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1、數(shù)字隔離技術(shù)與電平轉(zhuǎn)換DigitalIsolationTechnologyandElectricalLevelShift講授人：江文亮0803120100242014.20.27主要內(nèi)容數(shù)字隔離技術(shù)概述數(shù)字隔離技術(shù)分類數(shù)字隔離實例4123測試與結(jié)果45電平轉(zhuǎn)換技術(shù)電平標(biāo)準(zhǔn)介紹一、數(shù)字隔離技術(shù)概述數(shù)字隔離技術(shù)概述45數(shù)字隔離技術(shù)常用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的現(xiàn)場總線、軍用電子系統(tǒng)和航空航天電子設(shè)備中，尤其是一些應(yīng)用環(huán)境比較惡劣的場合。數(shù)字隔離電路主要用于數(shù)字信號和開關(guān)量信號的傳輸。使用隔離電路的一個首要原因是為了
2、消除噪聲。另一個重要原因是保護器件(或人)免受高電壓的危害。電磁兼容性（EMC）：設(shè)備或者系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾的能力。二、數(shù)字隔離技術(shù)分類數(shù)字隔離技術(shù)概述數(shù)字隔離電路主要分為（按生產(chǎn)工藝、電氣結(jié)構(gòu)和傳輸原理劃分）：光電隔離器（光耦）電感式隔離器（磁耦，數(shù)字隔離器）電容隔離器（數(shù)字隔離器）測試與結(jié)果45電平轉(zhuǎn)換技術(shù)光耦數(shù)字隔離技術(shù)概述數(shù)字隔離技術(shù)分類測試與結(jié)果45小結(jié)電平轉(zhuǎn)換技術(shù)TLP521：低速光耦，最大傳輸速率約200KHZ。采用砷化鎵發(fā)光二極管
3、發(fā)出紅外光，當(dāng)光敏二極管受到光線照射時導(dǎo)通，否則斷開。數(shù)字隔離技術(shù)概述數(shù)字隔離技術(shù)分類456N136/6N137:高速光耦，6N136最大傳輸速率1MHZ,6N137最大傳輸速率10MHZ數(shù)字隔離技術(shù)概述45光耦是一種傳統(tǒng)隔離器，在各個領(lǐng)域有著廣泛的運用，也是傳統(tǒng)數(shù)字隔離的唯一合理選擇。但是隨著對數(shù)字隔離技術(shù)需求的發(fā)展，光耦的局限性逐漸顯露：功耗極高（相比其他隔離技術(shù)），傳輸速率低（通常低于1MHZ），LED老化。雖然存在效率更高和傳輸更快的光耦，但是成本很高。電感式隔離器測試與結(jié)果45小結(jié)電平轉(zhuǎn)換技
4、術(shù)SI844X數(shù)字隔離技術(shù)概述4545ICOUPLER專利技術(shù)數(shù)字隔離技術(shù)概述45優(yōu)點：功耗低，比光耦低10-100倍缺點：易受外部磁場（噪聲）的干擾如果1ms左右沒有檢測到信號邊緣，發(fā)送刷新脈沖信號給變壓器來保證直流的正確性(直流校正功能)。如果輸入為高電平，就產(chǎn)生兩個連續(xù)的短脈沖作為刷新脈沖，如果輸入為低電平，就產(chǎn)生單個短脈沖刷新。這對于上電狀態(tài)和具有低數(shù)據(jù)速率的輸入波形或恒定的直流輸入是很重要的。為了補充驅(qū)動器端的刷新電路，在接收器端采用了一個監(jiān)視定時器來保證在沒有檢測到刷新脈沖時，輸出處于一種
5、故障安全狀態(tài)。數(shù)字隔離技術(shù)概述45電容式隔離器45電容式隔離器數(shù)字隔離技術(shù)概述45電容式隔離器采用差分信號傳輸?shù)膬?yōu)點是可以抑制接收器的共模噪聲。共模抑制與耦合介質(zhì)（對噪聲呈現(xiàn)高阻，對高頻信號呈現(xiàn)低阻）共同實現(xiàn)了瞬態(tài)干擾能力通過電路分析可以得知，100KHZ以下的噪聲將會被濾除，這是采用高頻信號經(jīng)電容隔離傳輸?shù)暮锰?。具有很強的抗電磁干擾能力（依靠電場的變化進行傳播）和瞬變電壓的能力。電容式隔離器在體積、能量轉(zhuǎn)換和抗磁場干擾方面體現(xiàn)出很強的優(yōu)勢。數(shù)字隔離技術(shù)概述45各類數(shù)字隔離器件對比數(shù)字隔離技術(shù)概述45
6、數(shù)字隔離的實際應(yīng)用45電平標(biāo)準(zhǔn)介紹1、TTL（Transistor-Transistor?Logic）5VVcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V3.3VLVCMOS：Vcc：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2.0V；VIL<=0.8V2.5VLVCMOS：Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V2、CMOS邏輯：5VVcc：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V
7、；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V3.3VLVCMOS：Vcc：3.3V；VOH>=3.2V；VOL<=0.1V；VIH>=2.0V；VIL<=0.7V2.5VLVCMOS：Vcc：2.5V；VOH>=2V；VOL<=0.1V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V45電平標(biāo)準(zhǔn)介紹從上面可以看出:1)在同樣5V電源電壓情況下，COMS電路可以直接驅(qū)動TTL，因為CMOS的輸出高電平大于2.0V,輸出低電平小于0.8V；而TTL電路則不能直接驅(qū)動CMOS電路，TTL的輸出高電平為大于2.4V，如果
8、落在2.4V～3.5V之間，則CMOS電路就不能檢測到高電平，低電平小于0.4V滿足要求，所以在TTL電路驅(qū)動COMS電路時需要加上拉電阻2)3.3VCMOS可以直接驅(qū)動5V的TTL電路3)74系列簡介：74系列可以說是我們平時接觸的最多的芯片，74系列中分為很多種，而我們平時用得最多的應(yīng)該是以下幾種：74LS，74HC，74HCT這三種，這三種系列在電平方面的區(qū)別如下：74LS：TTL電平，74HC：COMS電平，74HCT：TTL電平和COMS電平4
