Izolacja sygnałów - skuteczne sposoby cz 2

Wczoraj pisaliśmy o izolatorach cyfrowych, czym są, jak działają, jakie mają zalety, itd (link do pierwszej części tutaj). Wiemy więc, że są to komponenty przyszłości, które mają wiele zalet nad popularnymi transoptorami. Są od nich szybsze i bardziej niezawodne. Lepiej też odnajdują się w aplikacjach wymagających precyzji i wysokiego stopnia bezpieczeństwa. Niemałą zaletą jest też często niższe zużycie energii. Dużo uwagi poświęciliśmy właśnie niezawodności i odporności na przepięcia i inne sytuacje. Jednak to nie jedyne zalety (magnetycznych) izolatorów cyfrowych. Są to komponenty bardzo szybkie, o czym wspomnieliśmy wcześniej. Rozwijając ten wątek warto przypomnieć, że w transoptorach prędkość transferu sygnału mocno ograniczają pojemności pasożytnicze. Możliwe jest co prawda pominięcie tego problemu, by szybkość przełączania była większa, lecz pociąga to za sobą wzrost zużycia energii. Innym ograniczeniem jest ich konstrukcja i kierunek przesyłania sygnałów. Przykładem są transoptory, które w jednej obudowie łączą kilka kanałów. Pozwala to na zredukowanie zajmowanej powierzchni, jednak niemal zawsze oferowana jest komunikacja tylko w jednym kierunku. Brak jest też informacji o tym jak kanały współgrają ze sobą, szczególnie w sferze domeny czasowej. Teoretycznie, skoro dwa transoptory są wbudowane w jednym scalaku, można by się spodziewać, ze nie będzie z tym problemu. Jednak brak takich informacji w specyfikacji wielu komponentów sprawia, że możemy się spodziewać, iż nie ma takiej zgodności, a projektanci muszą doświadczalnie sprawdzić, czy i jak duże są różnice pomiędzy poszczególnymi kanałami, gdyż może to wpływać na precyzję, lub poprawność działania całej aplikacji. Sprowadza się to do sytuacji, że jeden dwu-kanałowy komponent musimy rozpatrywać i tak jako dwa osobne. Wiąże się to z kolejną zaletą izolatorów cyfrowych. Bez problemu dostać możemy zintegrowane komponenty wielokanałowe (nawet 4), ale też świetnie ze sobą zsynchronizowane. Przykładem może być ADuM344x. W specyfikacji można przeczytać, że czas propagacji na kanał to tylko 2 ns. Są więc też super-szybkie. Bez problemu można osiągnąć prędkości rzędu 150 Mbps, bez obawy o zwiększone zużycie energii. Cały układ staje się zwartym, wysoce niezawodnym i dobrze pracującym systemem. Co więcej oszczędzamy w ten sposób na miejscu na płytce PCB, ale także na kosztach budowy aplikacji. Tego typu rozwiązanie ma być tańsze, niż w przypadku korzystania z tradycyjnych izolatorów dyskretnych. Wiele tego typu komponentów posiada też wbudowaną obsługę standardowych interfejsów komunikacyjnych, takich jak RS485. Służyć one mogą np. zdalnemu monitorowaniu pracy lub kontroli. Zwiększa to możliwości układu, a co za tym idzie aplikacji. Poniżej można zobaczyć, jak tego typu izolatory, takie jak ADM2682E integrują w sobie taką funkcjonalność w ramach pojedynczego scalaka. Jak więc widać, izolatory cyfrowe stanowić mogą więc istotny element budowy aplikacji. Jeszcze do niedawna budowanie zaawansowanego sprzętu pomiarowego z izolacją było drogie, frustrujące, i często stanowiło wyzwanie dla wielu projektantów, ze względu na spore trudności jakie sprawiały transoptory. Dzięki izolatorom cyfrowym wiele problemów znika. Co więcej, zyskujemy też wiele możliwości. Możemy się cieszyć wieloma korzyściami, które opisaliśmy w tym, jak i poprzednim artykule tego krótkiego cyklu. Zyskujemy wiele na wydajności, szybkości, niezawodności, jak również na redukcji miejsca na PCB oraz redukcji kosztów, szczególnie w stosunku do powszechnych komponentów optycznych. Przypomnijmy też, że izolatory takie przechodzą rygorystyczne certyfikowanie, co daje nam pewność o ich niezawodności i wytrzymałości na różne trudne warunki pracy. Artykuł opublikowano dzięki uprzejmości firmy Analog Devices © Analog Devices