-kanałowy izolator sygnałów cyfrowych o podobnej budowie, jak układ ADuM3402, ale pracujący z szybkością do 150 Mb/s (rys. 12b). Izolator współpracuje z podwójnym odbiornikiem LVDS – układ ADN4664 (rys. 13a) i podwójnym nadajnikiem LVDS – układ ADN4663 (rys. 13b). Do realizacji pełnego izolowanego interfejsu LVDS konieczne było użycie przetwornicy DC-DC ADuM5000. Wszystkie sygnały wyprowadzono na gniazdo 32-końcówkowe.

Rys. 13. Schemat blokowy układów: a) ADN4664, b) ADN4663

Zestaw ewaluacyjny iCoupler ezLINX można traktować jako kompendium wiedzy w dziedzinie konstruowania izolowanych interfejsów cyfrowych. Dla konstruktorów szczególnie cenna jest pełna dokumentacja płytki stanowiąca źródło niemal gotowych rozwiązań praktycznych. Użytkownicy mają też możliwość analizowania źródłowej wersji oprogramowania. Dokumentację dotyczącą zestawu oraz zastosowanych w nim elementów można pobrać ze strony http://wiki.analog.com/resources/eval/ezlinx.