Użycie transformatorów może wzbudzać wątpliwości związane z emisją zakłóceń EMC i podatnością na takie zakłócenia. 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 nieistotna (wynosi zaledwie 500 pW), a dodatkowo natężenie pola bardzo szybko maleje w funkcji odległości od źródła.
Na rysunku 5 pokazano wykresy ilustrujące odporność systemu transmisyjnego iCoupler na zakłócenia od zewnętrznych pól elektromagnetycznych – linie proste na rysunku wyznaczają próg występowania błędów. Jak widać jeżeli przewód przez który płynie prąd jest ułożony w odległości 5 mm, a jego częstotliwość wynosi 1 kHz, to natężenie wywołujące zakłócenia wynosi ok. 650 A!
Rys. 5. Charakterystyka podatności transformatorowego toru transmisyjnego na zakłócenia wywołane zewnętrznym polem elektromagnetycznym
W układach iCoupler zastosowano jednak dość sprytne rozwiązanie, dzięki któremu możliwe stało się przenoszenie sygnałów cyfrowych przez tor sygnałowy. W przeciwieństwie do transoptorów, układy iCoupler zawierają wbudowaną część elektroniczną wykorzystywaną do prawidłowego „transformowania” sygnału cyfrowego. Co więcej, oryginalny sygnał cyfrowy podawany na wejście właściwie nawet nie dociera do transformatora. Wewnątrz układu tworzone są krótkie impulsy o szerokości 1 ns generowane przez odpowiednio zaprojektowany układ elektroniczny, w chwilach odpowiadających występowaniu zboczy sygnału cyfrowego (rysunek 6).
Rys. 6. Ilustracja zasady działania toru z transformatorową separacją galwaniczną stosowanego w układach iCoupler
| W portalu MIKROKONTROLER.pl publikowaliśmy projekty referencyjne z następującymi układami z serii iCoupler: |
W ofercie Analog Devices dostępnych jest wiele typów układów separacyjnych, zarówno uniwersalnych, przeznaczonych do stosowania do separacji sygnałów TTL i TTL-LV, jak i wyspecjalizowanych (rysunek 7), w których zintegrowano nie tylko tor separacji galwanicznej, ale także kompletne interfejsy CAN, RS232 lub RS485.
|
Kompletny przegląd oferty produkowanych przez Analog Devices układów z serii iCoupler jest dostępny pod adresem. |
Rys. 7. Analog Devices oferuje wiele typów układów iCoupler, przeznaczonych do stosowania w różnych typach aplikacji
Rys. 8. Schemat blokowy jednokanałowego separatora cyfrowego ADuM1300
Wśród układów o zastosowaniach uniwersalnych producent oferuje separatory:
- 1-kanałowe o maksymalnej prędkości transmisji danych 100 Mb/s (ADuM1100 oraz ADuM1300, z wbudowanymi dodatkowymi zabezpieczeniami ESD zgodnymi z IEC 61000-4-x), schemat blokowy pokazano na rysunku 8,
- od 2- aż do 6-kanałowych separatorów jedno- i dwukierunkowych, dostępnych w różnych wariantach kierunkowych, o maksymalnej prędkości transferu danych od 10 Mb/s aż do 150 Mb/s i czasach propagacji sygnału od 24 (m.in. ADuM2280) do 150 ns (ADuM2211),
- separowane galwanicznie interfejsy RS485/RS422, w wersjach z zewnętrzną lub wewnętrzną (m.in. ADM2582E, rysunek 9) przetwornicą DC/DC, o maksymalnych prędkościach transmisji danych od 500 kb/s (m.in. ADM2841E), przez 16 Mb/s (m.in. ADM2490E), aż po 20 Mb/s (obecnie wyłącznie ADM2846E),
Rys. 9. Schemat blokowy układu ADM2582E – jest to scalony interfejs RS485 zintegrowany z separowaną galwanicznie przetwornicą DC/DC zasilającą „stronę” RS485 ze strony +5 V
Rys. 10. Schemat blokowy układu ADM3251E – scalonego interfejsu RS232 1TX/1RX z separacją galwaniczną i wbudowaną przetwornicą DC/DC (do separowanego zasilania części RS232)
